 |
Органическое вещество почв
 |
Уход в геологию (нефть, уголь)
Рис. 5. Круговорот углерода
Живые организмы участвуют во всех биохимических циклах Земли (железо, сера, углерод, фосфор, кальций).
9. ФУНКЦИИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
1. Энергетическая функция – способность поглощать и использовать солнечную энергию, передавать ее по пищевым цепям.
2. Газовая функция – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания (поглощение углекислого газа, выделение кислорода).
3. Концентрационная функция – «захват» из окружающей среды атомов химических элементов. Например, моллюски концентрируют кальций.
4. Деструктивная функция – разрушение организмами отходов жизнедеятельности и мертвой органики. Окислительно-восстановительная функция – окисление и восстановление различных веществ с помощью живых организмов; под их влиянием происходит интенсивная миграция элементов переменной валентности (Fe, Mg, S, F, N и т.д.). Они создают новые отложения сульфатов, образования сероводородов, минеральные вещества.
5. Транспортная функция – перенос вещества в результате миграции живых организмов
6. Средообразующая – преобразование физико-химических параметров среды (например: создание микроклимата – ель выделением из корней создает кислую среду (почву), увлажнение, затенение, в результате – очистка воздуха, защита от эрозии).
7. Рассеивающая функция – противоположна концентрационной, она проявляется через трофическую и транспортную деятельность (например: смена покровов, выделение экскрементов).
8. Информационная функция – накопление информации и закрепление ее в наследственных структурах, передача последующим поколениям.
ЭКОСИСТЕМЫ
Экосистема – природный комплекс, созданный живыми организмами и средой обитания.
Живые организмы – биоценоз, фитоценоз, зооценоз, микробоценоз.
Среда обитания – экотоп, климатоп, гидротоп и эдафотоп.
Экосистема – биоценоз-экотоп (А. Тенсли).
В 1935 году А. Тенсли дал термин «экосистема».
ВИДЫ ЭКОСИСТЕМ
1. Экосистема суши – тундра, тайга, хвойные и смешанные леса, степи, полупустыни и пустыни.
2. Экосистема океана – открытый океан, континентальный шельф, потоки воды со дна на поверхность, бухты, устья рек, проливы, глубоководная зона.
3. Пресноводная экосистема – пруды, озера, реки, ручьи, заболотья.
По степени хозяйственного воздействия экосистемы бывают естественные, модифицированные (например: подсев трав на лугах), трансформированные (например: плотина на реке), искусственные (например: города, дороги и т.д.).
В. Н. Сукачёв придумал понятие «биосфера», однако оно не равноценно понятию «экосистема».
12 . ВИДОВАЯ СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМЫ
Количество видов, образующих данную систему, называется видовой структурой. В старых экосистемах количество видов стабильно, в молодых – количество видов растет.
Доминантные виды – преобладающие виды (например: ель, ковыль).
Эдификаторы – строители. Они создают среду обитания и подчиняют всех этой среде обитания (например: ель окисляет почву, увлажняет и затеняет территорию).
Единичные виды – резерв сообщества, т.е. в данных условиях они не могут распространяться, но при изменении условий могут стать доминантными. Чем больше видов образуют экосистему, тем она стабильнее, устойчивее.
13. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКОСИСТЕМ
1. Консорция – структурная единица биоценоза, объединяющая автотрофные и гетеротрофные организмы на основе пространственных и пищевых связей вокруг центрального ядра (например: ядро – дерево, вокруг него обитают питающиеся его частями).
2. Синозия – структурная часть вертикального расчленения биоценоза, ограниченная в пространстве. Синозия может совпадать с горизонтом, ярусом (например: синозия сосны, мхов, брусники).
3. Парцелла – структурная часть горизонтального расчленения биоценоза, отличающаяся от других частей составом и свойствами компонентов (например: участки лиственных деревьев в хвойном лесу).
ЭНЕРГЕТИКА ЭКОСИСТЕМ
Для своего существования живые организмы должны постоянно пополнять и расходовать энергию. Растения связывают энергию Солнца в диапазоне 380-710 нм. Такая радиация называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Только высокопродуктивные экосистемы связывают 3-5% ФАР, остальные – 1% энергии.
В пищевой цепи 90% энергии растение тратит на себя (рост, фотосинтез, размножение) и только 10% энергии передается травоядным. Травоядные 9% тратят на себя и 1% передается хищнику.
Правило 10%: на каждый последующий уровень цепи питания передается только 10% энергии с предыдущего уровня; в конце пищевой цепи энергия рассеивается; количество уровней в цепи ограничено солнечной энергией.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ
Если продукцию, биомассу, энергию изображать в виде прямоугольников, то их вид в пищевой цепи будет иметь вид пирамиды.
Правило пирамид: количество энергии, содержащейся в организмах на последующем трофическом уровне, меньше ее значений на предыдущем уровне. Например:
| 34.7 кДж | ||||||
| 4.98*103кДж | ||||||
| 6.24*104кДж | ||||||
| 2.6*107кДж | ||||||
| Мальчик |
| Телята |
| Люцерна |
| Поле с люцерной |
| Мальчик |
| Телята |
| Люцерна |
| 48 кг | ||||
| 1035 кг | ||||
| 8211 кг | ||||
Рис. 6. Пирамиды биомасс и энергии
Только в океане пирамида биомасс перевернута.
Весь планктон по биомассе меньше всех китов. Пищи хватает всем благодаря планктонам, которые очень быстро размножаются.
Наряду с полезными веществами в пищевой перемещаются и токсичные вещества.
Чем выше организм в цепи питания, тем больше токсинов в его теле: вода – содержание пестицида 0,00005, планктон – 0,004, щука – 1,33, цапля – 3,53, утка – 22.8.
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ
Продуктивность – способность экосистем создавать продукцию. Продуктивность – количество живого вещества, созданное на единице площади или объема за единицу времени, выраженная в единицах массы. Продуктивность бывает первичная (продуктивность растений) и вторичная (продуктивность животных).
Биомасса – количество живого вещества, находящееся на единице площади независимо от времени образования.
Например:
Таблица 1
Продуктивность экосистем
| Экосистема | Продуктивность | Биомасса |
| Тропический лес | 25 - 30 тонн/га*год | 3 – 4 тыс. тонн/га |
| Тайга | 10 - 12 тонн/га*год | 1 – 2 тыс. тонн/га |
| Степь | 0,15 – 1,5 кг/м2*год | 300 тыс. тонн/га |
По Вернадскому существуют пленки жизни. Они образуются на границах нескольких сред или экосистем (например: данная, поверхностная; опушка леса).
К более мелким пленкам жизни относят: океан (коралловые рифы, саргассовые сгущения, побережье морей и океанов, зоны апвеллинга), суша (тропический лес, прибрежная зона, мелкие водоемы). Человек должен беречь высокопродуктивные экосистемы, т.к. они составляют резерв сообщества, каркас биосферы. При их разрушении рушится вся биосфера.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 256.
