Термин «экосистема» введен в экологию английским ботаником А. Тенсли (1935). Понятие экосистемы не ограничивается какими-то признаками ранга, размера, сложности или происхождения. Поэтому оно приложимо как к относительно простым искусственным (аквариум, теплица, пшеничное поле, обитаемый космический корабль), так и к сложным естественным комплексам организмов и среды их обитания (озеро, лес, океан, экосфера). Различают водные и наземные экосистемы. Все они образуют на поверхности планеты густую пеструю мозаику. При этом в одной природной зоне встречается множество сходных экосистем — или слитых в однородные комплексы, или разделенных другими экосистемами. Например, участки лиственных лесов, перемежающиеся хвойными лесами, или болота среди лесов и т.п. В каждой локальной наземной экосистеме есть абиотический компонент — биотоп, или экотоп, — участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями и биотический компонент — сообщество, или биоценоз, — совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп. Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию (или часть популяции) данного вида в экосистеме.[ ...]
Члены сообщества так тесно взаимодействуют со средой обитания, что биоценоз часто трудно рассматривать отдельно от биотопа. Например, участок земли — это не просто «место», но и множество почвенных организмов и продуктов жизнедеятельности растений и животных. Поэтому их объединяют под названием биогеоценоза: «биотоп + биоценоз = биогеоценоз» (рис. 3.7). Биогеоценоз — это элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем. Понятие биогеоценоза ввел В.Н. Сукачев (1942). Для большинства биогеоценозов определяющей характеристикой является определенный тип растительного покрова, по которому судят о принадлежности однородных биогеоценозов к данному экологическому сообществу (сообщества березового леса, мангровой заросли, ковыльной степи, сфагнового болота и т.п.).[ ...]
Состав и функциональная Каждая экосистема имеет собствен-структура экосистемы ное материально-энергетическое хозяйство и определенную функциональную структуру (рис. 3.8). В каждую экосистему входят группы организмов разных видов, различаемые по способу питания — ав-тотрофы и гетеротрофы.[ ...]
Автотрофы (самопитающие) — организмы, образующие органическое вещество своего тела из неорганических веществ — диоксида углерода и воды — посредством процессов фотосинтеза и хемосинтеза. Фотосинтез осуществляют фотоавтотрофы — все хлорофиллоносные (зеленые) растения и микроорганизмы. Хемосинтез наблюдается у некоторых хемоавтотрофных бактерий, которые используют в качестве источника энергии окисление водорода, серы, сероводорода, аммиака, железа. Хемоавто-трофы в природных экосистемах играют относительно небольшую роль, за исключением чрезвычайно важных нитрифицирующих бактерий.[ ...]
Автотрофы составляют основную массу всех живых существ и полностью отвечают за образование всего нового органического вещества в любой экосистеме, т.е. являются производителями продукции — продуцентами экосистем.[ ...]
Детритофаги, или сапрофаги, — организмы, питающиеся мертвым органическим веществом — остатками растений и животных. Это различные гнилостные бактерии, грибы, черви, личинки насекомых, жуки-копрофаги и другие животные — все они выполняют функцию очищения экосистем. Детритофаги участвуют в образовании почвы, торфа, донных отложений водоемов.[ ...]
Все названные группы организмов в любой экосистеме тесно взаимодействуют между собой, согласуя потоки вещества и энергии. Их совместное функционирование не только поддерживает структуру и целостность биоценоза, но и оказывает существенное влияние на абиотические компоненты биотопа, обусловливая самоочищение экосистемы, ее среды. Это особенно хорошо проявляется в водных экосистемах, где существуют группы организмов-фильтраторов.[ ...]
Здесь Д<7, — энергия солнечного света, потребленная в процессе фотосинтеза; ДНе — энергия окисления органических веществ (дыхания), в конечном счете выделенная в виде теплоты. Синтезируемое и распадающееся (окисляемое) органическое вещество представлено в реакции углеводом (СН20)п. Это может быть глюкоза (п = 6) или самое распространенное органическое вещество биосферы целлюлоза (я > 1800), но в реальном процессе — множество различных органических веществ, включающих и другие химические элементы. Их окисление дает энергию для различных физиологических и биохимических процессов. Количества поглощенной и выделенной энергии в описываемой реакции равны: Д(7, = ДНе » 478 кДж/моль. Общий множитель п определяет масштаб преобразований вещества и энергии в экосистеме. Прямая реакция полностью, а обратная на 80—90% обеспечиваются растениями. Остальное количество органического вещества потребляется гетеротрофными организмами — животными, грибами, бактериями — и расходуется в процессе их дыхания.[ ...]
Принципиальное различие между потоками вещества и энергии в экосистеме заключается в том, что биогенные элементы, составляющие органическое вещество, могут многократно участвовать в круговороте веществ, тогда как поток энергии однонаправлен и необратим. Каждая порция энергии используется только однократно. В соответствии со вторым началом термодинамики на каждом этапе переноса и трансформации энергоносителей обязательно происходит сток части энергии: значительная ее часть неизбежно теряется, рассеивается в виде теплоты.[ ...]
Пищевые сети образуются потому, что практически любой член какой-либо пищевой цепи одновременно является звеном и в другой пищевой цепи: он потребляет и его потребляют несколько видов других организмов. Так, в пище лугового волка — койота насчитывают до 14 тыс. видов животных и растений. Вероятно, таков же порядок числа видов, участвующих в поедании, разложении и деструкции веществ трупа койота.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Упрощенная схема переноса веществ и энергии в экосистеме |
 |
| Упрощенная схема одной из возможных пищевых сетей |
 |
| Пример простой трофической пирамиды (по Ю. Одуму, 1975) |
 |
| Диаграмма потока энергии в простой пищевой цепи, кДж/м2 • день |
 |
| Различные типы потоков энергии в экосистемах |
 |
| Карта биомов. Основные типы растительного покрова, связанные с природно-климатической зональностью |
 |
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Экосистемы |