Структура экосистемы (биогеоценоза)

Исходя из того, что одним из главных свойств экосистемы как целостного образования является круговорот вещества и энергии, наиболее важным критерием её структуры и функционирования считают пищевые взаимоотношения популяций, характер трофики (от греч. trofe – питание).

В зависимости от выполняемых функций в отношении питания все популяции разделяют на три основные группы: продуценты, консументы и редуценты. Каждый биоценоз (сообщество организмов) в экосистеме включает представителей всех трех трофических групп, хотя эти группы состоят из различных популяций организмов и имеют различный видовой состав. Все организмы, выполняющие в экосистеме (биогеоценозе) одинаковые трофические функции, составляют определенный трофический уровень.

Взаимоотношения между видами разных трофических уровней образуют систему трофических цепей (цепей питания). Трофические цепи, представленные продуцентами и консументами, рассматривают как особую структурную единицу экосистемы - ее пастбищные цепи (пастбищную составляющую).

Процессы деструкции и минерализации органических веществ образуют так называемые цепи разложения (детритные цепи).

Основополагающими объектами изучения в экологии является взаимодействие пяти уровней организации материи: живые организмы, популяции, сообщества, экосистемы и экосфера.

Экосфера – совокупность живых и неживых организмов (биосфера), взаимодействующих друг с другом и со своей неживой средой обитания (энергией и химическими веществами) в планетарном масштабе.

I. Абиотические компоненты экосистем.

Экосистема состоит из различных живых и неживых компонентов. Неживые, или абиотические, компоненты экосистемы включают различные физические и химические факторы.

К важным физическим факторам относятся: солнечный свет; тень; испарение; ветер; температура; водные течения.

II. Биотические компоненты экосистем.

Продуценты – это организмы, производящие органические соединения из неорганических. Продуценты (в большинстве своем зеленые растения) создают органические вещества в процессе фотосинтеза или хемосинтеза.

Фотосинтез может быть представлен следующим образом:

углекислый газ + вода + солнечная энергия = глюкоза + кислород

6СО₂ + Н₂О + солнечная энергия = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Хемосинтез – преобразование неорганических соединений в органические вещества за счет энергии химических реакций.

Консументы – организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию, питаясь живыми организмами - продуцентами или другими консументами.

Редуценты – организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию питаясь останками мертвых организмов (животных, растений).

В зависимости от источников питания консументы подразделяются на три основных класса:

- фитофаги (растительноядные) – это консументы 1-го порядка, питающиеся исключительно живыми растениями. Например, птицы едят семена, почки и листву.

- хищники (плотоядные) – консументы 2-го порядка, которые питаются исключительно растительноядными животными (фитофагами), а также консументы 3-го порядка, питающиеся только плотоядными животными.

- эврифаги (всеядные), которые могут поедать как растительную, так и животную пищу. Примерами являются свиньи, крысы, лисы, а также человек.

Существует два основных класса редуцентов:

1. Детритофаги – напрямую потребляют мертвые организмы или органические остатки (пример: шакалы, грифы, дождевые черви).

2. Деструкторы – разлагают мертвую органическую материю на простые неорганические соединения (процесс гниения и разложения). Примером могут служить грибы и бактерии.

Между членами трофической цепи складываются сложные отношения, и именно они обеспечивают устойчивость биоценоза, существование и жизнедеятельность популяций и видов. Для этой совокупности характерны специфические взаимодействия компонентов, их особые структура и тип обмена веществом и энергией (рис. 3.4).

Рисунок 3.4 – Схема взаимодействия компонентов в биогеоценозе