Классификация и свойства экосистем. Состав и структура экосистем

Состав и структура экосистем. Состав экосистемы представлен двумя группами компонентов:

- абиотическими – компоненты неживой природы (экотоп);

- биотическими – компоненты живой природы (биоценоз).

Экотоп включает две главные составляющие: климат во всех его многообразных проявлениях и геологическую среду – почвы-грунты или эдафотоп. Все компоненты данной системы находятся в постоянном и сложном взаимодействии.

Трофическая цепь

Трофическая (пищевая) цепь – последовательный ряд видов животных и микроорганизмов, в котором каждый предыдущий служит источником пищи для последующего (например трава-корова-человек).

С позиции трофической структуры выделяют следующие организмы:

- автотрофы (продуценты) – способные синтезировать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза;

- гетеротрофы – не способны строить собственное вещество из минеральных компонентов и используют то, что создано автотрофами, поедая их.

Среди гетеротрофов выделяют:

- консументы 1-го порядка, поедающие растительную пищу (травоядные);

- консументы 2-го порядка (зоофаги, хищники) – поедают животную пищу;

- редуценты (сапрофиты, деструкторы) – разлагают отмершую органику до неорганических веществ.

Энергетика и продукция экосистем

Основным и практически единственным источником энергии в экосистеме является солнечный свет, 2% которого трансформируется в химическую энергию органических веществ, а 98% поглощается в виде тепла.

Пищевая цепь в биогеоценозе есть одновременно цепь энергетическая, т.к. организмы-консументы, питаясь органическим веществом продуцентов, получают от них энергию, частично идущую на построение собственного органического вещества, а частично расходующуюся на дыхание, теплоотдачу, движения и т.д. Таким образом, в экосистеме возникает непрерывная передача энергии от одного пищевого уровня к другому. Этот процесс сопровождается потерями энергии и возрастанием энтропии на каждом последующем звене. Однако эти потери компенсируется поступлением энергии от Солнца.

Экологические пирамиды

Трофическую структуру можно изобразить графически в виде пирамиды, основанием которой служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды.

3 основных типа экологических пирамид:

- пирамида Элтона, отражающая численность организмов на каждом уровне;

- пирамида биомассы, характеризующая массу живого вещества;

- пирамида энергии, показывающая изменение первичной продукции (или энергии) на последовательных трофических уровнях.

Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается.

Пиpамида пеpедачи энеpгии по пищевой цепи

Упрощенная схема пирамиды Элтона

Классификации экосистем.

1) по характеру происхождения:

- природные (болото, луг);

- искусственные (пашня, сад, космический корабль).

2) по размерам:

- микроэкосистемы (например, ствол упавшего дерева или поляна в лесу);

- мезоэкосистемы (лесной массив или степной колок);

- макроэкосистемы (тайга, море);

- экосистемы глобального уровня (планеты Земля).

3) по типу источника энергии:

- движимые Солнцем, малосубсидируемые – получают энергию практически только от Солнца и имеют низкую продуктивность (открытые океаны, высокогорные леса);

- движимые Солнцем, субсидируемые другими источниками - обладающие естественной плодородностью и производящие излишки органического вещества, которые могут накапливаться (заливы, дождевые леса);

- движимые Солнцем и субсидируемые человеком – наземные и водные агроэкосистемы, получающие энергию не только от Солнца, но и от человека в виде орошения, удобрения (поля зерновых и т.п.);

- движимые топливом (индустриально-городские) – высококонцентрированная энергия топлива не дополняет, а заменяет солнечную энергию, а пища привозится извне (города, мегаполисы).