|
Концепція екосистеми. Структура й функції екосистеми
Экосистема - сложная (по определению сложных систем Л. Берталанфи) самоорганизованная, саморегулируемая и саморазвивающаяся система. Основной характеристикой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абіотичним частями экосистемы [2]. Из этого следует, что не всякая биологическая система может назваться экосистемой, например, таковыми не являются аквариум или трухлявый пень [7]. Данные биологические системы (природные или искусственные) не является в достаточной степени самодостаточными и саморегулируемыми (аквариум), если перестать регулировать условия и поддерживать характеристики на одном уровне, довольно быстро она разрушится. Такие сообщества не формируют самостоятельных замкнутых циклов вещества и энергии (пень), а является лишь частью большей системы [8]. Такие системы следует называть сообществами низшего ранга, или же микрокосма. Иногда для них употребляют понятия фация (например, в геоэкологии), но оно не способно в полной мере описать такие системы, особенно искусственного происхождения. В общем случае в разных науках понятие "фация" соответствуют разные определения: от систем субекосістемного уровня (в ботанике, ландшафтознавстві) к понятий, не связанных с экосистемой (в геологии), или понятие, что объединяет однородные экосистемы (Сочава В. Б.), или почти тождественное (Берг Л. С., Раменский Л. Г.) определение экосистемы.
Экосистема является открытой системой и характеризуется входными и выходными потоками вещества и энергии. Основа существования практически любой экосистемы - поток энергии солнечного света [8], который является следствием термоядерной реакции, - в прямом (фотосинтез) или косвенном (разложение органического вещества) виде, за исключением глубоководных экосистем: " черных "и" белых " [9] курильщиков, источником энергии в которых есть внутреннее тепло земли и энергия химических реакций
Структура является важнейшим свойством любой экосистемы. Структуру понимают как внутреннее строение системы и определенные связи между ее составляющими. В целом в экологии различают пространственную и функциональную структуру экосистем. Пространственная, или морфологическая структура отражает состав, структурные соотношения и пространственное расположение структурных элементов или блоков экосистемы, которые определяют особенности ее функционирования в определенных условиях среды. Функциональная структура отражает особенности функционирования структурных компонентов экосистемы. Она характеризует темпы, объемы и последствия вещественно-энергетического обмена, устойчивость и стабильность, производительность и другие важные функции экосистем (рис. 2.1).
- Характеризуя функциональную структуру экосистем, следует обратить внимание на такие их функциональные признаки:
- усвоение и трансформация энергии;
- продуцирования органического массы;
- перемещение вещественно-энергетических ресурсов вдоль трофических (пищевых) цепей;
- деструкция мертвой органики и биотический круговорот (биогеохимические циклы);
- постоянная динамика, развитие и эволюция;
- саморегуляция, устойчивость и стабильность.
Каждая экосистема имеет два основных компонента: организмы с одной стороны и факторы для них окружающей среды - с другой. Вся совокупность организмов - это биота экосистемы. Пути взаимодействия различных категорий организмов - это біотична структура экосистемы. Несмотря на большое разнообразие экосистем, им всем свойственна примерно одинакова біотична структура, поскольку они содержат одни и те же категории организмов: продуценты, консументи, детритофаги и редуценти.
Продуценты (или автотрофи - те, которые питаются сами) - организмы, которые производят органическое вещество из неорганических соединений. К категории продуцентов принадлежат в основном зеленые растения, осуществляющие фотосинтез, т.е. процесс преобразования воды и углекислого газа на большие биомолекулы (белки, жиры, углеводы) с выделением кислорода в качестве побочного продукта.
Также к продуцентов принадлежит часть простейших, которые умеют улавливать энергию источников химических соединений на Земле, то есть осуществляют хемосинтез. Хемосинтез наблюдается в некоторых хемоавтотрофних бактерий, которые используют процесс окисления водорода, серы, сероводорода, аммиака, железа как источник энергии. Хемоавтотрофи в природных экосистемах играют относительно небольшую роль, исключением является очень важные нітрифікуючі бактерии.
Автотрофи составляют основную массу всех живых существ и образуют всю новую органическое вещество в любой экосистеме, то есть они являются производителями первичной продукции - продуцентами экосистем.
Консументи (или гетеротрофы - те, которые питаются другими) - организмы, потребляющие готовое органическое вещество других организмов и продуктов их жизнедеятельности. К этой категории относится подавляющее большинство видов животных, а также самые разнообразные организмы от микроскопических бактерий до огромных синих китов и человека.
Консументи (от лат. consumo - потребляю) отличаются по структуре, способам и источникам питания, поэтому их подразделяют на следующие подгруппы:
o Первичные консументи, или консументи первого порядка,
- это животные, которые питаются непосредственно продуцентами. Первичными консументами есть растительноядные животные, или фітофаги (тля, конек, гусь, олень, овца, слон и т.д.).
o Вторичные консументи, или консументи второго порядка, питаются первичными. Например, кролик является первичным, а лиса - вторичным консументом. К этой подгруппе относятся также консументи третьего и высших порядков. Консументи второго и высших порядков является плотоїдними (или зоофагами). Виды, которые употребляют как растения, так и животных, являются всеядными.
o Симбіотрофи - это организмы, которые питаются соками или выделениями других организмов и выполняют при этом жизненно важные трофические функции. К этой подгруппе относятся разнообразные бактерии, грибы, простейшие. Например, міцелійні грибы
- микоризы, участвующих в корневом питании многих растений; микробы, населяющие сложные желудки жвачных животных и таким образом повышают перевариваемость и усвоение ими растительной пищи.
Детритофаги, или сапрофаги, - организмы, специализирующиеся на питании мертвым органическим веществом - детритом
- и при этом выполняют функцию очистки экосистемы. Детритом называют мертвые растительные или животные остатки (опавшие листья, фекалии и т.д.). К этой категории организмов относятся земляные черви, термиты, муравьи и т.д.
Детритофагам, что питаются трупами животных, называют некрофагами; это грифы, стервятники, вороны. К некрофагів принадлежат некоторые крупные беспозвоночные (жук-мертвоїд, например, способен вдвоем с самкой закапывать трупы мышей на глубину до 20 см и там кормить ими своих личинок). Больше всего разнообразных детритофагам обитает в почве, благодаря чему с мертвой органики (прежде всего, из корней растений) и формируется почва. При этом многие детритофагам одновременно являются хищниками, поскольку питаются "бутербродами" с мертвой органики и живых бактерий.
В водных экосистемах среди детритофагам по способу добывания и переработки пищи различают измельчителей, сборщиков, фильтраторов. В специальную экологическую группу детритофагам отделяют копрофагів, питающиеся испражнениями. Добывая пищу, они глотают донный осадок и пропускают его через свой кишечник. Копрофаги способны непрерывно есть, поэтому их кишечник всегда содержит пищу, что составляет примерно треть общего веса тела животного.
Значительная часть детрита гниет и разлагается в процессе питания грибов и бактерий, поэтому грибы и бактерии объединяют в особую подгруппу детритофагам - редуцентів. Именно они завершают деструктивную работу консументів и сапрофагів, доказывая разложения органики до ее полной минерализации и поворачивая в среду экосистемы последние "порции" двуокиси углерода, воды и минеральных элементов.
Редуценти, или деструктор, - это организмы, которые превращают органические остатки на неорганические соединения. Они являются первичными детритофагами, которые, в свою очередь, служат пищей таким организмам, как простейшие, клещи, насекомые и черви, обитающие в почве и воде.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
