Экосистема и её элименты

искусственных экосистемах там,  где благоприятны  абиотические  факторы,  и

особенно  при  поступлении  дополнительной  энергии  извне,  что   уменьшает

собственные  затраты  системы  на   поддержание   жизнедеятельности.   Такая

дополнительная  энергия  может  поступать  в  разной  форме:  например,   на

возделываемом  поле  -  в  форме  энергии  ископаемого  топлива  и   работы,

совершаемой человеком или животным.

    Таким образом, для обеспечения  энергией всех  особей  сообщества  живых

организмов  экосистемы  необходимо  определенное  количественное  соотношение

между  продуцентами,   консументами   разных   порядков,   детритофагами   и

редуцентами. Однако для жизнедеятельности любых организмов,  а значит  и

системы  в  целом,  только  энергии  недостаточно,  они  обязательно  должны

получать  различные  минеральные  компоненты,  микроэлементы,   органические

вещества, необходимые для построения молекул  живого вещества.

                                            Круговорот элементов в экосистеме.

    Откуда изначально берутся в живом веществе необходимые  для  построения

организма компоненты? Их поставляют в пищевую  цепь  все  те  же  продуценты.

Неорганические  минеральные вещества и воду они  извлекают из почвы, CO2 -  из

воздуха,  и  из  образованной  в  процессе  фотосинтеза  глюкозы  с  помощью

биогенов строят далее сложные органические  молекулы  -  углеводы,  белки,

липиды, нуклеиновые кислоты, витамины и  т.п.

    Чтобы необходимые элементы были  доступны  живым  организмам,  они  все

время должны быть в наличии.

    В этой взаимосвязи реализуется  закон сохранения  вещества.  Его   удобно

сформулировать  следующим образом: атомы в  химических  реакциях  никогда  не

исчезают,  не  образуются  и  не  превращаются  друг  в  друга;  они  только

перегруппировываются  с  образованием   различных   молекул   и   соединений

(одновременно  происходит поглощение или выделение   энергии).  В  силу  этого

атомы могут использоваться в самых  различных соединениях и запас  их  никогда

не истощается. Именно это  происходит  в  естественных  экосистемах  в  виде

круговоротов  элементов.  При  этом  выделяют   два   круговорота:   большой

(геологический)  и малый (биотический).

    Круговорот воды является одним  из грандиозных процессов на  поверхности

земного  шара.  Он  играет  главную  роль  в  связывании  геологического   и

биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно  переходя  из  одного

состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение воды  с

поверхности океана,  конденсация  водяного  пара  в  атмосфере  и  выпадение

осадков на поверхность океана образуют малый  круговорот.  Если  же  водяной

пар  переносится  воздушными  течениями  на  сушу,   круговорот   становится

значительно сложнее. В этом случае  часть  осадков  испаряется  и  поступает

обратно в атмосферу, другая - питает  реки  и водоемы,  но  в итоге вновь

возвращается  в океан речным и подземным  стоком, завершая тем  самым  большой

круговорот. Важное свойство круговорота воды  заключается  в  том,  что  он,

взаимодействуя  с  литосферой,  атмосферой  и  живым  веществом,   связывает

воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу,  подземные  воды

и атмосферную  влагу. Вода -  важнейший  компонент  всего  живого.  Грунтовые

воды, проникая сквозь ткани  растения  в  процессе  транспирации,  привносят

минеральные соли, необходимые для жизнедеятельности  самих растений.

    Обобщая  законы  функционирования  экосистем,  сформулируем   еще   раз

основные  их положения:

    1) природные экосистемы  существуют  за  счет  не  загрязняющей  среду

даровой солнечной  энергии,  количество  которой  избыточно  и  относительно

постоянно;

    2) перенос энергии и вещества  через  сообщество  живых   орга-низмов  в

экосистеме  происходит по пищевой цепи; все  виды живого в экосистеме  делятся

по выполняемым  ими  функциям  в  этой  цепи  на  продуцентов,  консументов,

детритофагов  и редуцентов  -   это   биотическая   структура   сообщества;

количественное  соотношение численности живых  организмов  между  трофическими

уровнями  отражает  трофическую  структуру  сообщества,  которая  определяет

скорость  прохождения  энергии  и  вещества  через   сообщество,   то   есть

продуктивность  экосистемы;

    3)  природные  экосистемы   благодаря   своей   биотической   структуре

неопределенно  долго  поддерживают  устойчивое  состояние,  не  страдая   от

истощения ресурсов и загрязнения собственными отходами;  получение  ресурсов

и избавление от отходов происходят в рамках круговорота  всех элементов. 

                                        5. Воздействие человека на экосистему. 

    Воздействие  человека  на  окружающую   его   природную   среду   может

рассматриваться в разных аспектах  в  зависимости  от  цели  изучения  этого

вопроса.  С  точки  зрения  экологии   представляет   интерес   рассмотрение

воздействия человека на экологические системы  под углом зрения  соответствия

или противоречия  действий  человека  объективным  законам  функционирования

природных  экосистем.  Исходя  из  взгляда  на   биосферу   как   глобальную

экосистему,  все  многообразие  видов  деятельности  человека   в   биосфере

приводит  к изменениям: состава биосферы, круговоротов  и  баланса  слагающих

ее  веществ;  энергетического  баланса  биосферы;  биоты.  Направленность  и

степень  этих  изменений  таковы,  что самим человеком им  дано  название

экологического  кризиса.  Современный  экологический  кризис  характеризуется

следующими  проявлениями:

    - постепенное изменение климата  планеты  вследствие  изменения   баланса

газов в атмосфере;

    - общее и местное (над полюсами, отдельными участками суши)  разрушение

биосферного озонового экрана;

    -   загрязнение   Мирового   океана   тяжелыми   металлами,    сложными

органическими  соединениями,  нефтепродуктами,  радиоактивными   веществами,

насыщение вод углекислым газом;

    - разрыв естественных экологических  связей между океаном и водами  суши

в результате строительства плотин на реках, приводящий к изменению твердого

стока, нерестовых путей и т.п.;

-   загрязнение   атмосферы   с   образованием    кислотных    осадков,

высокотоксичных веществ в результате химических и фотохимических реакций;

- загрязнение  вод суши, в том  числе   речных,  служащих  для  питьевого

водоснабжения,  высокотоксичными  веществами,  включая   диоксины,   тяжелые

металлы, фенолы;

- опустынивание  планеты;

- деградация  почвенного слоя, уменьшение  площади   плодородных  земель,

пригодных для сельского хозяйства;

- радиоактивное  загрязнение отдельных территорий  в связи с захоронением

радиоактивных отходов, техногенными авариями и т.п.;

-  накопление  на  поверхности  суши  бытового  мусора  и  промышленных

отходов, в особенности  практически неразлагающихся пластмасс;

-  сокращение  площадей  тропических  и   северных  лесов,   ведущее   к

дисбалансу газов  атмосферы, в том числе сокращению концентрации кислорода  в

атмосфере планеты;

- загрязнение  подземного  пространства,  включая   подземные  воды,  что

делает их непригодными для водоснабжения и угрожает пока еще мало  изученной

жизни в литосфере;

-  массовое  и  быстрое,  лавинообразное  исчезновение   видов   живого

вещества;

-  ухудшение   среды   жизни   в   населенных   местах,   прежде   всего

урбанизированных  территориях;

-  общее   истощение  и  нехватка  природных   ресурсов   для   развития

человечества;

- изменение размера,  энергетической и биогеохимической  роли организмов,

переформирование  пищевых  цепей,  массовое  размножение   отдельных   видов

организмов;

- нарушение иерархии  экосистем, увеличение  системного  однообразия  на

планете. 

          

                                                    6.Элементы экосистемы

Экосистема, существующий неопределенно долгое время комплекс живых организмов, их физической среды, и всех их взаимодействий локализованные в определенном месте. Примерами экосистем могут служить луг, озеро, болото, океан, гниющий пень и т.п.

Неживые (абиотические) элементы экосистемы включают полезные ископаемые, климат, почву, воду, солнечный свет, и все прочие подобные элементы; биотические элементы состоят  из всех живых организмов экосистемы. Эти элементы объединяют две главные  силы: поток энергии и круговорот питательных веществ. Фундаментальный  источник энергии почти во всех экосистемах  – световая и тепловая энергия  Солнца; энергия и органика передаются по пищевой цепи экосистемы.

С точки  зрения производства и распределения  энергии биосистема состоит из трех компонентов: продуцентов, обеспечивающих прочие организмы органикой (зеленые  растения), редуцентов, разлагающих органические остатки до минеральных веществ (например, грибы, многие виды бактерий) и консументов, живущих благодаря деятельности продуцентов (животные и бесхлорофилльные растения).

Устройство  экосистемы водоема. 1) поступающая  энергия от Солнца; 2) климат и физические факторы; 3) неорганические вещества; 4) органические соединения; 5) производители  органических соединений, или продуценты (от лат. producentis - создающий) - укорененные растения и мельчайшие водоросли (фитопланктон, от греч. phyton - растение, plankton - блуждающий);6) потребители первичные, или консументы первичные (от лат. consume— потребляю), питающиеся растениями - зоопланктон (животный планктон), моллюски, личинки, головастики; 7) потребители вторичные, или консументы вторичные — хищные насекомые и рыбы; 8) детрит (от лат. deferere — изнашиваться) — продукты распада и разложения организмов; 9) разрушители, деструкторы, редуценты (от лат. reducentis - возвращающий), детритофаги (от греч. phagos — пожиратель), сапротрофы (от греч. sapros — гнилой и trophe — питание) — донные бактерии и грибы, личинки, моллюски, черви.