Быть может, самой важной задачей, стоящей перед экологией, является выяснение строения и функции сообществ с точки зрения происходящего в них обмена веществом и энергией. Р.Парк Урок 4 Учитель высшей категории МОУ лицей имени В.Г. Сизова Г. Мончегорска Мурманской области Скрутелева И.А.

План урока Концепция экосистемы Структура сообщества Взаимосвязь организмов в сообществах Типы пищевых цепей Экологические пирамиды Экологическая сукцессия

Концепция экосистемы Основные понятия синэкологии – биоценоз, биогеоценоз, экосистема. Разграничим эти понятия. Биоценоз (сообщество) – это совокупность организмов различных видов, длительное время сосуществующих в определённом пространстве и представляющих собой экологическое единство. Свойствами сообщества являются – устойчивость (способность противостоять внешним воздействиям), продуктивность (способность производить живое вещество). Показателями сообщества являются характеристики его состава (разнообразие видов, структура пищевой сети), соотношение отдельных групп организмов. Понятие «биоценоз» было предложено в 1877 г. немецким зоологом К. Мебиусом.

Составные части биоценоза: Фитоценоз, зооценоз, микробиоценоз. Участок, занимаемый биоценозом – биотоп. Биоценоз + биотоп = биогеоценоз. Биогеоценоз – « это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою, особую специфику взаимодействий этих слагающих её компонентов и определённый тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».

Экосистема Экосистема – это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды, функционирующая как единое целое за счёт обмена веществом и энергией. Предложил понятие в 1935 г. А. Тенсли

В чём разница между «биогеоценозом» и «экосистемой»? Биогеоценоз Экосистема Обязательный компонент- фитоценоз, или растительное сообщество. Отличается определённость ю своего объёма. Это экосистема, границы которой определены границей растительного сообщества. Может быть и без расти- тельного сообщества. Понятие не имеет «ранга» и размерности. Могут быть простые (пень, муравейник), искусственные (аквариум, поле) и сложные естественные комплексы.

Структура сообщества Структурой сообщества называют соотношение различных групп организмов, различающихся по систематическому положению, по роли, которую они играют в процессах переноса энергии и вещества, по месту, занимаемому в пространстве в пищевой, или трофической, цепи, либо по иному признаку. Видовая структура – число видов (видовой состав) входящих в сообщество организмов и количественное соотношение видовых популяций. Доминантные виды – преобладающие по численности в сообществе. Эдификаторы – своей жизнедеятельностью в наибольшей степени создают среду для всего общества. Сообщества бедные видами- пустыня, загрязнённые водоёмы, тундра. Богатые видами – тропические леса, дубравы, пойменные луга. Чем выше видовое многообразие, тем стабильнее сообщество.

Морфологическая (пространственная ) структура Определяется прежде всего сложением фитоценоза, но, опосредованно, и зооценоза. По вертикали сообщество разделяется на ярусы: Надземные – позволяют более полно использовать прежде всего свет. Подземные – количество элементов минерального питания, условия аэрации и др.) По горизонтали разделяется на микрогруппировки, расположение которых отражает неоднородность условий жизни.

Трофическая структура Любое сообщество можно представить в виде пищевой сети, т.е. схемы всех пищевых, или трофических, взаимосвязей между видами этого сообщества. Пищевая сеть обычно состоит из нескольких пищевых цепей, каждая из которых является отдельным каналом, по которому передаются вещество и энергия.

Взаимосвязь организмов в сообществах В сообществе живые организмы связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Биоценоз может стабильно существовать только при перераспределении вещества и энергии через пищевые цепи. Растительность питающиеся растениями животные хищные животные микроорганизмы Положение организма в пищевой цепи – трофический уровень

Типы пищевых цепей Поток энергии, идущий от растений через растительноядных животных (их называют пасущимися)- пастбищная пищевая цепь. Поток энергии, берущий начало от мёртвого органического вещества и проходящий через систему разлагателей – детритная пищевая цепь

Условия устойчивости сообщества 1. Постоянный приток энергии из вне. Энергия не передаётся по замкнутому кругу, она доступна в форме солнечной радиации, которая связывается в процессе фотосинтеза. Расходуясь затем в виде химической энергии, она теряется, превращаясь в тепло. 2. Круговорот веществ. Необходимые для жизни элементы и растворённые соли называют биогенными. Они могут быть использованы многократно, запасы их непостоянны и исчерпаемы. Активность гетеротрофов, функционирующих в детритных пищевых цепях – решающий фактор сохранения биогенных элементов.

Экологические пирамиды Пищевая цепь – основной канал переноса энергии в сообществе. Перенос энергии с одного трофического уровня на другой никогда не бывает полным. По мере удаления от первичного продуцента её количество уменьшается. Это объясняется рядом причин: Часть энергии теряется в виде тепла при дыхании. Для любого действия, движения необходима энергия, в результате опять же происходит потеря тепла. Часть энергии вообще не усваивается и выводится с экскрементами, а затем разлагается деструкторами. Падение количества энергии при переходе с одного трофического уровня на другой (более высокий) определяет число этих уровней и соотношение хищников и жертв. На любой последующий трофический уровень поступает около 10 % энергии предыдущего уровня. Общее число уровней редко бывает более четырёх – шести.

Данное явление, изображённое графически, получило название – экологическая пирамида. Различают пирамиду численности (особей), пирамиду биомассы и пирамиду энергии. Если скорость воспроизводства популяции жертвы высока, то даже при низкой биомассе такая популяция может быть достаточным источником пищи для хищников, имеющих более высокую биомассу, но низкую скорость воспроизводства.

Экологическая сукцессия Закономерный и последовательный процесс смены сообществ на определённом участке, вызванный взаимодействием живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой, называется сукцессией (от лат. Successio – наследие, смена поколений). Первичная сукцессия. Лишённые жизни места (скалы, песчаные дюны и т.д.) Заселение неприхотливыми организмами (бактериями, лишайниками и др.) Накопление продуктов разложения, обогащение почвы, изменение гидрологического режима, микроклимата Заселение другими, более требовательным и организмами

Вторичная сукцессия Сложив- шаяся система Нарушения: эрозия, засуха, пожар, вырубка и т.д. Сообщество с преобладанием других видов и жизненных форм Смена сообществ, пока не наступит устойчивое равновесие