Раздел V. Биогеоценология Тема 1. Понятие, классификация и структура экосистем

Термин экосистема ввел английский ботаник Артур Джордж Тенсли ( ) в 1935 г. Экосистема – это любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот. Тенсли А.Д. предложил следующее соотношение: Биоценоз + абиотические факторы = экосистема Биоценоз + биотоп = экосистема Термин биогеоценоз, который был предложен в 1940 году В.Н.Сукачёвым. Биогеоценоз – (от греч. «биос», «гея» – земля, «ценоз» – общий) – природная система живых организмов и окружающей их абиотической среды, связанная обменом веществами, энергией и информацией Понятие экосистема и биогеоценоз

Классификация экосистем По размеру экосистемы классифицируют на: Микроэкосистемы – например, ствол гниющего дерева и т.д. Мезоэкосистемы – например, лес, пруд и т.д. Макроэкосистемы – например, континент, океан и т.д. Глобальную – например, биосфера. По среде обитания экосистемы классифицируют на: Наземные, пресноводные и морские. В зависимости от источника энергии экосистемы делят на: Природные экосистемы (естественные). Антропогенные экосистемы. По составу экосистемы классифицируют: Автотрофная – экосистема, обеспечивающая себя энергией за счет собственных организмов – продуцентов (большинство природных экосистем). Гетеротрофная - экосистема, получающая энергию от готовых органических соединений созданных организмами, не являющимися компонентами этой экосистемы, или использующие энергию человека. Например, антропогенные экосистемы.

Структура экосистем Неорганические вещества (CO2 O2 H2O и др.); Органические соединения (ферменты, витамины, белки, гуминовые кислоты и т.д.); Воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический режим и др. физические факторы; Продуценты (от лат. продуцент- производящий) - автотрофные организмы (фотоавтотрофы, хемоавтотрофы); Консументы I, II и т.д. порядков ( от лат. консумо - потребляю) – гетеротрофные организмы (биофагов и сапрофагов); Редуценты, детритофаги – гетеротрофные организмы в основном бактерии и грибы, получающие энергию либо разлагая мертвые ткани, либо путем поглощения растворенного органического вещества. Так же к ним относятся жуки – навозники, дождевые черви, дафния в водоеме.

Структура экосистем

Пищевые цепи и сети Пищевая (трофическая) цепь – это последовательность переноса энергии от одного организма другому. Трофический уровень – место каждого звена в цепи питания. продуценты – I трофический уровень консументы I порядка – II трофический уровень консументы II порядка – III трофический уровень консументы III порядка – IV трофический уровень консументы IV порядка – V трофический уровень редуценты – VI трофический уровень Примеры: нектармухапаукземлеройкасовафитопланктонзоопланктон песчанкасельдьбакланвеслоногиерачкирыба

Пищевые цепи и сети Типы пищевых цепей Цепь пастбищная Детритные (сапрофитные) пищевые цепи листовая подстилка дождевой червь черный дрозд ястреб перепелятник Пищевые цепи включающие паразитов растениетравоядноепаразитгиперпаразит

Экологические пирамиды пирамиды пирамиды численности биомассы энергии

Экологические пирамиды Рис. 1. Пирамиды численности: 1 – прямая, 2 - перевернутая

Экологические пирамиды Рис. 2. Пирамиды биомассы: 1 – прямая, 2 - перевернутая 1 2

Закон пирамиды энергий Р.Линдемана Закон пирамиды энергий Р.Линдемана (закон 10 %) гласит, что с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не больше 10 % энергии (1942 г.) Рис. 3. Поток энергии в экосистемах

Продуктивность экосистем первичная вторичная валовая ВППчистая ЧПП

Продуктивность первичная – биомасса, энергии и биогенные летучие вещества, произведенные только продуцентами на единицу площади за единицу времени. Продуктивность вторичная – биомасса, энергия и биогенные летучие вещества, произведенные только гетеротрофами на единицу площади за единицу времени. Продуктивность первична валовая (ВПП) – (общая) продуктивность первичная с учетом энергии израсходованной на жизнедеятельность продуцентов. Продуктивность первичная чистая (ЧПП) – скорость накопления органического вещества за вычетом расхода на жизнедеятельность продуцентов.