Билет №14 Экологическая система

Экосистема – пространственно определённая совокупность живых организмов и среды их обитания, объединённых вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями.

Концепция экосистемы – одно из наиболее важных обобщений биологии – играет важную роль в экологии. Обобщения в экологии стали необходимы. Остро встали вопросы охраны биосферы и внедрения природоохранных мероприятий, которые опираются на концепцию экосистем. Распространению идеи экосистемы способствовала гибкость самого понятия, так как к экосистемам можно относить биологические сообщества любого масштаба с их средой обитания. Выделяют микроэкосистему (подушка лишайника), мезоэкосистему (пруд, озеро, степь), глобальную экосистему (биосфера Земли). Природные экосистемы – это открытые системы: они должны получать и отдавать вещества и энергию. Выделяют водные и наземные экосистемы. В наземной экосистеме есть абиотический компонент – биотоп или экотоп – участок с одинаковыми климатическими, почвенными, ландшафтными условиями, и биотический компонент – сообщество или биоценоз – совокупность всех организмов, населяющих биотоп. В экосистему входят группы организмов разных видов, которые различаются по способам питания: консументы, продуценты, редуценты. Важной характеристикой экосистем является разнообразие видового состава. Биогеоценоз – главная форма существования природных экосистем – это наземная экологическая система, объединяющая на основе обмена веществ, энергии и информации сообщество живых организмов (биоценоз) и пространственную совокупность абиотических условий (биотоп).

Поток энергии экосистемы.

Жизнь на Земле существует за счёт солнечной энергии. Растения создают органическое вещество, которым питаются травоядные, а ими питаются хищники, то есть солнечная энергия через растения передаётся всем организмам, создающих трофическую цепь. Трофический уровень – место каждого звена в пищевой цепи: 1 уровень – продуценты; 2 уровень – растительноядные консументы; 3 уровень – плотоядные консументы и т.д. Пища, поглощаемая консументом, усваивается не полностью. Энергетические затраты, связанные с поддержанием метаболитических процессов – трата на дыхание. Меньшая часть энергии идёт на рост. Остальная часть выделяется в виде экскрементов. Значительная часть энергии рассеивается в виде тепла при химических реакциях в организме и мышечной работе. В конечном итоге вся энергия, использованная на метаболизм, превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде. Таким образом, большая часть энергии при переходе с одного трофического уровня на другой, теряется. На каждый следующий уровень передаётся 10 % энергии от предыдущего уровня. Но чтобы жизнь существовала, энергия должна возобновляться.

Круговорот веществ в экосистеме.

В круговорот веществ в экосистеме добавляются вещества, попадающие извне. Они концентрируются в трофических цепях и накапливаются в них, то есть происходит их биологическое накопление. Вещества могут концентрироваться в тканях редуцентов, рыб, а дальше – в хищниках. Благодаря многократному поглощению с начала детритной цепи, вещество накапливается в жировых отложениях рыб и птиц.

Гомеостаз экосистемы.

Гомеостаз – способность биологических систем – организма, популяции, экосистем – противостоять изменениям и сохранять равновесие. Для управления экосистемами не требуется регуляция извне – это саморегулирующая система. Саморегулирующий гомеостаз на экосистемном уровне обеспечен множеством управляющих механизмов. Управление осуществляется за счёт положительных и отрицательных связей. Положительная обратная связь “усиливает отклонение” (сильно увеличивает популяцию жертвы). Отрицательная обратная связь “уменьшает отклонение” (ограничивает рост популяции жертвы за счёт увеличения численности популяции хищников). Наиболее устойчивы крупные экосистемы и самая стабильная из них – биосфера, а наиболее неустойчивые – молодые экосистемы. Это объясняется тем, что в больших экосистемах создаётся саморегулирующий гомеостаз за счёт взаимодействия круговоротов веществ и потоков энергии.