33. Консументы и редуценты. Определение и роль в экосистемах. Примеры.

консументы(с пер. потребляю) - гетеротрофные организмы, животные,которые поедают другие организмы.

чрезвычайно важна роль консументов, в первую очередь животных, как регуляторов интенсивности потоков вещества и энергии по трофическим цепям. Способность к активной авторегуляции биомассы и темпов ее изменения на уровне экосистем и популяций отдельных видов в конечном итоге реализуется в виде поддержания соответствия темпов создания и разрушения органического вещества в глобальных системах круговорота

Редуце́нты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические и простейшие органические соединения

Редуценты возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции, когда экосистемы состояли из одних прокариот).

34. Трофическая цепь. Определение и состав. Примеры.

Пищева́я (трофи́ческая) цепь — ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель (последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос ве-ва и энергии от источника к потребителю).

Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4—5.

35. Общая схема прохождения энергии через трофическую цепь.

35. Виды продуктивностей в экосистеме. Единицы измерения.

При анализе продуктивности и потоков вещества и энергии в экосистемах выделяют понятия биомасса и урожай на корню. Под урожаем на корню понимается масса тел всех организмов на единице площади суши или воды^[15], а под биомассой — масса этих же организмов в пересчёте на энергию (например, в джоулях) или в пересчёте на сухое органическое вещество (например, в тоннах на гектар)^[15]. К биомассе относят тела организмов целиком, включая и витализированные омертвевшие части и не только у растений, к примеру, кора и ксилема, но и ногти и ороговевшие части у животных. Биомасса превращается в некромассу только тогда, когда отмирает часть организма (отделяется от него) или весь организм. Часто зафиксированные в биомассе вещества являются «мёртвым капиталом», особенно это выражено у растений: вещества ксилемы могут сотнями лет не поступать в круговорот, служа только опорой растения

Под первичной продукцией сообщества^[42] (или первичной биологической продукцией) понимается образование биомассы (более точно — синтез пластических веществ) продуцентами без исключения энергии, затраченной на дыхание за единицу времени на единицу площади (например, в сутки на гектар).

Первичную продукцию сообщества разделяют на валовую первичную продукцию, то есть всю продукцию фотосинтеза без затрат на дыхание, и чистую первичную продукцию, являющуюся разницей между валовой первичной продукцией и затратами на дыхание. Иногда её ещё называют чистой ассимиляцией или наблюдаемым фотосинтезом^[2]).

Чистая продуктивность сообщества^[43] — скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами (а затем и редуцентами). Обычно вычисляется за вегетационный период либо за год^[2]. Таким образом, это часть продукции, которая не может быть переработана самой экосистемой. В более зрелых экосистемах значение чистой продуктивости сообщества стремится к нулю (см. концепцию климаксных сообществ).

Вторичная продуктивность сообщества — скорость накопления энергии на уровне консументов. Вторичную продукцию не подразделяют на валовую и чистую, так как консументы только потребляют энергию, усвоенную продуцентами, часть её не ассимилируется, часть идёт на дыхание, а остаток идёт в биомассу, поэтому более корректно называть её вторичной ассимиляцией

37. Что такое «урожай на корню»? Единицы измерения.

Под урожаем на корню понимается масса тел всех организмов на единице площади суши или воды^[

1) полученный, но еще не собранный урожай ; 2) количество биомассы на различных трофич. уровнях в сообществе или количество живого вещества в популяции.

Измеряется обычно количеством биомассы (г, кг, т органического вещества) или эквивалентной ей энергии, произведённой за единицу времени (ч, мес., год) на единицу площади (м², га, км²).

38. Единицы измерения биомассы и соотношения между ними. Величина чистой первичной продуктивности биосферы и её биомассы.

В наземных экосистемах биомасса обычно обычно пересчитывается на единицу  площади (г м2,  км2,  ц. га и т.д.).

В  водных экосистемах продукция фито- и зоопланктона, обитающего в толще воды,  часто рассчитывается на  единицы  объема,  обычно на 1 л или  на 1 м3.   

В таком случае продукция можно выражать в г  м2 сут-1,  т га-1, год-1.

Вообще соотноше­ние биомассы и годовой продукции экосистем можно выразить фор­мулой:

где Б - биомасса в данный момент времени, П - годовая про­дукция, Д - дыхание.

39. Особенности и эффективность 1-го трофического уровня.

Организмы первого трофического уровня называются первичными продуцентами. На суше большую часть продуцентов составляют растения лесов и лугов; в воде это, в основном, зелёные водоросли. Кроме того, производить органические вещества могут синезелёные водоросли и некоторые бактерии.

Эффективность поглощения энергии первым трофическим уровнем, или отношение валовой первичной продукции к энергии солнечного излучения, поглощенного растением. Эта величина обычно равна от 1 до 10 %.

Особенности. Во время фототока первичные продуценты связывают в ассимилированном органическом веществе примерно 2-10% энергии ютосинтетически активного излучения. Из этой общей продукции зеленые растения расходуют на дыхание около половины энергии. Таким образом, чистая продуктивность составлю т только 1-5% светового излучения. Так как световые лучи представляют собой примерно 45% энергии всего солнечного излучения, достигающего поверхности экосистемы, то это значит, что энергия, связанная в продуктах фотосинтеза, составляет всего 0,4-2% поступающего солнечного излучения. Именно в этом кроется огромная возможность для селекционеров культурных растений вывести сорта, которые более экономно трансформировали бы получаемую и до сих пор расточительно используемую энергию Солнца.

40. Что такое  правило 10% применительно к трофической цепи?

Правило 10%: при переходе с одного трофического уровня на другой 90% энергии теряется, и 10% передается на следующий уровень. Чем длиннее пищевая цепь, тем больше теряется полезной энергии. Поэтому длина пищевой цепи обычно не превышает 4 - 5 звеньев.

(90 % используется на общие нужды, 10% идет на наращивание биомассы (по лекции))

41. Что такое экологические пирамиды численности, биомассы и энергии (продуктивности)? Их особенности и связь со свойствами организма.

Экологическая пирамида — графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников, видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме. Эффект пирамид в виде графических моделей разработан в 1927 году Ч. Элтоном^[1].

Весьма приближенно можно считать, что при передаче от одного пищевого (трофического) уровня к следующему количество доступной энергии уменьшается на порядок. На основании этого сформулировано правило Линдемана или правило 10%, которое часто используется при решении задач по экологии. В соответствии с этим правилом можно считать, что количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. Хотя основанный на этом правиле подход широко используется в задачах по экологии, не следует забывать, что эти расчеты являются достаточно условными и, в общем, довольно далеки от действительности^[2].