16 Март 2011

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ»




Итак, все экосистемы, даже самая крупная — биосфера, являются открытыми системами: они должны получать и отдавать энергию, быть открытыми для по-токов веществ, для иммиграции и эмиграции организмов. Поэтому концепция экосистемы должна учитывать существование связанных между собой и необходимых для функционирования и самоподдержания экосистемы среды на входе и среды на выходе.

Т. о., экосистема = среда на входе + собственно система + среда на выходе.
Данная схема решает проблему, связанную с проведением границ рассматриваемой единицы, поскольку в этом случае не имеет значения, как мы вычленяем исследуемую часть экосистемы. Часто удобным оказываются естественные границы, например, берег озера или опушка леса, или административные границы, например, границы города, в любом случае мы может ограничиться условными границами.
Масштабы изменений среды на входе и на выходе чрезвычайно сильно варьируют и зависят от нескольких переменных, например от:
1) размеров системы (чем она больше, тем меньше зависит от внешних частей);
2) интенсивности обмена (чем он интенсивней, тем больше приток и отток);
3) сбалансированности между производством и потреблением пищи (чем сильнее нарушено это равновесие, тем больше должен быть приток извне для его восстановления);
4) стадии и степени развития системы.
Следовательно, для обширной, поросшей лесом горной местности перепад между средой на входе и средой на выходе значительно меньше, чем у небольшого ручья или у города.
2.1.4. Структура биогеоценоза и экосистемы
Биогеоценоз включает две главные составляющие: совокупность на определенной территории абиотических факторов, то есть экотоп, и совокупность живых организмов — биоценоз. Экотоп еще иногда называют биотопом (топос — от греч. значит место, местность, эко — ойкос — дом). Биотоп — это совокупность абиотических условий среды.
В свою очередь экотоп состоит из совокупности климатических факторов — климатопа и из совокупности почвенно-грунтовых факторов — эдафотопа. Биоценоз включает в себя сообщества животных (зооценоз), растений (фитоценоз) и микроорганизмов (микробиоценоз).

БИОГЕОЦЕНОЗ
Экотоп

Атмосфера Почвогрунт
(климатоп) (эдафотоп)

Растительность Животный мир
(фитоценоз) (зооценоз)

Микроорганизмы
(микробиоценоз)
Биоценоз

Одно из важнейших свойств биогеоценоза — взаимосвязь и взаимозависимость всех его компонентов. Так, климат обусловливает состояние и режим почвенных факторов, создает среду обитания живых организмов. В свою очередь, почва в какой-то мере определяет климатические особенности (за счет окраски почвы меняется ее отражательная способность — альбедо), а также влияет на животных, растения и микроорганизмы. Все живые организмы теснейшим образом связаны между собой, являясь друг для друга либо источником пищи, либо средой обитания, либо факторами смертности.
С точки зрения трофической структуры, то есть структуры питания, экоси-стему можно разделить да два яруса:
1) верхний — автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус, или «зеленый по-яс», включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладают фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений;
2) нижний — гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т. д., в котором преобладают трансформация и разложение сложных соединений.
С биологической точки зрения, в составе экосистемы удобно выделять сле-дующие компоненты:
1) неорганические вещества (С, N, CO2, H2O и др.), включающиеся в кругово-роты;
2) органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и т.д.), связывающие биотическую и абиотическую части;
3) воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический ре-жим и другие физические факторы;
4) продуцентов, автотрофных организмов, в основном зеленые растения, кото-рые могут производить пищу из простых неорганических веществ;
5) первичных и вторичных консументов, или макроконсументов, или гетеротро-фов, или фаготрофов — гетеротрофных организмов, в основном, животных, пи-тающихся другими организмами или частицами органического вещества;
6) редуцентов, или деструкторов, или сапротрофов, или микроконсументов — гетеротрофных организмов, в основном, бактерий и грибов, получающих энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапротрофами из растений и других организмов. В результате деятельности сапротрофов высвобождаются неорганические элементы питания, пригодные для продуцентов; кроме того, сапротрофы поставляют пищу макроконсументам и часто выделяют гормоноподобные вещества, ингибирующие или стимулирующие функционирование других биотических компонентов экосистемы.