 |
Классификация экосистем. Биомы Земли и их краткая характеристика.
|
|
|
|
1) микроэкосистемы (подушка лишайника, капля воды из озера, капля крови с клетками и т. д., рис
2) мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.);
3) макроэкосистемы (континент, океан);
4) глобальная экосистема (биосфера Земли), или экосфера, – интеграция всех экосистем мира.
Природные экосистемы – это открытые системы: они должны получать и отдавать вещества и энергию.
Запасы веществ, усвояемые организмами, и прежде всего продуцентами, в природе небезграничны. Если бы эти вещества не были бы вовлечены в вечный круговорот, то жизнь на Земле была бы вообще невозможна.
Такой «бесконечный» круговорот биогенных компонентов возможен лишь при наличии функционально различных групп организмов, способных осуществлять и поддерживать поток веществ, извлекаемых ими из окружающей среды.
Ø Трофическая структура экосистемы состоит из двух ярусов: 1) верхнего – автотрофного яруса, или «зеленого пояса», включающего фотосинтезирующие организмы, создающие сложные органические молекулы из неорганических простых соединений. 2) нижнего – гетеротрофного яруса, или «коричневого пояса» почв и осадков, в котором преобладает разложение отмерших органических веществ снова до простых минеральных образований.
Ø Состав экосистемы:
1) неорганические вещества (С, N, СО2, Н2О, Р, О и др.), участвующие в круговоротах;
2) органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части;
3) воздушная, водная и субстратная среды, включающие абиотические факторы;
4) продуценты – автотрофные организмы, в основном зеленые растения;
5) консументы, или фаготрофы – гетеротрофы, в основном животные, питающиеся другими организмами или частицами органического вещества;
|
|
|
6) редуценты – гетеротрофные организмы, в основном бактерии и грибы, получающие энергию путем разложения отмершей или поглощения растворенной органики.
Ø Свойства экосистемы
1. Целостность. Потоки вещества и энергии обеспечивают целостность экосистемы – взаимосвязь ее организмов друг с другом и с природной средой.
2. Самовоспроизводимость. Основными условиями самовоспроизводства экосистемы являются:
· наличие в среде пищи и энергии (для автотрофов – солнечной, для хемотрофов – химической);
· способность организмов к размножению;
· способность организмов воспроизводить химический состав и физические свойства природной среды (структуру почвы, прозрачность воды).
3. Устойчивость экосистем. Природные экосистемы способны к длительному существованию. Даже при значительных колебаниях внешних факторов внутренние параметры сохраняют стабильность. Устойчивость экосистем падает с обеднением видового состава. Самые устойчивые – богатые жизнью тропические леса (свыше 8000 видов растений), достаточно устойчивы леса умеренной полосы (2000 видов), менее устойчивы тундровые биоценозы (500 видов), мало устойчивы экосистемы океанических островов. Еще менее устойчивы фруктовые сады, а посевные поля без поддержки человека вообще не могут существовать, они быстро зарастают сорняками и уничтожаются вредителями.
4. Саморегуляция экосистем. Эффективность саморегуляции определяется разнообразием видов и пищевых взаимоотношений между ними. Если снижается численность одного из первичных консументов, то при разнообразии видов хищники переходят к питанию более многочисленными животными, которые раньше были для них второстепенными.
5. Эмерджентные свойства (англ. emergent неожиданно появляющийся) – новые, уникальные свойства экосистемы, возникающие в результатесинергичного взаимодействия ее компонентов. Например, некоторые водоросли и кишечнополостные животные, эволюционируя совместно, образуют систему коралловых рифов, в результате чего возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий такой комбинированной системе поддерживать высокую продуктивность в водах с очень низким содержанием питательных элементов. Следовательно, огромная продуктивность и разнообразие коралловых рифов являются эмерджентными свойствами характерными только для уровня рифового сообщества.
|
|
|
Сложные взаимодействия между климатом, субстратом и живыми организмами приводят к образованию специфических региональных сообществ - биомов. Биомы - крупные региональные экосистемы с характерным типом растительности и другими особенностями ландшафта. Современная биосфера (экосфера) является совокупностью всех биомов Земли.
В соответствии со средой обитания организмов выделяют наземные, пресноводные и морские биомы. Тип наземных биомов определяют по зрелому (климаксному) растительному сообществу, название которого и служит названием биома, тип водных биомов - по геологическим и физическим особенностям. Основные типы современных биомов и их продуктивность представлены в таблице 10.1.
Главным фактором, определяющим формирование биома, является его географическое положение, которое обуславливает тип климата (температуру, количество осадков) и почвенные (эдафические) факторы.
В зависимости от годового количества осадков формируются следующие типы экосистем:
- 0-250 мл — пустыни; — 250-750 мл — степи, саванны; — 750-1250 мл — сухие леса; — более 1250 мл — влажные леса,
В соответствии с учением В. В.Докучаева (1899) климат в значительной степени определяет тип почв данной местности: от температуры и количества осадков зависят скорость и направление процессов почвообразования — разрушение материнской породы и миграция в почве минеральных солей и частиц. Климат также определяет видовой состав растений и животных.
Закономерности размещения биомов суши соответствуют их географическому положению. Очевидна связь биомов разных типов с определенными широтами. В силу различий между площадями суши и моря в Северном и Южном полушариях структура биомов Северного полушария не является зеркальным отображением биомов Южного полушария. В Южном полушарии практически нет биомов тундры, тайги и листопадных лесов умеренного пояса, поскольку на этих широтах там расположен океан.
Изучением биомов занимается экология биомов или ландшафтная экология.
ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ
|
|
|
