Урожай в экологии это

Обновлено: 05.10.2024

Экосистема, или экологическая система — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

Пример экосистемы — пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз.

Любое единство, включающее все организмы на данном участке и взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создаёт чётко определённую трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ (обмен веществами и энергией между биотической и абиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую систему, или экосистему.
Сообщество живых организмов вместе с неживой частью среды, в которой оно находится, и всеми разнообразными взаимодействиями называют экосистемой.
Любую совокупность организмов и неорганических компонентов окружающей их среды, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют экологической системой или экосистемой.
Биогеоценоз — взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии

Продуктивность экосистем — это количество органического вещества (в единицах массы или энергии), производимой с единицы поверхности за единицу времени. Например, производительность тропического леса — кг/м кв в год и т.д.

Производительность биологическая (экосистем) бывает первичной, вторичной, чистой и валовой.

Первичная продуктивность (или продукция) — это биомасса или энергия, созданная продуцентами в единицу времени на единицу пространства. Различают валовую первичную продуктивность (ВПП) — скорость, с которой солнечная энергия превращается продуцентами на органическое соединение во время фотосинтеза (ее выражают в кал/м кв в час), и чистую первичную продуктивность (ЧПП) — энергию, что идет на прирост или поглощается деструктором:

где ВПП — валовая первичная продуктивность; ЧПП — чистая первичная продуктивность; Д — энергия дыхания.

Вторичная производительность (или вторичная продукция) — общее количество органического вещества, которая произведена всеми гетеротрофами на единицу площади за единицу времени. Вторичная производительность также делится на валовую и чистую.

Продуктивность основных типов природных биомов

Биом - это природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных (живое население), составляющих географическое единство. Для разграничения наземных биомов, кроме физико-географических условий среды, используют сочетания жизненных форм растений, их составляющих. Например, в лесных биомах доминирующая роль принадлежит деревьям, в тундре - многолетним травам, в пустыне - однолетним травам, ксерофитам и суккулентам.

Продвигаясь с севера к экватору, можно выделить девять основных типов сухопутных биомов. Приведем их краткую характеристику.

1. Тундра. Расположена между полярными льдами и таежными лесами к югу. Характерной особенностью этого биома является малое годовое количество осадков - всего 250 мм в год. Основные лимитирующие факторы - низкая температура и короткий сезон вегетации.

2. Тайга (биом бореальных (северных) хвойных лесов). Это один из самых обширных по площади биомов. Здесь растут вечнозеленые хвойные древесные породы: лиственница, ель, пихта, сосна. Из лиственных обычна примесь ольхи, березы, осины. Крупных животных мало, в основном это лоси и олени, но обитает большое количество хищников: куницы, рыси, волки, росомахи, норки, соболи. Многочисленные грызуны.

3. Листопадные леса умеренной зоны. В умеренном поясе, где достаточно влаги (800-1500 мм в год), а жаркое лето сменяется холодной зимой, развились леса определенного типа. К существованию в таких условиях приспособились деревья, сбрасывающие листву в неблагоприятное время года: дуб, бук, клен, граб, орешник. Вперемешку с ними встречаются здесь и сосна, и ель. Среди представителей животного мира можно отметить кабана, волка, оленя, лисицу, медведя, а также дятла, синицу, дрозда, зяблика и др. Современная лесная растительность здесь сформировалась под непосредственным влиянием человека.

4. Степи умеренной зоны. Степи занимают внутренние пространство евразийского, североамериканского континентов, юг Южной Америки и Австралии. Решающий фактор существования степей - климат. Осадков здесь недостаточно для существования деревьев, но и не настолько мало, чтобы образовались пустыни. В год выпадает от 250 до 750 мм осадков. Почвы степей с высокими травами богаты гумусом, поскольку к концу лета травы погибают и быстро разлагаются. В настоящее время здесь можно встретить порой только одомашненных коров, лошадей, овец и коз.

5. Растительность средиземноморского типа. Этот биом носит специфическое название - чапарраль. Его распространение приурочено к областям с мягкими дождливыми зимами и нередко засушливым летом. Преобладает жестколистная растительность с толстыми и глянцевыми листьями. В Австралии такую растительность составляют деревья и кустарники из рода эвкалипт. Из животных встречаются кролики, древесные крысы, бурундуки, некоторые виды оленей. В этом биоме важную роль играют пожары, которые, с одной стороны, благоприятствуют росту трав и кустарников (в почву возвращаются элементы питания), а с другой - создают естественный барьер от вторжения пустынной растительности.

6. Пустыни. Биом пустынь характерен для засушливых и полузасушливых зон Земли, где выпадает менее 250 мм осадков. Пустыни занимают около 1/5 поверхности суши. Среди них выделяют:

пустыни, где годами не выпадает ни одного дождя (центральная Сахара, пустыни Такла-Макан в Центральной Азии, Атакама в Южной Америке, Ла-Жойа в Перу и Асуан в Ливии). В среднем такие пустыни получают около 10 мм осадков в год;
пустыни, где выпадает менее 100 мм осадков в год (растительность здесь сосредоточивается вдоль русел рек, наполняющихся только после дождя);
пустыни, где выпадает от 100 до 200 мм' осадков в год (возделывать культуры здесь невозможно, но многолетняя растительность встречается повсюду).

7. Тропические саванны и лугопастбищные земли. Данный биом распространен на довольно бедных почвах, что послужило причиной относительной его сохранности.

Биом располагается по обеим сторонам от экваториальной зоны между тропиков. Типичный пейзаж саванны - высокая трава с редкостоящими деревьями из родов акация, баобаб, древовидные молочаи . Растения вынуждены здесь приспосабливаться к сухим сезонам и пожарам.

Видовое разнообразие животных в саваннах значительно меньше, чем в тропических лесах, но отдельные виды выделяются высокой плотностью особей, образуя стада, табуны, стаи, прайды. В саваннах Африки пасется такое количество копытных, которое не встречается ни в одном другом биоме. Растениями питаются многие звери и птицы: бородавочники, зебры, жирафы, слоны, цесарки, страусы.

8. Тропическое или колючее редколесье. Это в основном светлые редкослойные лиственные леса и колючие, причудливо изогнутые кустарники. Данный биом характерен для южной, юго-западной Африки и юго-западной Азии. Монотонно-однообразная растительность иногда украшается величественными баобабами. Лимитирующий фактор здесь - неравномерное распределение осадков, хотя в целом их выпадает достаточное количество.

9. Тропические леса. Биом занимает тропические области Земли в бассейнах Амазонки и Ориноко в Южной Америке; бассейны Конго, Нигера и Замбези в Центральной и Западной Африке, Мадагаскар, Индо-Малайскую область и Борнео-Новую Гвинею. Тропики обычно называют джунглями.

В кронах обитает многочисленное и разнообразное население. Среди птиц, обитающих в кронах, немало таких, которые не слишком хорошо летают, в основном они прыгают и лазают (птицы-носороги, райские птицы).

Растительность тропического леса предстает перед путешественником сплошной стеной растений, поднимающихся на высоту до 75 м (рис. 6.12). Главной особенностью тропических лесов является то, что произрастают они на крайне бедных почвах. Верхний слой почвы не превышает 5 см на склонах. Под ним обычно лежит красная латеритная глина, лишенная питательных веществ.

3. Агроэкосистемы и их продуктивность

Агроэкосистема (сельскохозяйственная экосистема, агроценоз, агробиоценоз) - биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользова-ния. Характерная особенность агроэкосистем - малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного или нескольких видов растений (или сортов культивируемых растений). К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими пастбищами и т.д.

Ароэкосистемы представляют собой искусственные системы и отличаются от естественных экосистем рядом особенностей:

1. В них резко снижено разнообразие видов: снижение видов культивируемых растений снижает и видовое разнообразие животного населения биоценоза

3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

4. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов – это упрощение системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

4. Мировой уровень производства и потребления продукции основных агрокультур

В последнем докладе Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) о состоянии мирового рынка продовольствия в 2010-2011 годах аналитики предупреждают, что мир должен быть готов к дальнейшему повышению цен в следующем году.

По данным Международного Совета по зерновым культурам, производство зерна в следующем году ожидается на уровне 1.725 млн. тонн, что ниже показателя предыдущего года на 3,5%. В основном данное сокращение вызвано неутешительным прогнозом урожая по кукурузе. С другой стороны, мировое потребление зерна возрастет – на 1,6% от уровня предыдущего года к 1,786 млн. тонн. Таким образом, ввиду увеличивающегося потребления и сокращающегося производства, запасы зерна могут сократиться на 61 млн. тонн и составить 340 млн. тонн. Главные экспортеры зерновых - Аргентина, Австралия, США, Канада, Европа, Казахстан, Россия, Украина. Согласно прогнозу, они сократят запасы на 55 млн. тонн, достигнув минимума с 2003 года. С учётом ожидаемого сокращения мировых запасов, сбор урожая в следующем году станет критичным для установления стабильности на мировых рынках.

На сегодня не существует однозначного и общепринятого определения органического земледелия. При этом недобросовестные продавцы и производители часто путают органическое и экологически чистое земледелие, намеренно подменяют одно понятие другим и вводят садоводов-любителей в заблуждение.

Прежде всего, нужно жить в гармонии с землей и искать ответы у живой природы. Все, что требуется для хорошего урожая, заложено в законах матушки-природы. Важно только уметь это видеть и правильно применять.

Высшим принципом органического земледелия является экологически чисто земледелие. Под экологически чистым земледелием нужно понимать земледелие, основанное на препаратах с повышенной экологичностью или экологически чистые, созданных из сырья естественного природного происхождения с повышенной экологичностью или экологически чистых на основе гуминовых кислот и микробиологии, влияющие на биохимические и, микробиологические процессы, происходящие в почве и на растениях на естественно природном фоне т. е. это природоподобные технологии.

В качестве удобрений нужно применять экологичные препараты. На помощь садоводам приходят сложнейшие соединения природного происхождения – гуминовые кислоты, которые способны нейтрализовать всё вредное и токсичное.

Препараты ФЛОРА – С и ФИТОП-ФЛОРА– С совсем безжизненный мертвый субстрат превращают в цветущий оазис. Это экологически чистые сухие торфо-гуминовые удобрения.

Препарат ФЛОРА-С

Фундаментальный препарат. Высококонцентрированная смесь биологически активных веществ, выделенных из экологически чистого сырья природного происхождения, сбалансированных по макро- и микроэлементам с высоким содержанием чистых гуминовых кислот (не менее 10 г/л).

При внесении препарата ФЛОРА-С уже через 3-5 дней происходит нейтрализация вредного и ядовитого. Усваиваемость растениями минеральных элементов возрастет до 65-80 %, а значит сокращается объем их внесения на 70-80 %.

23.09.2015

Данный вопрос волнует многих начинающих дачников и владельцев приусадебных хозяйств, потому, что вопрос экологии и чистоты продуктов питания в настоящее время стоит крайне остро.

Неопытные огородники при выращивании овощей, корнеплодов, ягод и плодов основную ставку делают на применении органических и минеральных удобрений и пестицидов, по ошибке полагая, что это поможет им собрать экологически чистый урожай. Однако это не всегда так, поскольку переизбыток азота, нитратов и нитритов, может стать причиной снижения качества урожая: значительно уменьшить сроки хранения овощей, фруктов и ухудшить вкусовые качества плодов.

Что касается применения исключительно органических удобрений, то ученые посчитали, что даже если использовать в качестве удобрения навоз всех домашних животных имеющихся на планете (крупно - рогатого скота, свиней, коней, овец, птиц и так далее), то его все равно будет недостаточно. По этой причине без применения (в допустимых дозах) агрохимии в большинстве случаев не обойтись.

Кроме того, химия химии - рознь. Многие современные высокотехнологичные органические стимуляторы и регуляторы роста, поскольку содержат биологически активные вещества, включающие гуминовые кислоты, витамины, энзимы, полисахариды и другие активные соединения, значительно способствуют повышению урожайности большинства растений, являясь при этом экологически чистыми.

Подробнее об этом можно прочитать здесь.

Советы начинающим дачникам

Для того, чтобы вырастить экологически чистый урожай следует соблюдать несколько важных правил:

· Ни в коем случае не рекомендуется превышать допустимую дозу органических и минеральных удобрений, поскольку при их переизбытке растения будут не в состоянии полностью усвоить все макро и микро элементы, поэтому часть веществ и солей просто уйдут в подземные грунтовые воды

· Органические удобрения (перегнивший навоз, компост, ил (сапропель) и прочие) следует сразу после внесения сразу же заделывать в грунт, иначе они могут потерять часть полезных питательных веществ и важных ферментов

· Подкормку овощных культур и корнеплодов следует прекращать примерно за месяц до уборки урожая, чтобы нитриты и нитраты успели превратиться в более безвредные для окружающей среды формы

· Плодовые деревья и кустарники не следует размещать ближе, чем за сто метров от автомагистралей и больших автомобильных трасс, поскольку растения и их плоды могут накапливать вредные вещества (например, соли тяжелых металлов, радионуклиды и прочее)

· Для получения экологически чистого урожая особое внимание следует уделять безопасной борьбе с вредителями и болезнями растений, поскольку применение инсектицидов и прочих препаратов истребительного типа на основе ядохимикатов может нанести существенный вред природе

Экологические методы защиты растений от вредителей и болезней

Для предупреждения распространения различных инфекций, болезней и вредоносных насекомых посевной и посадочные материалы желательно брать не с рук у случайных людей, а приобретать исключительно в специальных питомниках и специализированных торговых точках.

При обнаружении на огородных или садовых культурах насекомых-вредителей (яйцекладок, бабочек, жуков, личинок или гусениц), следует производить их ручной сбор или стряхивать с растений для последующего уничтожения.

В саду на штамбах плодовых деревьев следует устраивать ловчие пояса для противостояния различным гусеницам, плодожоркам и листоверткам, а сильно зараженные или поврежденные ветки безжалостно срезать и уничтожать вместе с вредителями.

Одним из экологических способов борьбы с вредоносными насекомыми является активное использование их естественных врагов, которые либо паразитируют на вредителях, либо поедают их (трихограммы, жужелицы, пауки, божьи коровки и прочие). Подробнее о том, как привлечь на участок полезных насекомых можно узнать здесь.

Следует помнить и о той пользе, которую приносят дачникам птицы (скворцы, стрижи, грачи и прочие пернатые) поедая несметное количество насекомых. Известно, что за один день взрослая птица способна съесть столько вредителей, сколько весит сама. Поэтому на участке важно устраивать искусственные дуплянки и скворечники, а в зимнее время пернатых друзей целенаправленно подкармливать и приманивать к кормушкам.

Помощь в борьбе с вредителями оказывают и многие животные, питающиеся насекомыми (лягушки, ящерицы, ежи, летучие мыши). Более подробно о полезных обитателях дачных участков можно прочитать здесь.

Безусловно, что способ борьбы с вредителями при помощи ядохимикатов является наиболее эффективным. Тем не менее, насекомые постепенно приобретают способность к ним адаптироваться, и воздействие большинства инсектицидов становится не таким эффективным, поэтому различные препараты химического производства следует менять или чередовать.

В настоящее время особую популярность приобретают биологически безвредные препараты, предназначенные для борьбы с насекомыми - вредителями. Информацию о них можно почерпнуть здесь.

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
Раздел 8. Экология и учение о биосфере. Глава 8.3. Экология сообществ и экосистем.

8.3. Экология сообществ и экосистем

8.3.1. Понятие биоценоза, биогеоценоза, экосистемы

Живые организмы находятся между собой и абиотическими условиями среды обитания в определённых отношениях, образуя тем самым так называемые экологические системы.

Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории. Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный — зооценозом, микробный — микробоценозом. Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет, каким будет зооценоз и микробоценоз.

Биотоп — определённая территория со свойственными ей абиотическими факторами среды обитания (климат, почва).

Биогеоценоз — совокупность биоценоза и биотопа (рис. 8.12).

Рис. 8.12. Структура биогеоценоза

Экосистема — система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ (рис. 8.13).

Рис. 8.13. Функциональная схема экосистемы

8.3.2. Типы взаимоотношений между организмами

Существуют различные классификации взаимоотношений организмов.

Таблица 8.16. Классификация взаимоотношений организмов

Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов воздействия (табл. 8.17, рис. 8.14—8.22).

Таблица 8.17. Типы отношений между организмами

Примечание. (0) — существенное взаимодействие между популяциями отсутствует; (+) — благоприятное действие на рост, выживание или другие характеристики популяции; (-) — ингибирующее действие на рост или другие характеристики популяции. Типы 2-4 можно считать положительными взаимодействиями, 7-8 — отрицательными взаимодействиями, а типы 5 и 6 можно отнести к обеим группам.

В современной экологии часто используют понятие эксплуатация, которое включает отношения видов в пищевых цепях: растительноядность (фитофагию), хищничество и паразитизм. Либо все три случая называют хищничеством.

В ходе эволюции и развития экосистем существует тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счёт положительных, увеличивающих выживание обоих видов. Поэтому в зрелых экосистемах доля сильных отрицательных взаимодействий меньше, чем в молодых.

Рис. 8.14. Протокооперация: рак-отшельник и актиния

8.3.3. Структура и функционирование экосистем

Структура биоценоза.

Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.

Видовая структура — число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их численности или массы. То есть видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и количественным соотношением числа видов или их массы между собой.

Пространственная структура — распределение организмов раз-пых видов в пространстве (по вертикали и по горизонтали). Пространственная структура образуется прежде всего растительной частью биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичность (структура биоценоза по горизонтали).

Экологическая структура — соотношение организмов разных экологических групп. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав. Это связано с тем, что одни м те же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами. Такие виды называются замещающими, или викарирующими.

Функциональные группы организмов в экосистеме.

Как правило, и любой экосистеме можно выделить три функциональные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты (табл. 8.18).

Таблица 8.18. Функциональные группы организмов в экосистеме

Группа	Характеристика	Организмы
Продуценты	Автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез	Растения и автотрофные бактерии
Консументы	Гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов	Животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы
Редуценты	Гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ	Сапротрофные бактерии и грибы

Пищевые цепи и сети.

Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания. Цепь питания — последовательность организмов, по которой передаётся энергия, заключённая в пище, от её первоначального источника. Каждое звено цепи называется трофическим уровнем (табл. 8.19). В пищевой цепи редко бывает больше 4—5 трофических уровней.

Таблица 8.19. Трофические уровни в цепи питания

Уровень	Группа организмов	Организмы
Первый	Продуценты	Автотрофные организмы, преимущественно — зелёные растения
Второй	Консументы первого порядка	Растительноядные животные
Третий	Консументы второго порядка	Первичные хищники, питающиеся растительноядными животными
Четвёртый	Консументы третьего порядка	Вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными
…	…	…
Последний	Редуценты	Сапротрофные бактерии и грибы, осуществляющие минерализацию — превращение органических остатков в неорганические вещества

Различают два типа пищевых цепей (рис. 8.15, табл. 8.20).

Рис. 8.15. Y-образная модель потока энергии, показывающая связь между пастбищной и детритной пищевыми цепями

Таблица 8.20. Типы пищевых цепей

Таким образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления. Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мёртвого органического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения — в экосистемах суши.

В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевые сети. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых, в свою очередь, может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разных видов, с другой — многие популяции принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме (рис. 8.16),

Рис. 8.16. Функциональное замещение видов в экосистеме: А — исходная структура трофических цепей; Б — структура после выпадения одного из видов

Поток энергии и круговорот веществ в экосистеме.

В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, таки гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, то есть превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ.

В то же время энергия не может циркулировать в пределах экосистемы. Поток энергии (передача энергии), заключённой в пище, в экосистеме осуществляется однонаправленно от автотрофов к гетеротрофам.

При передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики) и только около 10 % от первоначального количества передаётся по пищевой цепи.

В результате пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид (рис. 8.17).

Рис. 8.17. Пирамиды чисел (а), биомасс (б) и энергии (в), представляющие упрощённую экосистему: люцерна — телята — мальчик 12 лет

Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 телёнка, л для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 2 х 10 7 растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24% солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребёнка в течение года используется 0,7 % энергии, аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребёнка в течение одного года.

Пирамида чисел (пирамида Элтона) отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам.

Пирамида биомасс показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана имеет перевёрнутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

8.3.4. Биологическая продуктивность экосистем

Прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени, называется биологической продукцией (продуктивностью). Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.

Первичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на валовую и чистую. Валовая первичная продукция (общая ассимиляция) — это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть её расходуется на поддержание жизнедеятельности растений — траты на дыхание (40—70%). Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию (чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами или накапливается в экосистеме.

Вторичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени консументами. Она различна для каждого следующего трофического уровня.

Масса организмов определённой группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом называется биомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой — пустыни и тундры.

Если в экосистеме скорость прироста растений (образования первичной продукции) выше темпов переработки её консументами и редуцентами, то это ведёт к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения, то происходит накопление мёртвого органического вещества. Это ведёт к заторфовыванию болот, образованию мощной лесной подстилки и т. п. В стабильных экосистемах биомасса остаётся постоянной, так как практически вся продукция расходуется в цепях питания.

8.3.5. Динамика экосистем

Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.

Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные, многолетние), при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.

Поступательные изменения — изменения в биоценозе, в конечном счёте приводящие к смене этого сообщества другим. Сукцессия — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (экосистемы) другим(-ой) в результате влияния природных факторов (как внешних, так и внутренних) или воздействия человека (рис. 8.18). Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в сукцессии, называется сукцессионным рядом, или серией. Каждая предыдущая стадия (сообщество) формирует условия для развития последующего сообщества. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озёр и образование болот и др. (табл. 8.21).

Рис. 8.18. Сукцессия пихтово-кедровой тайги после опустошительного лесного пожара: числа в прямоугольниках — колебания в длительности прохождения фаз сукцессии (в скобках указан срок их окончания)

Таблица 8.21. Типы сукцессий

В своём развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.

8.3.6. Природные и антропогенные экосистемы

Классификация экосистем. Существуют различные классификации экосистем: по источнику энергии, участию человека, размерам и т.д. (табл. 8.22).

Таблица 8.22. Классификация экосистем
по источнику энергии и участию человека

Природные экосистемы. В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.

Наземные экосистемы:

Тундра: арктическая и альпийская.
Бореальные хвойные леса.
Листопадный лес умеренной зоны.
Степь умеренной зоны.
Тропические злаковники и саванна.
Чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом).
Пустыня: травянистая и кустарниковая.
Полувечнозелёный тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами).
Вечнозелёный тропический дождевой лес.

Пресноводные экосистемы:

Лентические (стоячие воды): озёра, пруды, водохранилища и др.
Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.
Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

Морские экосистемы:

Открытый океан (пелагическая экосистема).
Воды континентального шельфа (прибрежные воды).
Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством).
Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, солёные марши и др.).
Глубоководные рифтовые зоны.

Помимо основных типов природных экосистем (биомов), различают переходные типы — экотоны. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

Антропогенные экосистемы. Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища). Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов (урожая). В них, так же как в естественных сообществах, имеются продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, мыши и т, д.) и редуценты (сапротрофные грибы и бактерии). Обязательным звеном пищевых цепей в агроэкосистемах является человек.

Отличия агроценозов от естественных биоценозов:

незначительное видовое разнообразие (агроценоз состоит из небольшого числа видов, имеющих высокую численность);
короткие цепи питания;
неполный круговорот веществ (часть питательных элементов выносится с урожаем);
источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека (мелиорация, орошение, применение удобрений);
искусственный отбор (действие естественного отбора ослаблено, отбор осуществляет человек);
отсутствие саморегуляции (регуляцию осуществляет человек) и др.

Таким образом, агроценозы являются неустойчивыми системами и способны существовать только при поддержке человека.

Урбосистемы (урбанистические системы) — искусственные системы (экосистемы), возникающие в результате развития городов, и представляющие собой средоточие населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов и т.д.

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
8.3. Экология сообществ и экосистем

Читайте также: