§ 54. ЭКОСИСТЕМА. РАЗНООБРАЗИЕ ЭКОСИСТЕМ

Основные понятия и ключевые термины: ЭКОСИСТЕМА. Экосистемное разнообразие.

Вспомните! Что такое биологические системы?

Вступительное упражнение

Установив последовательность биологических систем, получите фамилию британского эколога, который в 1935 г. предложил концепцию экосистемы: Л - экосистема; И - биосфера; Т - клетка; Н - популяция; С - вид; Е - организм.

СОДЕРЖАНИЕ

Каковы состав и основные свойства экосистем?

Современные экологические исследования проводятся по следующим направлениям: изучение влияния экологических факторов на организмы (факторальная экология), исследование экологических взаимосвязей на уровне популяций (популяционная экология), изучение закономерностей существования и развития природных сообществ и биосферы в целом (биогеоценология, или синэкология). Как отдельный раздел экологии синэкологию было выделено на Международном ботаническом конгрессе в 1910 г. Синэкология - это раздел экологии, объектом и предметом изучения которой являются экосистемы и их внутренние и внешние связи. А что такое экосистемы?

ЭКОСИСТЕМА - совокупность организмов разных видов и среды их обитания, связанных с обменом веществ, энергии и информации. Определяющим фактором существования экосистемы являются автотрофные организмы, усваивающие энергию Солнца с эффективностью около 1 %. Примерами экосистем различных размеров являются капля воды, домашний аквариум, пруд, широколиственный лес (ил. 147). Но в любой экосистеме выделяют две части - абиотическую и биотическую. Абиотическая часть (или биотоп) представляет собой комплекс факторов неживой природы, неорганических и органических веществ, которые в общем взаимодействии формируют определённые климатические, почвенные, рельефные, гидрологические условия экосистемы. Биотическую часть (биоценоз) формируют живые организмы, проживающие в экосистеме. Её образуют группировки растений (фитоценозы), группировки животных (зооценозы) и группировки микроорганизмов (микробиоценозы).

Ил. 147. Пруд как пример экосистемы

Экосистемы открыты для внешнего обмена веществ, энергии и информации, но в результате саморегуляции способны поддерживать динамическую стабильность на протяжении длительного времени.

Итак, экосистема является совокупностью абиотического и биотического компонентов, для которой характерны целостность, открытость, устойчивость и саморегуляция.

Зависит ли устойчивость экосистемы от её структуры?

Структура экосистемы - совокупность компонентов целостной системы, условно выделяемых по определённым критериям. Любая экосистема имеет пространственную, видовую и экологическую структуры.

Пространственная структура определяется расположением элементов абиотической и биотической частей в пространстве экосистемы. Поскольку усвоение энергии Солнца в экосистеме связано с растениями, то пространственная структура определяется в основном ярусным расположением растений.

Видовая структура экосистемы определяется видовым разнообразием, то есть количеством популяций и видов, а также соотношением особей этих видов. Именно этот показатель обеспечивает устойчивость и саморегуляцию экосистем.

Экологическая структура - соотношение популяций разных видов, выполняющих определённые функции в экосистеме. Этими группами являются продуценты, консументы и редуценты (ил. 148). Их наличие - обязательное условие существования любой экосистемы.

Продуценты - популяции автотрофных организмов, способных синтезировать органические вещества из неорганических. Это зелёные растения, цианобактерии, фото- и хемосинтезирующие бактерии. В водных экосистемах основными продуцентами являются водоросли, а на суше - семенные растения.

Ил. 148. Схема взаимодействия компонентов экосистем

Консументы - популяции гетеротрофных организмов, которые питаются непосредственно или через другие организмы готовым органическим веществом, синтезированным автотрофами. Различают консументы І порядка (гетеротрофные растительноядные организмы, паразиты растений) и консументы. ІІ и последующих порядков (хищники, паразиты животных, а также сапрофаги).

Редуценты - популяции гетеротрофных организмов, которые в процессе жизнедеятельности разлагают мёртвые органические вещества до минеральных, которые затем используются продуцентами. Это гетеротрофные сапрофитные организмы - бактерии и грибы, выделяющие ферменты на органические остатки и поглощающие продукты их расщепления.

Итак, общая структура экосистемы определяется пространственным, видовым и экологическим разнообразием групп, что является обязательным условием её существования.

Как исследуется экосистемное разнообразие?

Экосистемное разнообразие - разнообразие экосистем, определяемое разнообразием природных условий и деятельностью человека.

По масштабам экосистемы делятся на микроэкосистемы (трухлявые пни, мёртвые стволы деревьев, муравейники и др.) и макроэкосистемы (экосистемы тундры, тайги, степи, пустыни, саванн, лесов, а также морские экосистемы). По происхождению экосистемы делятся на природные (леса, реки, озера) и искусственные (сады, парки, огороды, поля, искусственные водоёмы). Разнообразие природных систем определяют условия природных зон и прежде всего освещение и температура. Существование искусственных экосистем зависит от человека, который с учётом природных условий организует их формирование. По происхождению различают наземные (широколиственные леса, степи, луга), пресноводные (озёра, пруды, водохранилища, реки, ручьи, родники, болота), морские (прибрежные воды, бухты, устья рек).

Исследование экосистем начинается с наблюдений, проводимых с помощью приборов. Проводимые на оборудованных участках экосистем комплексные и долгосрочные наблюдения являются основанием экологического мониторинга. Широко применяются в экологии и экспериментальные методы. С их помощью сопоставляются результаты наблюдений за изменениями на контрольном и опытном участках экосистем. В связи со сложностью экосистем учёные используют экологическое моделирование с изучением упрощённых копий экологических объектов. Например, аквариум можно рассматривать как модель озера. Методы экологической индикации применяют для определения состояния и свойств экосистем по видовому составу и соотношению определённых (эталонных) групп видов. Так, индикаторами присутствия сернистого газа в воздухе служат лишайники и хвойные породы, тяжёлых металлов - слива и фасоль, загрязнения водоёмов - однодневки, личинки комаров, двустворчатые моллюски, пиявки, малощетинковые черви, высшие ракообразные.

Итак, экосистемы классифицируют по разным критериям и для их исследования применяют разнообразные методы.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Работа со схемой

Заполните в рабочей тетради схему «Состав экосистемы», используя понятия: 1) продуценты; 2) консументы; 3) редуценты; 4) биотическая часть (биоценоз); 5) круговорот веществ, энергии и информации; 6) абиотическая часть (биотоп); 7) органические соединения; 8) неорганические соединения; 9) свет; 10) температура; 11) почва; 12) воздух.

Биология + Наука

Биотестирование - это определение опытным путём воздействия вредных факторов на живые организмы методом регистрации изменений определённого биологического показателя. Тест-объектами могут быть кресс-салат, медицинская пиявка, хлорелла, инфузории, плесневые грибы, но чаще всего в биотестировании используют дафнии. Какие особенности строения и жизнедеятельности дафний обусловливают их использование в качестве тест-объектов?

ОТНОШЕНИЕ

Биология + Экология

«Африканизированная» медоносная пчела была выведена генетиком У. Керром в Бразилии путём скрещивания африканских пчёл с различными европейскими подвидами этого насекомого. Новую породу отличали не только редкая выносливость и медоносность, но и чрезвычайная агрессивность. Во время одного из экспериментов 26 пчелиных семей случайно оказались на свободе и распространились в лесах по всей Южной Америке. Сейчас они «наступают» на Мексику и США. Для каких экосистем (природных или искусственных) вторжение этой пчелы будет опасным и почему? Сделайте вывод о целостности и саморегуляции экосистем.

РЕЗУЛЬТАТ

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Биология 9 класс Соболь (новая программа)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)