Концепція екосистеми. Критерії виділення екосистем Класифікація екосистем



Скачати 303,05 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації15.11.2017
Розмір303,05 Kb.
ТипКонцепція
  1   2   3
лекція 2. ЕКОСИСТЕМИ, ЇХНІ ВЛАСТИВОСТІ І ЗАКОНИ ФУНКЦІОНУВАННЯ

План:


  1. Концепція екосистеми. Критерії виділення екосистем

  2. Класифікація екосистем

  3. Компоненти екосистеми, закони формування її структури

  4. Екологічні фактори

  5. Лімітуючи екологічні фактори, принцип Лібіха

  6. Функціонування екосистем. Потоки енергії та речовини в екосистемах

  7. Концентрація речовини у трофічних ланцюгах

  8. Розвиток та еволюція екосистем

  9. Стійкість і саморегуляція екосистем



1 Концепція екосистеми. Критерії виділення екосистем
Екосистеми є основними структурними одиницями які складають біосферу. Тому поняття про екосистеми надзвичайно важливе для аналізу усього різноманіття екологічних явищ.

Під системою, взагалі, розуміють упорядковано взаємодіючі і взаємозалежні компоненти що утворюють єдине ціле.

Екологія - наука, у якій особлива увага приділяється характеру зв'язків між живими організмами і навколишнім середовищем. Основні рівні організації, що створюють своєрідний “біологічний спектр” можна уявити так: співтовариство, популяція, організм, клітина, ген. На кожному рівні, у результаті взаємодії з навколишнім фізичним середовищем (обмін речовиною й енергією ) виникають характерні функціональні системи. Екологія вивчає, головним чином, системи вище рівня організму.



Популяція - біологічна одиниця, у формі якої існують види рослин, тварин і мікроорганізмів.

Співтовариство, в екологічному змісті, включає всі популяції, що займають дану ділянку біологічного спектра.

Співтовариство живих організмів і неживе середовище, що функціонують спільно й утворюють екологічну систему або екосистему.

Найбільш важливою ознакою екосистем є їхнє формування з живих організмів із різними типами живлення. У природі до екосистем обов'язково входять: продуценти, що забезпечують акумулювання сонячної енергії та створення органічної речовини; консументи, що здійснюють її переробку; редуценти, що утилізують відходи життєдіяльності продуцентів і консументів.

Існує декілька визначень що таке екосистема.



I. Екосистема - єдиний природний організм, створений за тривалий період живими організмами і середовищем їхнього існування і де всі компоненти тісно пов'язані шляхом обміну речовиною та енергією.

II. Екосистема - сукупність організмів, що спільно живуть, і умов їхнього існування, що знаходяться в закономірному взаємозв'язку один з одним і утворюють систему взаємообумовлених біотичних і абіотичних явищ і процесів.

III. Екосистеми - термодинамічно відкриті, функціонально цілісні системи, що існують за рахунок надходження з навколишнього середовища енергії і частково речовини і які саморозвиваються і саморегулюються.

Для виділення екосистеми її розмір не визначений, він може бути як великим так і маленьким.

Розмір екосистеми визначається тим простором, при наявності якого можливе здійснення процесів саморегуляції і самовідновлення сукупності складових компонентів і елементів екосистеми, що створюють середовище.
2 Класифікація екосистем
Існують різноманітні підходи до класифікації екосистем.


  1. По розміру: мікроекосистеми, мезоекосистеми,

макроекосистеми, континентальні екосистеми, глобальна екосистема - біосфера.

II. По ландшафту: північні хвойні ліси, тундра, листяні ліси, тропічні ліси вологі, тропічні ліси сухі, прерії, савани, пустині, вічнозелені чагарники, гірські ліси (указані тільки континентальні екосистеми, водяні не указані).

III. По енергії:


  1. Природні екосистеми, рухомі енергією Сонця, несубсидовані

іншими видами енергії;

  1. Природні екосистеми, рухомі енергією Сонця, субсидовані

іншими джерелами природної енергії (вітер, дощ, та ін.);

  1. Екосистеми рухомі енергією Сонця і субсидовані додатковою

енергією людиною (це агроекосистеми);

  1. Індустріально-міські екосистеми, рухомі енергією палива

(копальневим, ядерним ...).

3 Компоненти екосистеми, закони формування її структури
З біологічної точки зору в складі екосистем виділяють такі компоненти:

1. Неорганічні речовини (кисень, азот, вуглекислий газ, вода, фосфор, вуглець і ін.), що вступають у кругообіги;

2. Органічні сполуки (вивірки, вуглеводи, липіди та ін.);

3.Повітряне, водяне і субстрактне середовище, яке включає кліматичний режим і інші фізичні чинники;

4. Продуценти - автотрофні(тобто ті, що харчуються самостійно) живі організми, в основному зелені рослини, що можуть створювати біомасу з простих хімічних елементів шляхом фотосинтезу ;

5.Макроконсументи - гетеротрофні (ті, що харчуються не самостійно) організми, в основному, це тварини (фаготрофи);

6. Мікроконсументи або редуценти - гетеротрофні організми (бактерії, грибки ...), що одержують енергію або при розкладанні мертвих тканин продуцентів або макроконсументів, або шляхом поглинання розчиненої органічної речовини (ці організми ще називаються сапротрофами).

У функціональному плані виділяють такі компоненти:

1. Потоки енергії;

2. Кругообіги речовини;

3. Живі організми;

4. Керуючі ланцюги зворотних зв'язків;

5. Інформаційні потоки.

Компоненти екосистеми знаходяться у визначених взаємозв'язках і взаємодії, що і являє собою структуру екосистеми. Структура зв'язує компоненти системи, надаючи їм спільність і цілісність.

Стійкість взаємозв'язків і взаємодії компонентів, тобто структура, перешкоджає постійній зміні компонентів, утримуючи ці зміни у визначених межах, і зберігаючи екосистему від розпаду.

Кількість можливих зв'язків між членами екосистеми визначається за формулою:



, (2.1)

де: А - число зв'язків,

N - число видів у екосистемі.

У структурному плані екосистеми можуть ділитися на підсистеми і блоки, що грають роль “цеглинок”. У число структурних елементів входять популяції, консорції (сукупність різнорідних організмів, тісно пов'язаних між собою і залежних від центрального члена співтовариства, екологічно і просторово відособлена частина фітоценозу, що складається з рослин однієї або декількох близьких життєвих форм ), яруси рослинності.

Бувають екосистеми:



монодомінантні - екосистеми з одним основним видом продуцента (монокультура);

олігодомінантні - екосистеми з декількома основними видами продуцентів і консументів (у поняття варто було б включити і редуцентів );

полідомінантні - екосистеми у котрих немає чіткої переваги невеличкого числа видів над іншими. Ці екосистеми багаті розмаїтістю живих організмів, вони ще називаються бездомінантними.

Чим же визначаються межі різноманіття екосистем? Чому в різних регіонах вони так сильно відрізняються по складу і багатству видів? У результаті чого видове багатство вищих рослин, наприклад, на арктичних островах не перевищує 50 - 100 видів на 100 кв. км, а в тропіках на такій же площі можна виявити більше 1000 видів?



Це пов'язано, по-перше, з дією лімітуючих чинників , насамперед кліматичних, вони визначають, які саме види найкраще пристосовані до існування в тих або інших умовах, а по-друге, із дією принципу еколого-географічного максимуму видів. Відповідно до цього принципу - для нормального функціонування будь-якої екосистеми в ній повинно існувати стільки і таких видів, скільки і яких необхідно для максимального використання енергії яка надходить і забезпечення кругообігу речовини.

4 Екологічні фактори

Екологічні фактори - усі складові середовища існування, що впливають на життя і розвиток організмів і на які вони реагують реакціями пристосування.

Розрізняють такі види екологічних факторів:

1. Абіотичні екологічні фактори - фактори неживої природи. Вони поділяються на: хімічні - хімічний склад повітря, води, грунтів і фізичні - температура, освітленість, вологість, тиск, рівень радіації і інш..

2. Біотичні екологічні фактори - фактори живої природи, пов'язані з діяльністю тварин, рослин, мікроорганізмів.

3. Антропогенні екологічні фактори - фактори прямо або побічно зобов'язані своїм походженням з діяльністю людини.

Стосовно екосистеми розрізняють зовнішні і внутрішні екологічні фактори



Зовнішні (екзогенні ) екологічні фактори - фактори, що діють на екосистему через зовнішнє середовище, але самі практично не відчувають зворотної дії (потоки Сонячної енергії, швидкість вітру, розмір атмосферних осадків і інш.).

Внутрішні екологічні фактори - фактори якості екосистеми. До них відносять:

а) мікрометеорологічні - освітленість, температура, вологість приземного прошарку повітря, утримання в ньому кисню, вуглекислого газу тощо;

б) грунтові - температура, вологість і склад грунтів, утримання гумусу, доступність мінерального харчування, окисновідновний потенціал;

в) біотичні - щільність популяції різноманітних видів, їх віковий склад, морфологічні, фізіологічні і поведінкові характеристики тощо.



5 Лімітуючи екологічні фактори, принцип Лібіха.

Межа толерантності екосистеми. Принцип емерджентності
Живі організми, а значить і екосистеми, реагують на силу впливу того або іншого екологічного фактора. Негативний вплив екологічного фактора може виникати як у випадку надлишку, так і нестачі його дози. Тому є поняття сприятлива доза, або зона оптимуму екологічного

ф
актора й зона песімуму (доза фактора за якої організми почуваються пригнічено). Залежність ступеня впливу екологічного фактора від його дози показана на рис. 2.1.
Максимальні і мінімальні стерплі значення дози екологічного

фактора звуться критичними значеннями (критичними точками).

Для нормальної життєдіяльності екосистеми будь-який екологічний фактор повинен приймати оптимальні значення (див. рис.2.1) або хоча б не виходити за межі критичних точок - закон оптимуму.

Слід наголосити, що в природі екологічні фактори діють комплексно. Особливо важливо пам'ятати це, оцінюючи вплив хімічних забруднювачів, коли на негативну дію однієї речовини накладається негативна дія інших, а до цього додається вплив стресової ситуації, шумів, різних фізичних полів - радіаційного, теплового, гравітаційного чи електромагнітного. Сумарний вплив дуже змінює умовні значення гранично допустимих концентрацій (ГДК), які наведені в довідниках.



Зона між критичними значеннями екологічного фактора зветься зоною толерантності (зоною виживання ) екосистеми стосовно даного екологічного фактора.

Найбільше поширені організми з широким діапазоном толерантності щодо всіх екологічних факторів. Найвища толерантність характерна для бактерій і синьо-зелених водоростей, які виживають у широкому діапазоні температур, радіації, солоності, рН.



Відповідно з законом толерантності надлишок будь якої речовини може бути так само шкідливим, як і його недолік.

Важливим є також поняття лімітуючі фактори.



Лімітуючи екологічні фактори - це ті екологічні фактори доза яких наближається до критичних значень, тобто значення яких вище або нижче оптимального значення.

Це поняття започатковане законом Лібіха.



Принцип Лібіха - стійкість екосистеми визначається найслабшою ланкою в ланцюзі її екологічних потреб (тобто стійкість визначається тим компонентом, що у мінімумі).

Якщо кількість і якість екологічних факторів близька до необхідного організму мінімуму він виживає, якщо менше - організм гине, екосистема руйнується. Таким чином лімітуючи фактори здержують розвиток організмів за рахунок недоліку або надлишку цього фактору порівняно з потребою.



Каталог: images -> department -> management -> stories -> gallery -> Metod zab -> Ekologia
Ekologia -> Тема види І наслідки антропогенного впливу на природу
department -> Методичні вказівки до семінарських занять підготовлені з урахуванням вимог Болонської декларації, у відповідності до «Галузевого стандарту вищої освіти»
department -> Тема 13. Міжнародне екологічне право
department -> Пам’ятка студентам
Metod zab -> Змістовий модуль 1
Metod zab -> Положення про організацію системи управління охороною праці (суоп) в галузі. Основні вимоги до побудови І функціонування суоп. Положення про суоп, структура та зміст його розділів. Політика в галузі охорони праці


Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка