Естествознание. 10 класс

Урок 22. Принципы организации экосистем

Что мы знаем об экосистемах?

Принципы организации экосистем

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Экосистема – это открытая система совместного развития и функционирования биоценоза (сообщества живых организмов) и биотопа (места обитания данного сообщества) за счёт потоков вещества, энергии и информации, которые проходят между биоценозом и биотопом. Термин «экосистема» впервые предложен английским биологом А. Тенсли в 1935 году.

Поскольку экосистема – это единство биоценоза и биотопа, для наземных экосистем применим также термин биогеоценоз, обозначающий сообщество живых организмов, обитающих на определенной территории.

Биоценоз и биотоп являются ключевыми структурными компонентами экосистемы.

Биоценоз представляет собой совокупность живых организмов, проживающих на определенной территории (биотопе) и взаимосвязанных между собой потоками вещества, энергии и информации. По способам получения энергии живых организмов в биоценозе разделяют на продуцентов, консументов и редуцентов.

Продуценты (или автотрофы) – это живые организмы фототрофы и хемотрофы (главным образом, водоросли и высшие растения) синтезирующие из минеральных соединений и солнечного света (в случае хемотрофов – за счет химических реакций) органические вещества.

Консументы (гетеротрофы) – это живые организмы, которые потребляют органические вещества. Как правило, консументов подразделяют на порядки – по тому типу энергии, который они потребляют в экосистеме. К консументам I порядка относятся те организмы, которые поедают продуцентов (растительноядные: корова, заяц и т.д.). К консументам II порядка относят организмов, питающихся консументами I порядка (например, сова, которая питается мышами). К консументам III (также выделяются в отдельных экосистемах и консументы IVпорядка), соответственно относят организмов, питающихся консументами II порядка.

Редуценты (деструкторы) – это живые организмы – гетеротрофы, которые в экосистемах потребляют мёртвое органическое вещество, разлагая его до минеральных соединений.

Биотоп – это второй структурный компонент экосистемы, наряду с биоценозом, представляющий собой совокупность условий и ресурсов экосистемы. Именно основные факторы биотопа определяют границы экосистемы.

Для оценки состояния экосистемы используют несколько основных параметров, основным из них является удельная численность организмов.

Удельная численность организмов в экосистеме – это число особей на единицу площади или объёма экосистемы. Чаще всего говорят об удельной численности живых организмов на каждом трофическом уровне экосистемы (например, удельная численность продуцентов, консументов I, II, III, IV порядков, редуцентов).

Достаточно важными параметрами, характеризующими состояние экосистемы, является биомасса экосистемы и продукция экосистемы.

Биомасса экосистемы – это суммарная масса живых организмов на единицу площади или объёма.

Продукция экосистемы – масса органического вещества, созданная экосистемой за единицу времени.

Для оценки состояния экосистемы составляют пирамиды численности, продукции и биомассы, иллюстрируя число особей (видов); массу органического вещества или массу живых организмов на каждом трофическом уровне.

Биомасса и продукция экосистемы отражают текущее состояние и процесс сукцессии (стадию сукцессии) экосистемы. Увеличение продуктивности экосистемы за счёт накопления биомассы экосистемы.

Интерактивная модель «Аквариум»

Экосистема Йеллоустонского национального парка

В 1995 году 14 волков были выпущены на волю в Йеллоустонском национальном парке. Волков в этом парке не было 70 лет – в этот период там царствовали олени, которые бесконтрольно размножались. Даже активные усилия людей по контролю их численности не давали положительного результата. За 70 лет олени нанесли сильнейший урон местной растительности, выедая, в том числе и редкие, охраняемые виды.

Четырнадцать волков, не сумели съесть всех оленей, но заставили их осторожнее выбирать пастбища и избегать отдельных участков Йеллоустонского парка. На таких местах, куда олени не могли больше заходить, опасаясь хищников, начала возрождаться растительность. За 6 лет после выпуска в парк волков число деревьев в парке возросло в пять раз. Появились бобры, которым были необходимы деревья для того, чтобы строить плотины и хатки. В заводях поселились ондатры, утки и рыбы.

Волки также существенно уменьшили популяцию шакалов, за счет межвидовой конкуренции за пищевые ресурсы, что привело к росту численности зайцев и мышей, которые, в свою очередь, привлекли в Йеллоустонский парк ястребов, лис и хорьков. В парк также пришли и медведи, ввиду того, что они смогли отгонять волков от добычи и доедать их объедки. В парке возросло число видов ягод.

Волки, за счёт того, что больше не позволяли оленям бесконтрольно выедать деревья, изменили течение рек. Русла рек и ручьев стабилизировались, снизилась эрозия берегов. Это произошло по той причине, что влияние волков на численность оленей привело к росту деревьев, кустарников и травостоя по берегам рек, и следовательно – к укреплению берегов за счет развития дернового слоя. Полностью изменилась экосистема парка, и только благодаря четырнадцати волкам.

Учитывая описанное многообразие и сложную иерархию связей в экосистеме, их исследование сегодня является достаточно актуальным.

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6