15.Продуктивность экосистем. 19. Поток энергии в экосистемах.

Биологическая продуктивность – это воспроизведение биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав биогеоценоза.

Поток энергии, заключенный в пище, в экосистеме (биогеоценозе) осуществляется направленно от автотрофов к гетеротрофам. На первом трофическом уровне зелеными растениями поглощается около 50% солнечной энергии. Часть этой энергии в процессе фотосинтеза преобразуется в энергию химических связей, - это валовая первичная продукция. Большая часть поглощенной растениями, но не усвоенной энергии, рассеивается в окружающую среду в виде тепловой энергии. Часть органических веществ окисляется, а высвобождающаяся энергия расходуется на поддержание метаболических процессов. В конечном счете, эта энергия также рассеивается в виде тепла. Оставшаяся часть новообразованных органических веществ составляет прирост биомассы и называется чистой первичной продукцией. В чистую первичную продукцию превращается только 1% поглощенной растением энергии. До второго трофического уровня доходит только часть чистой первичной продукции. Та часть, которую ассимилировали консументы, частично тратится на дыхание, частично выделяется с экскрементами, а остальное накапливается в виде вторичной продукции. Вторичная продукция на каждом последующем трофическом уровне консументов составляет около 10% предыдущей. В результате, чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее концу накопленной в органическом веществе энергии. Отсюда, число трофических уровней никогда не бывает слишком большим.

Пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа пирамид: пирамида чисел – отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам; пирамида биомасс

– показывает изменение биомасс на каждом последующем трофическом уровне; пирамида энергии – имеет универсальный характер, и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

Основание пирамиды образуют растения – продуценты. Над ними располагаются фитофаги. Следующее звено представлено консументами второго порядка. И так далее до вершины пирамиды, которую занимают наиболее крупные хищники. Высота пирамиды обычно соответствует длине пищевой цепи. И поскольку на верхние этажи пирамиды энергия доходит в очень малых количествах, цепь редко состоит более чем из 5-6 звеньев.

16. Сукцессия экологических систем.

Сукцессии – это поступательные изменения в биоценозе, в конечном счете, приводящие к смене одного сообщества другим. Сукцессии выражаются в изменении видового состава и структуры сообщества. Ряд сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией. По генезису сукцессии подразделяют на: природные и антропогенные, аутогенные и аллогенные.

Антропогенные сукцессии обусловлены деятельностью человека. Природные сукцессии происходят под воздействием естественных сил.

Аутогенные сукцессии (самопорождающиеся) возникают вследствие внутренних причин. Они представляют собой постепенные изменения экосистемы под влиянием жизнедеятельности ее биоты. Меняется состав видов и функциональные параметры экосистемы в направлении формирования равновесного с климатом устойчивого состояния – климакса. Все эти сукцессии можно подразделить на:

-первичные автотрофные, начинающиеся с нуля, т.е. в условиях, где практически не было жизни;

-вторичные автотрофные (восстановительные), которые начинаются после полного или частичного разрушения экосистемы под влиянием нарушений, либо после прекращения процесса аллогенных сукцессий;

-гетеротрофные (деградационные), в которых последовательно сменяют друг друга группы детритофагов и редуцентов и связанных с ними хищников и паразитов.

Аллогенные сукцессии вызваны внешними причинами. Эти сукцессии продолжаются до тех пор, пока действует внешний фактор, например меняется климат. Как только это действие прекращается, начинается вторичная восстановительная сукцессия.

В результате сукцессий возникают новые «ансамбли» видов. Эволюция экосистем, однако может быть не только прогрессивной, сопровождающейся усложнением состава экосистемы, но и регрессивной, при которой происходит обеднение состава биоты экосистемы.

зависимости от субстрата, на котором возникает сукцессия, различают Первичные и Вторичные сукцессии. Первичные сукцессии развиваются там, где ранее не было живых организмов (вулканические острова, оползни, голые скалы, сыпучие пески). Вторичные сукцессии происходят на месте, где ранее уже существовало какое либо сообщество. Возникают они после нарушений в системе (пожар, вырубка, ураган). Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема.