- •Введение
- •1. Основы общей экологии
- •1.1. Структура современной экологии
- •1.2.Уровни организации живой материи
- •1.4. Основные критерии вида
- •1.5. Популяция и характерные для неё типы взаимодействий
- •1.6. Биоценоз и характерные для него взаимосвязи
- •1.7. Экологическая ниша
- •2. Экологические факторы
- •2.1. Определение и классификация экологических факторов
- •2.2. Основные четыре среды жизни и их харектиристика
- •2.3. Соответствие между организмами и средой их обитания
- •2.4. Исторически первые законы экологии, устанавливающие зависимость организмов от факторов среды
- •2.5. Экологическая валентность
- •2.6. Адаптация и основные способы приспособления живых организмов к экстремальным условиям среды
- •3. Экосистема – основная структурная единица экологии
- •3.1. Основные типы экосистем и их классификация
- •3.2. Структура экосистем
- •3.3. Распределение солнечной энергии
- •3.4. Трофические цепи и сети в экосистеме. Экологические пирамиды
- •3.5. Экологическое равновесие экосистем
- •4. Биосфера
- •4.1. Биосфера – живая оболочка земли
- •4.2. Круговорот веществ в биосфере
- •4.2.1. Круговорот углерода
- •4.2.2. Круговорот азота
- •4.2.3. Круговорот фосфора
- •4.2.4. Круговорот серы
- •4.3. Природные ресурсы биосферы и их рациональное использование
- •4.3.1. Классификация природных ресурсов
- •4.3.2. Рациональное природопользование
- •4.3.3. Земельные ресурсы
- •4.3.4. Водные ресурсы
- •5. Загрязнение биосферы
- •5.1. Понятия "загрязнение" и "загрязнитель" в экологии
- •5.2. Классификация загрязнений
- •5.2. Биологическое воздействие загрязнителей
- •5.3. Основные загрязненители и источники загрязнения биосферы
- •6. Охрана окружающей среды и контроль её качества
- •6.1. Критерии оценки качества окружающей природной среды
- •6.2. Стандартизация в области охраны оружающей среды
- •6.3. Мониторинг окружающей среды и его основные виды
- •6.4. Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза
- •7. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •7.1. Принципы международного экологического сотрудничества
- •7.2. Объекты международного сотрудничества
- •Словарь терминов
- •Библиографический список
3.2. Структура экосистем
Несмотря на огромное разнообразие экосистем – от тропических лесов до пустынь, им свойственна одинаковая биотическая структура.
Все экосистемы включают одни и те же основные компоненты, взаимодействующие друг с другом.
Продуценты (лат. producens – cоздающий, производящий) – производители первичной продукции. По типу питания они являются автотрофами (гр.autos сам, trophe – пища), которые подразделяются на фото- и хемоавтотрофов.
Фотоавтотрофы используют в качестве источника энергии солнечный свет, а в качестве питательного материала – диоксид углерода атмосферы и воду. Солнечную энергию способны непосредственно использовать только клетки зеленых растений, одноклеточных водорослей, зеленых и пурпурных растений. За счет этой энергии они синтезируют органические соединения: углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты т.д. Такой биосинтез, который происходит благодаря энергии света, и называют фотосинтезом.
Хемоавтотрофы используют энергию, выделяющуюся при химических реакциях окисления различных неорганических соединений: сероводорода, оксида железа и др. К этой группе принадлежат хемотрофные бактерии: нитрифицирующие бактерии (окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов), серобактерии (окисляют сероводород до сульфатов) и др.
Консументы (лат. соnsumе потреблять, съедать) живые организмы, не способные строить своё тело на базе использования неорганических веществ, требующие поступления органического вещества извне, в составе пищи. Консументы это гетеротрофные организмы, живущие за счет органических веществ, синтезированных фото- или хемоавтотрофами. Различают консументов первого порядка растительноядные виды животных (фитофаги), второго и больших порядков плотоядные (зоофаги), хищники. Кроме того, их делят на фаготрофов (гр. phagos пожирающий) и сапротрофов (гр. sapros – гнилой).
Фаготрофы питаются непосредственно растительными или животными организмами. К ним относятся крупные животные – макроконсументы.
Сапротрофы (сапрофаги) используют для питания органическое вещество мертвых остатков.
Редуценты (деструкторы) (лат. redicens возвращающий, восстанавливающий) организмы, превращающие органические остатки в неорганические вещества в ходе своей жизнедеятельности, пригодные для использования продуцентами. Минерализация органических веществ частично идет у всех живых организмов: в процессе дыхания выделяется углекислый газ, из организма выводятся вода, минеральные соли, аммиак и т.д., но одновременно выделяются и органические вещества. Истинными редуцентами, завершающими цикл разрушения органических веществ, считаются такие организмы, которые выделяют во внешнюю среду только неорганические вещества, пригодные к использованию продуцентами. К редуцентам относятся грибы и многие виды бактерий. Поскольку грибы и бактерии получают необходимую энергию, разлагая мертвое органическое вещество (детрит), их называют детритофагами.
3.3. Распределение солнечной энергии
Первоисточником энергии для экосистем служит Солнце. Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно. При прохождении солнечной энергии через атмосферу приблизительно 19 % поглощается облаками, водяным паром и т. д., 34 % отражается обратно в космос, 47 % достигается земной поверхности, из них 24 % прямая радиация и 23 % отраженные лучи. Растения используют солнечной энергии с эффективностью 0,5 – 1 %. Аккумулируя энергии, живые организмы увеличивают свою массу. Масса организмов определенной группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или экосистемы в целом, приходящаяся на единицу площади или объёма, называется биомассой. Самой высокой биомассой обладают тропические дождевые леса, самой низкой – пустыни и тундры. Зеленые растения в биомассе суши составляют 99 %, а животные и микроорганизмы – 1 %. Биомассу измеряют в единицах массы или выражают количеством энергии, заключенной в тканях.
Энергия, усваиваемая продуцентами в процессе фотосинтеза и накапливаемая в виде органических веществ, называется первичной продукцией, а консументами – вторичной продукцией.
Первичная продукция делится на валовую и чистую. Валовая первичная продукция – это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть ее расходуется на поддержание жизнедеятельности растений – траты на дыхание (40–70 %). Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию, которая в дальнейшем накапливается консументами и редуцентами или накапливается в экосистеме.