Концепция экосистемы

Живые организмы и их абиотическое окружение неразрывно связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии.

Экосистема - основная функциональная единица в экологии.

Экосистемы - открытые, поэтому важной составной частью концепции является характеристика среды на входе и выходе системы.

среда на входе		среда на выходе
- Солнце (основной энергетический поток) -> - другая энергия (энергия Земли, например, приливы)-> - вещество (в виде глобальных циклов веществ) - организмы	система в собственных границах	- переработанная энергия - вещества (сложные) - эмиграция организмов
IE	IE + S0 + OE = экосистема	OE

Эндемичные виды - обитают только на определенной территории и нигде больше.

Структура экосистемы:

1) подсистема автотрофов (трофика - питание, т.е. самопитающиеся) -- зеленые растения, сине-зеленые растения, организмы, которые не имеют хлорофилла, но имеют биохимическую систему, позволяющие использовать химические вещества для синтеза органических соединений

вход: поток энергии

выход: частичное переизлучение (из-за транспирации(подъем воды без затрат энергии) и эвапотранспирации(подъем с затратами энергии))+ вещества

2) подсистема травоядных

вход: автотрофы

выход: диссипация энергии + переход дальше

3) подсистема редуцентов

часть энергии - диссипация

Итоговый выход: элементы питания (простейшие молекулы) (частично возвращаются к автотрофам) частично дальше --> сток вещества (недоступны живым организмам)

(в общем, тут такая схема со стрелочками, которую мне было лень рисовать, но которую мы все неплохо знаем еще со школы)

Суммарное количество вещества и энергии, фиксируемое всеми автотрофами системы, образует общую первичную продукцию (ОПП). За минусом дыхания - первичная нетто продукция (ПНП).

3 главные компоненты: потоки энергии, круговороты веществ и сообщества живых организмов.

Часть энергии, поступающей от Солнце, преобразуется сообществом и переходит на качественно более высокую ступень. Органическое вещество, в которое трансформировалась эта энергия, представляет собой более концентрированную форму энергии. Большая часть энергии деградирует, проходя через экосистему, и покидает ее в виде тепловой энергии -- ее нельзя использовать вторично.

В отличае от энергии, элементы питания (биогенные элементы), а также вода, могут быть использованы многократно. Эффективность повтороного использования и размеры импорта\экспорта элементов питания сильно варьируют в зависимости от типа экосистем.

С точки зрения трофической структуры - 2 яруса экосистемы:

1) верхний автотрофный ярус (зеленый пояс Земли: растения и их части, содержащие хлорофилл)

2) нижний гетеротрофный ярус (коричневый пояс: разлагающиеся вещества и их трансформация до уровня простейших молекул и атомов)

С биологической точки зрения компоненты:

1) неорганические вещества, включающиеся в круговороты

2) органические вещества\соединения (белки, углеводы, гумус и др.), связывающие биотическую и абиотическую части

3) воздушная, водная и субстратная среда, включающая климатический режим и другие физические факторы

4) продуценты (автотрофы)

5) макроконсументы (гетеротрофы)

6) микроконусменты (гетеротрофы -- грибы, бактерии, высвобождающие неорганические вещества из органики)

Системный подход при исследовании экосистем ориентирован на выявление специфических характеристик сложно организованных объектов, многообразие связей между этими элементами, их разнокачественность и соподчинение.

Множество X = {x1, x2,...,xn} из всех внутренних элементов называется составом системы S. Элементы связаны между собой связями -- системообразующие связи. Эти элементы испытывают воздействие со стороны внешних относительно системы объектов, а также сами могут влиять на них. Множество, состоящие из всех внешних систем, и находящееся в существенной связи с данной системой, называется непосредственным окружением системы, либо непосредственной окружающей средой Ф(t).

Множество связей элементов экосистемы между собой, а также элементов системы с внешней средой называется структурой системы.

Все эти элементы изменяются со временем.

Функцией системы F называется закон либо совокупность правил, по которым в зависимости от внешний факторов происходит изменение во времени внутренних элементов системы и ее структуры.

Системой, функционирующей в окружающей среде, называется объект функционал (элементы системы+связи+окружение+функция).

Изучение любой экосистемы состоит в следующем:

1) определение X(t) и Ф(t),

2) установление структуры экосистемы и связей с окружающей средой

3) нахождение функции, определяющей характер изменения компонентов системы и связей между ними под воздействием внешних объектов

Основные группы методов:

1) полевые эксперименты (выделение типов экосистем и взаимодействий с изучаемым ландшафтом; определение видового состава организмов, микроклимата, типа почвообразующих пород и характер гидрологического режима и ты ды; качественная идентификация структуры, количественная идентификация, основные параметры,... комплексное описание динамики всех компонент экосистемы в сезонном, годовом и многолетних циклах)

2) активные эксперименты (бывают контролируемые и неконтролируемые)

3) моделирование (наряду с реальной системой рассматривается ее изоморфное отображение)