В основі будь-якої екологічної системи лежить процес перенесення речовини і енергії між біоценозом і екотопів, т. Е. Круговорот речовини в екосистемі. Основою такого перенесення є трофічні ланцюги, т. Е. Харчові взаємовідносини організмів, що регулюють всю енергетику біотичних угруповань і всієї екосистеми в цілому. Перш за все, всі організми, що входять до трофічні ланцюга, діляться на дві великі групи - автотрофи і гетеротрофи.
Мал. 1. Схема трофічного ланцюга
Автотрофні організми використовують неорганічну складову екотопа для підтримки своєї життєдіяльності і виробляють органічну речовину з неорганічної. До таких організмів ставляться, насамперед, зелені рослини суші і водного середовища (синьо-зелені водорості та ін.). Автотрофи ( «самопітающіе») - організми, що утворюють органічну речовину свого тіла з неорганічних речовин - двоокису вуглецю і води за допомогою процесів фотосинтезу і хемосинтезу. Автотрофи складають основну масу всіх живих істот і повністю відповідають за освіту всього нового органічної речовини в будь-якій екосистемі, т. Е. Є виробниками продукції - продуцентами екосистем.
За функціями взаємодії живих організмів між собою в біогеоценозах їх підрозділяють на продуценти, консументи і редуценти.
Продуценти - виробники продукції (органічної речовини), якій потім харчуються всі інші організми. Це зелені рослини, мікроскопічні морські та прісноводні водорості.
Гетеротрофи - це споживачі органічних речовин. Гетеротрофи класифікуються наступним чином:
• фітофаги - травоїдні тварини, які харчуються живими рослинами, наприклад: тля, коник, гусак, вівця, олень, слон;
• зоофаги - м'ясоїдні тварини, що поїдають інших тварин: різні хижаки (хижі комахи, комахоїдні і хижі птахи, хижі рептилії і звірі), нападники не тільки на фітофагів, а й на інших хижаків (хижаки другого, третього порядків);
• паразити, які живуть за рахунок речовин організму-господаря; це не тільки тварини (черви, комахи, кліщі), але і різні мікроорганізми (віруси, бактерії, найпростіші), а також деякі гриби і рослини;
• сімбіотрофи - бактерії, гриби, найпростіші, які, харчуючись соками або виділеннями організму-господаря, виконують разом з тим і життєво важливі для нього трофічні функції, наприклад: бульбочкові бактерії бобових, що зв'язують молекулярний азот; мікробіальних населення складних шлунків жуйних тварин, що підвищує засвоєння поедаемой рослинної їжі.
Серед консументів є всеїдні, що вживають в їжу і рослинну їжу, і м'ясо інших тварин (людина, ведмідь).
Редуценти (деструктори) - відновники. Вони повертають органічні речовини з відмерлих організмів знову в неживу природу, т. Е. В неорганічні речовини.
В результаті взаємодії в біогеоценозах і біохімічних процесів відбувається круговорот речовин в природі, наприклад, для кисню цей час становить приблизно 2500 років, для атмосферного вуглецю - приблизно вісім років, круговорот водяних атмосферних парів відбувається приблизно 25 раз за рік.
Простежуючи харчові взаємовідносини між членами біоценозу, можна побудувати харчові ланцюги і харчові мережі харчування різних організмів. Прикладом довгою харчового ланцюга може служити послідовність тварин арктичного моря: мікроводорості (фітопланктон) →→ дрібні травоїдні ракоподібні (зоопланктон) → м'ясоїдні планктонофа-ги (черви, ракоподібні, молюски, голкошкірі) → риби (можливі два-чотири ланки послідовності хижих риб) → тюлені → білий ведмідь. Харчові ланцюги наземних екосистем зазвичай коротше.
Харчові мережі утворюються тому, що практично будь-який член будь-якої харчового ланцюга одночасно є ланкою і в інший: він споживає і його споживають кілька видів інших організмів.
Розрізняють декілька типів харчових ланцюгів:
• пасовищні харчові ланцюги, або ланцюги експлуататорів, починаються з продуцентів; для таких ланцюгів при переході з одного трофічного рівня на інший характерно збільшення розмірів особин при одночасному зменшенні щільності популяцій, швидкості розмноження і продуктивності по біомасі, наприклад, трава → полівки лисиця;
• ланцюга паразитів (корова → ґедзь → бактерії → фаги) характеризуються зменшенням розмірів особин при збільшенні чисельності, швидкості розмноження і щільності популяцій;
• детрітние ланцюга, що включають тільки редуцентов (опале листя → цвілеві гриби → бактерії), схожі з ланцюгами паразитів, але вони включають і консументів-детритофагов (хробаків, личинок комах), що ріднить їх частково з ланцюгами експлуататорів і паразитів.
Завдяки послідовності харчових відносин виділяють різні трофічні рівні переносу речовин і енергії в екосистемі, пов'язані з харчуванням певної групи організмів.
Перший трофічний рівень у всіх екосистемах утворюють продуценти - рослини; другий - первинні консументи - фітофаги, третє - вторинні консументи - зоофаги і т. д.
Сукупності трофічних рівнів різних екосистем моделюються за допомогою трофічних пірамід чисел, біомас і енергій. Трофічну структуру можна виміряти і виразити або урожаєм на пні (на одиницю площі), або кількістю енергії, що фіксується на одиницю площі за одиницю часу на послідовних трофічних рівнях. Трофічну структуру і трофічну функцію можна зобразити графічно у вигляді екологічних пірамід, підставою яких служить перший рівень (рівень продуцентів), а наступні рівні утворюють ступені і вершину піраміди. Екологічні піраміди можна віднести до трьох основних типів:
1) піраміда чисел, що відображає чисельність окремих організмів;
2) олічество живої речовини;
3) піраміда енергії, що показує величину потоку енергії і (або) «продуктивність» на послідовних трофічних рівнях.
Звичайні піраміди чисел, т. Е. Відображення числа особин на кожному з трофічних рівнів даної екосистеми, для пасовищних ланцюгів мають дуже широку основу і різке звуження до кінцевого числа консументов. При цьому «сусідні» рівні розрізняються не менш ніж на 1-3 порядки. Але це справедливо тільки для трав'яних угруповань - лугових або степових біоценозів.
Картина різко змінюється, якщо розглядати лісове співтовариство (на одному дереві можуть годуватися тисячі фітофагів) або якщо на одному трофічні рівні виявляються такі різні фітофаги, як сарана і слон. Це спотворення можна подолати за допомогою піраміди біомас. У наземних екосистемах біомаса рослин завжди істотно більше біомаси тварин, а біомаса фітофагів завжди більше біомаси зоофаги.
Інакше виглядають піраміди біомас для водних, особливо морських, екосистем: біомаса тварин зазвичай набагато більше біомаси рослин. Головним продуцентом морських екосистем є фітопланктон, який має великий репродукційний потенціал і швидку зміну поколінь. За той час, поки хижі риби (а тим більше моржі і кити) накопичать свою біомасу, зміниться безліч, поколінь фітопланктону, сумарна біомаса яких виявиться набагато більше.
Ось чому універсальним способом вираження трофічної структури екосистем є піраміди швидкості утворення живої речовини - піраміди енергій.
Всю екосистему можна уподібнити єдиного механізму, що споживає енергію і живильні речовини для здійснення роботи. Живильні речовини спочатку походять з абіотичним компонента системи, в який в результаті і повертаються або як відходи життєдіяльності, або після загибелі і руйнування організмів. Таким чином, в екосистемі відбувається постійний кругообіг поживних речовин, в якому беруть участь і живої та неживої компоненти.
Завантажити реферат: У вас немає доступу до завантаження файлів з нашого сервера ЯК ТУТ скачували