Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
22.Трофическая структура и экологические пирамиды. Закон Линдемана.
В живой природе энергия — фундамент жизнедеятельности организмов (фотосинтез, АТФ). От энергетических процессов зависит интенсивность обмена веществ, биологическая продуктивность. Энергия — общая количественная мера различных форм движения материи, неукоснительно подчиняющихся закону ее сохранения, неуничтожимости и невозможности возникновения ни из чего, но только путем закономерного перехода из одной формы в другую.
В принципе круговорот атомов может поддерживаться в системе и без промежуточного звена - консументов. за счет деятельности двух других групп. Роль консументов выполняют в природе в основном животные, их деятельность по поддержанию и ускорению циклической миграции атомов в экосистемах сложна и разнообразна. В природе цепи питания состоят из 4-6 звеньев, однако животные одного вида могут входить в различные звенья одновременно разных цепей питания. Это происходит потому, что монофагов в природе чрезвычайно мало, чаще встречаются олигофаги и полифаги.
В любой цепи питания не вся пища используется на рост особи, т.е. на накопление биомассы. Часть ее расходуется на удовлетворение энергетических затрат организма: на дыхание, движение, размножение, поддержание температуры тела. При этом биомасса одного звена не может быть переработана последующим полностью. Иначе исчезли бы ресурсы для развития живой материи. В каждом последующем звене пищевой цепи происходит уменьшение биомассы по сравнению с предыдущим. Обычно, чем больше биомасса начального звена, тем она больше в последующих звеньях. Это касается не только биомассы, но и численности особей и потока энергии.
Данное явление было изучено Ч. Элтоном и названо пирамидой чисел или пирамидой Элтона. Различают пирамиду численности (особей), пирамиду биомассы и пирамиду энергии. Основание пирамиды образуют растения-продуценты. Над ними располагаются фитофаги, далее консументы второго порядка, и так далее до вершины пирамиды, которую составляют наиболее крупные хищники. Высота пирамиды обычно соответствует длине пищевой цепи, и, поскольку на верхние этажи пирамиды энергия доходит в очень малых дозах, цепь редко состоит более чем из 5 звеньев. Потерянная в цепях питания энергия может быть восполнена только поступлением новых ее порций. Поэтому в экосистемах не может быть круговорота энергии, аналогично круговороту веществ. Экосистема функционирует только за счет направленного потока энергии, постоянно поступающей извне в виде солнечного излучения или готовых запасов органического вещества.
Закон Линдемана- только часть (примерно 10%) энергии, поступившей на определенный системный уровень, передаётся организмам, находящимся на более высоких уровнях.
Например, растения могут усваивать при фотосинтезе до 1% солнечной энергии. В свою очередь, растительноядные животные потребляют около до 10% энергии растений (или: до 90% энергии, накопленной растениями, просто теряется…).
23.Развитие и эволюция экосистем. Стратегия развития экосистем.
Развитие экосистемы, чаще всего называемое экологической сукцессией, можно определит по следующим трем параметрам:
1) это упорядоченный процесс развития сообщества, связанный с изменениями во времени видовой структуры и протекающих в сообществе процессов; он определенным образом направлен и, таким образом, предсказуем;
2) сукцессия происходит в результате изменения физической среды под действием сообщества, т.е. сукцессия контролируется сообществом, несмотря на то что физическая среда определяет характер сукцессии, скорость изменения, а часто и устанавливает пределы, до которых может дойти развитие;
3) кульминацией развития является стабилизированная экосистема, в которой на единицу имеющегося потока энергии приходится максимальная биомасса (или высокое содержание информации) и максимальное количество симбиотических связей между организмами.
Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном районе, называется сукцессией; более или менее переходные сообщества называются по-разному: последовательные стадии, стадии развития, стадии первых поселенцев, тогда как терминальная стабилизированная система известна под названием климакса. Замещение видов в сукцессиях вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций; это продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между биотическим и абиотическим компонентами. Cтратегия сукцессии - есть усиление контроля над физической средой (или гомеостаз со средой) в том смысле, что система достигает максимальной защищенности от резких изменений среды.
Изменения, происходящие в основных структурных и функциональных характеристиках развивающейся экосистемы, перечислены в табл.8. Для того чтобы лучше выявить общие тенденции развития, сравниваются ситуации на ранних и поздних стадиях.
Абсолютная величина изменений, скорость изменений и время, необходимое для достижения стационарного состояния, могут варьировать не только в различных климатических и орографических ситуациях, но и для разных признаков экосистемы в одной и той же физической среде. При наличии хороших исходных данных кривые скорости изменений обычно бывают выпуклыми (причем вначале изменения происходят быстрее), но могут быть также двувершинными или циклическими.
Сукцессия — последовательная смена биоценозов, преемственно возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием природных факторов (в том числе и внутренних противоречий самих биоценозов) или воздействия человека». Изменения в сообществе в результате сукцессии носят закономерный характер и обусловлены взаимодействием организмов между собой и с окружающей абиотической средой.
Экологическая сукцессия происходит в определенный отрезок времени, в который изменяется видовая структура сообщества и абиотическая среда его существования вплоть до кульминации его развития — возникновения стабилизированной системы. Такую стабилизированную экосистему называют климаксом. В этом состоянии система находится тогда, когда в ней на единицу энергии приходится максимальная биомасса и максимальное количество симбиотических связей между организмами. Однако к этому состоянию система проходит через ряд стадий развития, первые из которых часто называют стадией первых поселенцев. Поэтому в более узком смысле сукцессия — это последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном районе.
По причинам сукцессии делятся на:
· автогенные - изменения фитоценозов вызываются внутренними по отношению к фитоценозу причинами (взаимоотношения растений, отношения растений к условиям среды, и т.д.)
· аллогенные - изменения фитоценозов вызываются внешними по отношению к фитоценозу причинами.
Кроме этого, по предложению В.Н. Сукачева различают по два типа автогенных и аллогенных сукцессий. Аллогенные сукцессии разделяются на гологенез и гейтогенез. Гологенез - сукцессии, являющиеся следствием процессов развития ландшафтов, обусловленных как природными, так и антропогенными причинами (например, формирование речной поймы, строительство водохранилищ и т.д.). Гейтогенез - сукцессии, обусловленные внешними факторами, которые не вязаны с общими тенденциями развития ландшафта и имеют, главным образом, антропогенную природу. Сукцессии в природе чрезвычайно разномасштабны. Их можно наблюдать в пробирках с сенным настоем, где сменяют друг друга разные виды микроорганизмов и простейших, в лужах и прудах, в одной и той же порции листового опада в лесу, где происходят закономерные смены сапрофитов и сапрофагов, на стволах отмирающих деревьев, в пнях, на кротовинах, выбросах из нор сурков, зарастающих отмелях, выветривающихся скалах, на заброшенных пашнях, насыпях, на болотах, лугах, в лесах и т.д. Иерархичность в организации сообществ проявляется и в иерархичности сукцессионных процессов: более крупные преобразования биоценозов складываются из более мелких. Даже в стабильных экосистемах с хорошо отрегулированным круговоротом веществ постоянно осуществляется множество локальных сукцессионных смен, поддерживающих сложную внутреннюю структуру сообществ.
25.Первичные сукцессии их стадии
Первичная сукцессия — это процесс развития и смены экосистем на участках, полностью свободных от растительного покрова и не сохранивших семенных зачатков растений. Образование таких участков вызывается действием ветра (ветровая эрозия или ветровая аккумуляция), отступлением берега водоема и заливанием участка водой, выгоранием растительного покрова, выгрызанием растений животными, вырубкой леса, распашкой земель, т. е. климатическими, эдафическими, биотическими и антропогенными факторами. Классический пример – постепенное обрастание голой скалы с развитием в конечном итоге на ней леса.
Стадия сукцессии- определенный этап развития экосистем в сукцессионном ряду.
Выделяют:
-денудация;
-пионерность (иммиграция);
-колонизация (ойкоз);
-межвидовая конкуренция;
-биоценотическая реакция;
-стабилизация (климакс).
Развитие биоценоза от пионерности до стабилизации составляет серию.