Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Питание — основной метод движения веществ и энергии.

Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ, которые нужны для поддержания жизни. Основным источником энергии для Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах подавляющего большинства живых организмов на Земле является Солнце. Фотосинтезирующие организмы (зеленоватые растения, цианобактерии, некие бактерии) конкретно употребляют энергию солнечного света. При всем этом из углекислого газа и воды образуются сложные органические вещества, в каких часть Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах солнечной энергии скапливается в форме хим энергии. Органические вещества служат источником энергии не только лишь для самого растения, да и для других организмов экосистемы. Высвобождение заключенной в еде энергии происходит в Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах процессе дыхания. Продукты дыхания — углекислый газ, вода и неорганические вещества — могут вновь употребляться зеленоватыми растениями. В конечном итоге вещества в данной экосистеме совершают нескончаемый круговорот. При всем этом энергия, заключенная в Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах еде, не совершает круговорот, а равномерно преобразуется в термическую энергию и уходит из экосистемы. Потому нужным условием существования экосистемы является неизменный приток энергии снаружи (рис. 14.5).

Рис. 14.5. Сулммарный поток энергии (черные стрелки) и Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах круговорот веществ (светлые стрелки) в экосистеме.

Таким макаром, базу экосистемы составляют автотрофные организмы —продуценты (производители, созидатели), которые в процессе фотосинтеза делают богатую энергией еду — первичное органическое вещество. В наземных экосистемах более принципиальная Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах роль принадлежит высшим растениям, которые, образуя органические вещества, дают начало всем трофическим связям в экосистеме, служат субстратом для многих животных, грибов и микробов, интенсивно оказывают влияние на локальный климат биотопа. В аква экосистемах Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах главными производителями первичного органического вещества являются водные растения.

Готовые органические вещества употребляют для получения и скопление энергии гетеротрофы, либо консументы (потребители). К гетеротрофам относятся растительноядные животные (консументы I Порядка), хищные Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах, живущие за счет растительноядных форм (консументы II порядка), потребляющие других хищных (консументы Ш порядка) и т. д.

Необыкновенную группу консументов составляют редуценты (разрушители, или] деструкторы), разлагающие органические остатки продуцентов и консументов до обычных Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах неорганических соединений, которые зат-ем употребляются продуцентами. К редуцентам относятся приемущественно микрорганизмы — бактерии и грибы. В наземных экосистемах в особенности принципиальное значение имеют почвенные редуценты, вовлекающие в общий круговорот органические вещества Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах отмерших растений (они потребляют до 90% первичной продукции леса). Таким макаром, каждый живой организм в составе экосистемы занимает определенную экологическую нишу (место) в сложной системе экологических отношений с другими организмами и абиотическими критериями среды.

Пищевые цепи Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах (сети) и трофические уровни. Основой хоть какой экосистемы, ее фундаментом являются пищевые (трофические) и сопутствующие им энерго связи. В их повсевременно происходит перенос Вещества и энергии, которые заключены в еде Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах, сделанной в большей степени растениями.

Перенос возможной энергии еды, сделанной растениями, через ряд организмов методом поедания одних видов другими именуется цепью питания либо пищевой цепью, а каждое ее звено —трофическим уровнем (рис. 14.6).

Рис Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах. 14.6. Цепи питания африканской саванне.

1-ый трофический уровень образуют продуценты (растения), 2-ой — первичные консументы (растительноядные животные), 3-ий — вторичные консументы (хищные животные и паразиты). Так как каждый организм имеет несколько источников питания и сам Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах является объектом питания для других организмов из одной и той же пищевой цепи либо даже из различных (всеядные организмы, к примеру человек, медведь, воробей, потребляют как продуцентов, так и консументов Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах, т. е. живут на различных трофических уровнях), цепи питания неоднократно разветвляются и переплетаются в сложные пищевые сети (рис. 14.7).

Рис. 14.7. Сети питания в экологической системе.

Есть два главных типа пищевых цепей — пастбищные (цепи выедания Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах, либо цепи употребления) и детритные (цепи разложения). Пастбищные цепи начинаются с продуцентов: трилистник —>зайчик —> волк; фитопланктон (водные растения) —>зоопланктон (простые) —>плотва —> щука —> скопа.

Детритные цепи начинаются от растительных и животных остатков, какашек животных — детрита Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах; идут к микробам, которые ими питаются, а потом к маленьким животным (детритофагам) и к их потребителям — хищникам. Детритные цепи более всераспространены в лесах, где большая часть (более 90%) каждогоднего прироста биомассы Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах растений не потребляется конкретно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь разложению (сапротрофными организмами) и минерализации. Обычным примером детритной пищевой связи наших лесов является последующий: листовая подстилка —>дождевой червяк —> темный дрозд—> ястреб-перепелятник Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах. Не считая дождевых червяков, детритофагами являются мокрицы, клеши, ногохвостки, нематоды и др.

Экологические пирамиды. Пищевые сети снутри каждого биогеоценоза имеют отлично выраженную структуру. Она характеризуется количеством, размером и общей массой организмов — биомассой Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах — на каждом уровне цепи питания. Для пастбищных пищевых цепей типично повышение плотности популяций, скорости размножения и продуктивности их биомасс. Понижение биомассы при переходе с 1-го пищевого уровня на другой обосновано тем, что далековато Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах не вся еда ассимилируется консументами. Так, к примеру, у гусеницы, питающейся листьями, в кишечном тракте всасывается только половина растительного материала, остальное выделяется в виде какашек. Не считая того, большая часть питательных Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах веществ, всасываемых кишечным трактом, расходуется на дыхание и только 10—15% в конечном счете употребляется на построение новых клеток и тканей гусеницы. По этой причине продукция организмов каждого следующего трофического уровня всегда меньше (в среднем Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах в 10 раз) продукции предшествующего, т. е. масса каждого следующего звена в цепи питания прогрессивно миниатюризируется. Эта закономерность получила заглавие правило экологической пирамиды (рис. 14.8).

Рис, 14.8. Облегченная экологическая пирамида.

Различают три метода составления экологических пирамид Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах:

1. Пирамида численностей отражает численное соотношение особей различных трофических уровней экосистемы. Если организмы в границах 1-го либо различных трофических уровней очень различаются меж собой по размерам, то пирамида численностей дает искаженные Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах представления об истинныхсоотношениях трофических уровней. К примеру, в обществе планктона численность продуцентов в 10-ки и сотки раз больше численности консументов, а в лесу сотки тыщ консумен-тов могут питаться органами 1-го дерева — продуцента Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах.

2. Пирамида биомасс указывает количество живого вещества, либо биомассы, на каждом трофическом уровне. В большинстве наземных экосистем биомасса продуцентов, т. е. суммарная масса растений большая, а биомасса организмов каждого следующего трофического уровня Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах меньше предшествующего. Но в неких обществах биомасса консументов I порядка бывает больше биомассы продуцентов. К примеру, в океанах, где основными продуцентами являются одноклеточные водные растения с высочайшей скоростью размножения, их годичная продукция в Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах 10-ки и даже сотки раз может превосходить припас биомассы. Совместно с тем, вся образованная водными растениями продукция так стремительно вовлекается в цепи питания, что скопление биомассы водных растений не много, но Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах вследствие больших темпов размножения маленькой их припас оказывается достаточным для поддержания скорости воссоздания органического вещества. В связи с этим в океане пирамида биомасс имеет оборотное соотношение, т. е. «перевернута». На высших трофических уровнях преобладает тенденция Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах к скоплению биомассы, потому что продолжительность жизни хищников велика, скорость оборота их генераций, напротив, мала, и в их теле задерживается значимая часть вещества, поступающего по цепям питания.

3. Пирамида энергии отражает Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах величину потока энергии в цепи питания. На форму этой пирамиды не оказывают влияние размеры особей, и она всегда будет иметь треугольную форму с широким основанием понизу, как это диктуется вторым законом термодинамики. Потому пирамида Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах энергии дает более полное и четкое представление о многофункциональной организации общества, о всех обменных процессах в экосистеме. Если пирамиды чисел и биомасс отражают статику экосистемы (количество и биомассу организмов на этот Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах момент), то пирамида энергии —динамику прохождения массы еды через цепи питания. Таким макаром, основание в пирамидах чисел и биомасс может быть больше либо меньше, чем следующие трофические уровни (зависимо от Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах соотношения продуцентов и консументов в разных экосистемах). Пирамида энергии всегда суживается наверх. Это обосновано тем, что энергия, затраченная на дыхание, не передается на последующий трофический уровень и уходит из экосистемы. Потому каждый следующий уровень Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах всегда будет меньше предшествующего. В наземных экосистемах уменьшение количества доступной энергии обычно сопровождается понижением численности и биомассы особей на каждом трофическом уровне. Вследствие таких огромных утрат энергии на построение новых Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах тканей и дыхание организмов цепи питания не могут быть длинноватыми; обычно они состоят из 3—5 звеньев (трофических уровней).

Познание законов продуктивности экосистем, возможность количественного учета потока энергии имеют принципиальное практическое значение, так как продукция природных Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах и искусственных сообществ (агроиенозов) является главным источником припасов еды для населения земли. Четкие расчеты потока энергии и масштабов продуктивности экосистем позволяют регулировать в их круговорот веществ таким макаром, чтоб добиваться большего выхода Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах нужной для человека продукции.


krossmodalnoe-testirovanie.html
krossvord-6-po-gorizontali-metodicheskaya-razrabotka-po-discipline-mirovaya-ekonomika-dlya-provedeniya-individualnih-zanyatij.html
krossvord-na-ekrane-prilozhenie-1-voprosi-k-krossvordu-1-esli-mame-mi-meshaem.html