Экосистема и ее факторы
Экосистема (греч. oikos — жилище) — единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.
Вы можете встретить синоним понятия экосистема — биогеоценоз (греч. bios — жизнь + geo — земля + koinos — общий). Следует разделять биогеоценоз и биоценоз. В понятие биоценоз не входит компонент окружающей среды, биоценоз — совокупность исключительно живых организмов со связями между ними.
Совокупность биогеоценозов образует живую оболочку Земли — биосферу.
Продуценты, консументы и редуценты
Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические вещества, потребляемые животными.
Животные — потребители готового органического вещества. Встречаются консументы I порядка — растительноядные организмы, консументы II, III и т.д. порядка — хищники.
Это сапротрофы (греч. sapros — гнилой + trophos — питание) — грибы и бактерии, а также некоторые растения, которые разлагают останки мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ, они преобразуют накопленные организмами органические вещества в неорганические.
Продуценты, консументы и редуценты образуют в экосистеме так называемые трофические уровни (греч. trophos — питание), которые тесно взаимосвязаны между собой переносом питательных веществ и энергии — процессом, который необходим для круговорота веществ, рождения новой жизни.
Пищевые цепи
Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.
- Пастбищные — начинаются с продуцентов (растений), производителей органического вещества
- Детритные (лат. detritus — истертый) — начинаются с органических веществ отмерших растений и животных
В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем, что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.
- Большим разнообразием обитающих видов
- Длинными пищевыми цепочками
- Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
- Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)
Экологическая пирамида
Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы (пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей с повышением трофического уровня.
Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.
Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и 10000 кг фитопланктона.
Агроценоз
- Преобладает искусственный отбор — выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами
- Источник энергии — солнце (открытая система)
- Круговорот веществ — незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая)
- Видовой состав — скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи)
- Устойчивость экосистемы — снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные
- Биомассы на единицу площади — мало
- Преобладает естественный отбор — выживают наиболее приспособленные особи
- Источник энергии — солнце (открытая система)
- Круговорот веществ — замкнутый
- Видовой состав — разнообразный, тысячи видов
- Устойчивость экосистемы — высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные
- Биомассы на единицу площади — много
Факторы экосистемы
- Абиотические (греч. α — отрицание + βίος — жизнь)
К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы. Существуют физические — климат, рельеф, химические — состав воды, почвы, воздуха. В понятие климата можно включить такие важные факторы как освещенность, температура, влажность.
К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).
К антропогенным факторам относится влияние человека на окружающую среду в процессе хозяйственной и другой деятельности. Человек «разумный» (Homo «sapiens») вырубает леса, осушает болота, распахивает земли — уничтожает дом для сотен видов животных.
В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились «озоновые дыры», ускорилось глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.
За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ, растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого организма вырабатывается своя адаптация.
Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.
Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность человека играет решающую роль в исчезновении видов.
Закон оптимума
Если фактор оказывает на жизнедеятельность организма благоприятное влияние (отлично подходит для животного/растения), то про фактор говорят — оптимальный, значение фактора в зоне оптимума. Зона оптимума — диапазон действия фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности.
За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума, то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.
Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим (лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор, который более всего отклоняется от своего оптимального значения.
Метафорически представить этот закон можно с помощью «бочки Либиха». Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора сводит на нет благоприятность остальных факторов.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Биотические, абиотические и антропогенные факторы
Все без исключения организмы на нашей планете живут в тесном контакте со своей средой обитания. Они не только меняются под её воздействием, но и сами оказывают воздействие на окружающий их мир. Важные для жизни организма компоненты окружающей среды, с которыми он неизбежно сталкивается, называются экологическими факторами. В свою очередь, они включают биотические, абиотические и антропогенные факторы.
Абиотические факторы
Абиотические факторы — факторы неживой природы, которые прямо или воздействуют на организм. Они отличаются большим многообразием ввиду различных комбинаций рельефа, климатических и геологических условий.
Абиотические факторы условно делят на две большие группы:
- химические (состав почвы, воды, атмосферы);
- физические (температура, влажность, давление).
Из всех видов абиотических факторов наибольшее влияние на жизнь организмов оказывают климатические факторы: свет, температура, влажность, давление, солёность, минеральный состав, движения воздушных и водных масс. К самым важным из них относятся:
- Солнечный свет. Важнейший источник энергии для всего живого на Земле. При помощи фотосинтеза автотрофные организмы преобразовывают энергию солнечного света в энергию химических связей, тем самым обеспечивая себе питание. Кроме того, солнечный свет служит мощным регулятором образа жизни, поведения и физиологических процессов, происходящих в живых организмах.
- Температура. Подавляющее большинство организмов способны поддерживать жизнь и размножаться в температурном диапазоне от –50 до +50 °С. Однако существуют организмы, которые могут спокойно существовать при экстремально высоких или низких температурах. Температура существенно влияет на темпы развития и физиологическую активность живых существ.
Биотические факторы
Биотическими факторами называют всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга. По своему воздействию на организмы они не менее сильны, чем абиотические факторы, и также отличаются большим разнообразием.
Взаимоотношения между живыми организмами различны: некоторые бывают полезными, другие — вредными. По способу влияния на организм биотические факторы бывают двух типов:
- Антагонистические — отрицательно влияющие на живой организм. Например, паразитизм, хищничество, конкуренция.
- Симбиотические — положительно влияющие на живой организм. Например, мутуализм и комменсализм.
Живой мир чрезвычайно разнообразен и, в зависимости от того, какие представители этого мира оказывают воздействие на другие организмы, различают следующие виды биотических факторов:
- фитогенные (влияние растений);
- микогенные (влияние грибов);
- зоогенные (влияние животных);
- микробиогенные (влияние микроорганизмов).
Все живые организмы делятся на автотрофов (растения, водоросли, цианобактерии) и гетеротрофов (животные, грибы, бактерии). Автотрофы служат источником пищи для гетеротрофов, образуя тем самым пищевую цепь. Все компоненты биосистемы прочно связаны друг с другом: они обмениваются веществами, энергией, формируя круговорот веществ и энергии в природе.
Антропогенные факторы
Антропогенные факторы — совокупность форм деятельности человека, которые воздействуют на естественную природную среду, изменяя условия обитания, или непосредственно влияют на живые организмы.
Из самого определения напрашивается вывод, что в подавляющем большинстве воздействие человека на окружающий мир носит негативный характер. И даже созидательные меры (заповедники, национальные парки) проводятся только для того, чтобы устранить пагубное воздействие на природу.
Яркими примерами антропогенных факторов служат:
- массовая вырубка лесов;
- загрязнение вод Мирового океана промышленными отходами;
- высушивание болот;
- браконьерство;
- удобрение полей пестицидами.
В результате воздействия человека меняются рельеф и состав земной поверхности, химический состав атмосферы, исчезают целые экосистемы. Все это может привести к необратимым изменениям на планете, глобальной экологической катастрофе.
Об экологических факторах, биотических, абиотических и антропогенных, можно кратко рассказать в докладе на уроке биологии в 11 классе.
Что мы узнали?
Абиотические факторы связаны с влиянием неживой природы. Биотические факторы представляют собой влияние живой природы, а антропогенные — связаны с человеческой деятельностью. Все эти факторы называются экологическими. Все живые организмы испытывают внешнее влияние окружающего мира и сами оказывают воздействие на него.
Источник