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
Экологические факторы среды
Совокупность всех условий среды называют экологическими факторами.
Они делятся на три группы: абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы
Абиотические факторы – всевозможные экологические факторы неживой природы.
Они разделяются на климатические и местные. К климатическим факторам относятся:
Местными факторами считаются:
- рельеф;
- свойства почвы;
- соленость;
- течения;
- ветер;
- радиация и т.д.
Местные экологические факторы могут влиять на климатические. Например, от рельефа зависит освещенность: на одной стороне холма могут расти светолюбивые растения, а на другой (затененной) – тенелюбивые.
Зачастую абиотические факторы производят двусторонний эффект.
Например, глубокий снег, покрывающий семена в почве, не позволяет им промерзнуть зимой. Но высокие сугробы неблагоприятны для кабанов и лосей, так как он мешает животным передвигаться и затрудняет поиски пищи.
Биотические факторы
Биотические факторы (экологические факторы живой природы) – всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга и на среду.
Организмы в любой среде постоянно влияют друг на друга или на места проживания. Такое влияние несет чрезвычайно сложный и разнообразный характер.
Характер таких взаимодействий описывается выгодой (+) одного и ущербом (-) по отношению к другому. В некоторых случаях одному из взаимодействующих не приносится ни выгоды, ни вреда (0). Взаимодействия подразделяются на следующие отношения:
- Хищник-жертва (+-)
Хищник в таких отношениях получает выгоду, так как питается жертвой, а жертва, соответственно — ущерб, так как она погибает.
Такие отношения складываются между волками и зайцами, тиграми и зебрами, пауками и мухами, акулами и более мелкими морскими обитателями.
- Паразит-хозяин (+-)
Паразит получает выгоду, так как питается ресурсами организма хозяина, в результате чего последнему наносится ущерб.
- Мутуализм (++)
Такие отношения взаимовыгодны. Разделяют облигатные — обязательные, без которых оба организма не могут существовать, и факультативные, которые могут образоваться по воле случая.
К облигатному мутуализму можно отнести отношения водорослей и грибов в лишайнике, а к факультативному — сотрудничество рака-отшельника и актинии.
- Комменсализм (+0)
При таком виде отношений один организм использует ресурсы другого, однако не приносит ему ни пользы, ни вреда. Разделяют два вида комменсализма: квартиранство и нахлебничество.
Так, при первом варианте организм использует другого как место для проживания (белка в дупле дерева), а при втором один организм присоединяется к трапезе другого или доедает остатки.
- Амменсализм (-0)
Иногда жизнедеятельность одних организмов, не несущая цели навредить другим, может все-таки затронуть существование других.
Так, например, человек, прошедший по траве, повредит ее стебель, тем самым нанеся вред. Человеку же это не принесет ни пользы, ни вреда.
- Конкуренция (- -)
Есть и такой вид отношений, когда они невыгодны ни одному из организмов. Это конкуренция. Взаимное соперничество за ресурсы не приносит пользы ни одному из «соперников».
- Нейтрализм (00)
Вид отношений, которые возникают, когда организмы могут столкнуться друг с другом в одной среде, но безразличны друг другу. Так, белка и лось проживают в одном лесу, но между ними не происходит прямых взаимоотношений.
Антропогенные факторы
Антропогенные факторы – всевозможные воздействия человека на природу.
Человечество изменяет условия обитания живых организмов. Отрицательным примером можно назвать сброс в водоем химических веществ и нанесение вреда водным обитателям, а положительным – восстановление леса на месте вырубки.
Зачастую человек также непосредственно влияет на отдельные виды организмов. Например, морская корова была полностью истреблена мореплавателями.
Все экологические факторы оказывают определенное влияние на организмы.
Однако наиболее значимыми являются факторы неживой природы, которые и придают организмам их облик: свет, температура, влажность.
Часто задаваемые вопросы
Любые элементы среды или явления, которые каким-либо образом влияют на живые организмы этой среды.
Освещенность, влажность, температура, давление, состав почвы, плотность почвы, рельеф, высота над уровнем моря, состав воздуха, уровень радиации и т. п.
Растительность, животные, вирусы, бактерии и деятельность этих организмов.
Любая деятельность человека, которая влияет на организмы: охота и рыбалка, вырубка лесов, осушение рек, строительство, промышленные выбросы, сельское хозяйство, добыча полезных ископаемых и многое-многое другое.
Источник