Cheat Sheet: Концепцията за екосистемата, приемствеността и нейните видове. Понятието екосистема, приемственост и нейните видове

въведение

Човешкото взаимодействие с природата е един от най-сложните и трудни за решаване проблеми на нашето време. Днес стана ясно, че задачите за опазване на околната среда и икономическото развитие са взаимосвързани: чрез унищожаване и изчерпване на природната среда е невъзможно да се осигури устойчиво икономическо развитие.

Формирането на интегрирана и хармонична система за управление на околната среда е важен проблем пред човека.

оглед   Тази работа е изследване на екологичните системи, приемствеността и нейните видове.

работната хипотеза   Предлага се проучването на тази тема да бъде ефективно при следните условия:

· Проучване на екологичната пирамида;

· Разглеждане на видовете наследяване;

· Проучване на стабилността и развитието на екосистемите.

основните задачи   творбите са:

· Обяснете концепцията и същността на екосистемата;

· Определете видовете екологична приемственост;

· Изследвайте начини за решаване на проблема с взаимодействието на човека с природата.

1. Екологични системи

1.1 , Съставът и структурата на екологичната система. Екологична пирамида

Екологична система   - основната функционална единица на екологията, която включва живи организми (биоценоза) и местообитание (екотоп), като всяка от тези части влияе върху другата и двете са необходими за поддържане на живота.

Екосистемите са основните природни единици на повърхността на Земята. Това е не само комплекс от живи организми, но всички комбинации от физически фактори. Навсякъде, където човек може да наблюдава ясно единство от растения и животни, обединени от отделна част от околната среда, те говорят за екологична система.

Понятието екосистема не се ограничава до никакви признаци за ранг, размер, сложност и произход. Следователно той е приложим както за сравнително прости изкуствени (аквариум, оранжерия, пшенично поле), така и за сложни природни комплекси на организми и местообитанието им (езеро, гора, океан).

Най- състав на екосистемата   неживи и живи компоненти са включени (таблица)

продължение на таблицата

Неанимационни (абиотични) компоненти Живи (биотични) компоненти
името описание името описание
живи същества и са напълно отговорни за образуването на всички нови органични вещества във всяка екосистема, т.е. са производители на продукти
2) органични съединения въглехидрати, протеини, аминокиселини, хуминови вещества и др., свързващи биотичните и абиотичните части на екосистемите 2) makrokonsumenty   (Потребителски 1, 2 и т.н. ред) хетеротрофни (хранещи се с други) организми, главно животни, които се хранят с растения и други организми. За разлика от производителите на автотрофи, хетеротрофите действат като консуматори и разрушители на органични вещества.
3) климатичен режим осветеност, температура, влажност и други физически фактори. 3) микроконцепции (разлагачи) хетеротрофни организми, главно бактерии и гъбички, които унищожават сложни съединения от мъртва протоплазма, абсорбират някои продукти от разпадането и освобождават неорганични хранителни вещества, подходящи за употреба от производителите

Компоненти, включени в екосистемата.

Структура на екосистемата, В зависимост от естеството на храната в екосистемата се изгражда екологична пирамида   (хранителна пирамида), състояща се от няколко трофични нива:

1) (най-ниската) е заета от автотрофни организми;

2) хетеротрофни организми от първи ред, които използват растителна биомаса за храна;

3) хетеротрофи с 2 порядъка, хранене с хетеротрофи от 1 ред и т.н.

В сухоземните екосистеми масата на производителите е по-голяма от масата на потребителите, масата на потребителите от първия ред е по-голяма от тази на потребителите от втория ред и т.н. Това се дължи на факта, че храната се използва не само за растежа на организмите, но и за задоволяване на енергийните разходи: дишане, движение, възпроизвеждане, поддържане на температурата. Следователно, графично, моделът на екосистемата има формата на пирамида (фиг. 1).

Фиг. 1. Екологична пирамида

1. Производители (растения); 2. Потребителска 1 поръчка (тревопасни) 3. Потребителски 2 поръчки (месоядни, хищници); 4. Крайни потребители

Проучването на природните екосистеми като цяло се прави в структурен и функционален аспект. Структурно се изследва видовият състав на екосистемата: определя се количеството на микроорганизмите, растенията и животните, обитаващи екосистемата, тяхното количествено съотношение.

Информацията в екологичните системи може да се разбира като енергийно слаб сигнал, който контролира системата. Например, тя може да бъде възприета от нейните организми под формата на кодирано съобщение за възможността многократно по-мощни влияния от други организми или фактори на околната среда, причиняващи реакцията им. По този начин земетресенията, слаби и напълно нечувствителни към хората, са предвестници на по-мощно разрушително земетресение, възприемат се от много животни, които своевременно оставят своите бразди.

По този начин информационната мрежа на екосистема се състои от потоци от сигнали от физикохимичен характер и определя нейните кибернетични възможности (кибернетиката е изкуството на управлението, в.). Управлението в екосистемите се основава на обратна връзка, изобразена от обратна линия, чрез която част от сигналите от изхода на системата се подават обратно към нейния вход (фиг. 2). Влиянието им върху управлението на системата обаче може да се увеличи драстично. В природата нискоенергийните сигнали често причиняват високоенергийни реакции.


Фиг. 2. Механизъм за обратна връзка

Концепцията за екологична система е йерархична. Това означава, че всяка екологична система от определено ниво включва редица екосистеми от предишното ниво, по-малки по размер и самата тя от своя страна е неразделна част от по-голяма екосистема. Например, нека да разгледаме като екосистема увисналата депресия, ограничена от склоновете на междуградската височина (фиг. 4). От своя страна тази система обикновено включва остатъчни езерни, блатни и ливадни растителни съобщества с всички живи същества, които я обитават. Като елементарна екосистема можете да си представите чупка или урина в блато, а по-обща екосистема, обхващаща множество ала и mezhalasnye пространства, може да бъде съответната залесена повърхност на торпеда или пенеплайн.

Продължавайки този диапазон, човек може да се доближи до екологичната система на Земята - биосферата и да се движи надолу - към биогеоценозата, като елементарна биохорологична (хорова - космическа, групова) единица на биосферата. Като се вземе предвид решаващото значение за развитието на живото вещество на Земята от зонални фактори, е разумно да си представим такъв критичен диапазон от координирани екосистеми:

· Елементарно

· Местни

· Зонирано

· Глобални.

И отново е ясно, че границите на екологичните системи са винаги отворени. Това обаче предполага известно рестриктивно ограничение, необходимо и достатъчно за получаване на желаните резултати от изследването.

1.2. Биотична циркулация на вещества и енергия в екологичната система

Цикълът на материята в дадена екосистема се нарича биотични, Прехвърлянето на материя и енергия в нея се осъществява главно от трофични (хранителни) вериги.

Трофична (хранителна) верига   наречен пренос на хранителна енергия от нейния източник - растенията чрез редица организми, като се хранят един организъм от друг. Основата на този процес е следната химична формула:

C02 + H2 0 + QCn Hm Ок + 02.

Схемата на пренос на вещества и енергия в естествените екосистеми е представена на фигура 2.


Фиг.2. Схемата на пренос на вещества и енергия в естествените екосистеми.

Екологичната система може да бъде представена като диаграма на енергийния поток (фиг. 3).


Фигура 3. Енергията тече в обикновена трофична верига.

Отделни трофични нива в него са изобразени като резервоари, чийто размер съответства на количеството енергия на съдържащата се в тях биомаса, а диаметърът на каналите, които ги свързват, е величината на енергийните потоци.

Енергията навлиза в екологичната система като поток от слънчева енергия L. По-голямата част от нея (Lu) се разсейва като топлина. Частта от енергията, ефективно усвоена от растенията (La), се преобразува чрез фотосинтеза в енергия на химически връзки на въглехидрати и други органични вещества (Pg). Част от образуваното вещество се окислява в процеса на дишане на растенията, освобождавайки енергия R, а също така се използва в други биохимични процеси на растенията и в крайна сметка се разсейва като топлина (Na). Останалата част от новообразуваните органични вещества причинява увеличаване на биомасата на растенията с РП. |

Растежът на растителната биомаса се използва рано или късно: част се консумира от първичните потребители, останалата част се обработва от разградители. Потребителските фуражи, размножават се, растат и също така дават продукти P «2, което преминава към следващото трофично ниво към вторичните консулства.

По този начин, по време на прехода от едно трофично ниво към друго, част от наличната енергия не се възприема (Nu), някои се дават под формата на топлина, екскременти (Na), а някои се изразходват за дишане (R). Средно, при преминаване от едно трофично ниво на друго, общата енергия намалява приблизително 10 пъти (правилото за 10% от R. Lindemann). Колкото по-дълга е хранителната верига, толкова по-малко налична енергия остава в нейния край. Следователно броят на трофичните нива никога не е твърде голям и най-често не надвишава 4-5 нива.

Тъй като незначително количество от първоначално включената енергия навлиза в обратен поток (не повече от 0,25 - 0,35%). говорим за циркулацията на енергия е невъзможно. Има само цикъл от вещества, поддържани от потока на енергия.

1.3. стабилност   и развитие на екосистемите

В нормално състояние всяка екологична система се характеризира със стабилно състояние, наречено хомеостаза,   характеризиращ се с динамичен (движещ се) баланс между плодородието и смъртността, потреблението и освобождаването на материя и енергия.

В същото време всяка екосистема е включена в йерархията на системите и следователно е изложена на външни влияния, които искат да я изведат от равновесие. Ако това въздействие не е твърде грубо, прекъснатите връзки се заменят с други и процесът на прехвърляне на материя и енергия продължава. Това явление се нарича дублиране на околната среда.

Дублиране на околната среда   - процесът на замяна на изчезнал по някаква причина вид с друг вид, който заема неговата екологична ниша. Така екосистемите се противопоставят на въздействия, които нарушават тяхната стабилност.

Системата е колкото по-надеждна и стабилна, толкова по-голямо е разнообразието от видове. Това предоставя широки възможности за дублиране на околната среда.

В същото време под въздействието на външни и вътрешни фактори в екологичните системи има постоянни промени. Някои видове екосистеми, изпитващи отрицателни въздействия, намаляват броя им, а понякога изчезват и напълно. Други видове могат да се възползват от него и техният брой се увеличава. Има изместване на някои видове от други.

Процесите на последователни промени в състоянието на екосистемите в пространството или във времето, придружени от промяна в състоянията и свойствата на всички негови компоненти, се наричат ​​сукцесии.

Способността на една екосистема да сравнително напълно самостоятелно да се поправи и саморегулира по време на наследяването или еволюционния сегмент от своето съществуване се нарича екологична надеждност, Най-простият механизъм за поддържане на екологичната надеждност на дадена екосистема е замяната на пенсионираните видове по някаква причина с екологично близка. С по-дълбоко нарушение, заместването става на ниво общност на различни нива, до биогеоценози.

2. Наследство и неговите видове

2.1. Понятие за наследяване

Възстановяването на дисбаланс от екосистема преминава през добре дефинирани етапи.

Екосистемата може да бъде изведена от равновесие по много начини. Това обикновено е пожар, наводнение или суша. След такъв дисбаланс новата екосистема се възстановява и този процес е редовен и се повтаря в най-различни ситуации. Какво се случва в увредена екосистема? На мястото на безпокойството някои видове и цялата екосистема се развиват по такъв начин, че редът на поява на тези видове е еднакъв за подобни смущения и подобни местообитания. Тази последователна промяна на някои видове от други е същността на екологичната приемственост.

последователност   (от латинско. successio - приемственост, наследяване), последователното заместване на някои фитоценози (биоценози, биогеоценози) от други в определена част от околната среда.

наследяването   - Това са постепенни, необратими, насочени промени в екосистемите, настъпващи в резултат на външни и вътрешни причини на една и съща територия под влияние на природни фактори или човешки влияния.

Има много форми на наследяване: пирогенни, катастрофални, антропогенни и др. Причината за пирогенните сукцесии са пожари; катастрофални - вулканични изригвания, урагани, необичаен наводнение, масово възпроизвеждане на вредители и др .; антропогенна - икономическа дейност на човека.

2.2. Причината за наследяването (частно)

Промените на приемствеността обикновено се приписват на факта, че съществуващата екосистема (общност) създава неблагоприятни условия за организмите, които я запълват (умора в почвата, непълно циркулиране на вещества, самоотравяне от продуктите на изолация или разлагане и др.). Такива явления са реални, но не обясняват всички случаи на промени в екосистемата. Например, в северните гори въвеждането на смърчови дървесни общности под сенника се дължеше предимно на факта, че последният използва биологичните свойства на първия чрез слабо засенчване на почвата. Самите почвени условия остават не само благоприятни за широколистни насаждения, но и постепенно се подобряват за тях (натрупват се хранителни вещества, намалява киселинността и т.н.) Следователно няма причина да се говори за самоотравяне или други подобни причини за смяна.

Мнението, че появата на смърч под навеса на широколистни гори и дървесни насаждения не се потвърждава безусловно, поради факта, че в млада възраст този вид изисква засенчване. Известно е например, че смърчът расте добре в млада възраст с пълно осветление (много по-добре, отколкото под навеса на други дървесни видове). Това, по-специално, се свидетелства от многобройни примери за създаването на култивирани фитоценози от смърч (засаждане на млади растения или засяване на семена) на открити пространства.

2.3. Човешки фактор

Наред с природните фактори причините за динамиката на екосистемите са все по-често хората. Към днешна дата те са унищожили повечето местни (кулминационни) екосистеми. Например степът е почти напълно разоран (запазен само в защитени територии). Преобладаващите горски територии са представени от преходни (временни) екосистеми от широколистни дървесни видове (бреза, трепетлика, по-рядко върба, елша и други). Тези гори обикновено се наричат ​​производни или вторични. Както бе отбелязано по-горе, те са междинни етапи на наследяване. Човешките дейности, като източване на влажни зони и прекомерно натоварване на горите, също водят до промени в екосистемите. Например в резултат на отдих на населението (отдих), химическо замърсяване на околната среда, повишена паша на добитък, пожари и др. Човешките въздействия често водят до опростяване на екосистемите. Такива явления обикновено се наричат ​​дегресия. Има например пасища, развлечения и други деградации. Промените от този тип обикновено се завършват не от кулминационни екосистеми, които се характеризират с усложнение на структурата, а с етапи на катоценозата, които често завършват с пълното разпадане на екосистемите. Екосистемите Climax обикновено са чувствителни към различни интервенции в живота си. Към подобни влияния, освен иглолистните гори, чувствителни са и други местни общности, например дъбовите гори. Това е една от причините за катастрофалната смърт на дъбовите гори през съвременния период и замяната им, както и иглолистните гори с по-малко ценни, но по-устойчиви временни екосистеми от бреза, трепетлика, храсти или треви. Последното е особено типично при унищожаването на степни и лесостепни дъбови гори.

2.4. Видове наследявания

Успехите, с които се запознахме в примера на горската зона, се наричат ​​първични, защото започват с първоначално безжизнено пространство (субстрат). В допълнение към скалните сметища, такива последователности могат да започнат върху пясъчни ограждения, продукти от вулканични изригвания (замръзнала лава, пепелни отлагания) и др.

Заедно с първичната емисия вторична сукцесия. Последните се различават от първичните по това, че обикновено започват не от нулеви стойности, а възникват на мястото на нарушени или унищожени екосистеми. Например след обезлесяване, горски пожари, при отглеждане на площи под земеделска земя. Основната разлика между тези последователности е, че те възникват несравнимо по-бързо от първичните, тъй като започват от междинен етап (треви, храсти или дървесни пионерски растения) и на фона на по-богати почви. Разбира се, вторичното наследяване е възможно само в тези случаи, ако човек няма силно и постоянно влияние върху развиващите се екосистеми. В последния случай, както бе отбелязано по-горе, процесът ще следва модела на дегресия и ще завърши с етап на катоценоза и опустиняване на територии.

Има и автотрофни и хетеротрофни сукцесии. Горните примери за наследявания са автотрофни, тъй като всички те се провеждат в екосистеми, където растителността е централната връзка. Промените в хетеротрофните компоненти са свързани с неговото развитие. Подобни наследства са потенциално безсмъртни, тъй като през цялото време те се презареждат с енергия и материя, които се образуват или фиксират в организмите по време на фотосинтеза или хемосинтеза. Те са завършени, както бе отбелязано, кулминационният етап на развитие на екосистемите.

Към хетеротрофните се отнасят тези наследявания, които се появяват в субстрати, където няма живи растения (производители) и участват само животни (хетеротрофи) или мъртви растения. Този тип наследяване се осъществява само доколкото има доставка на готово органично вещество, в което се подменят различни видове разрушителни организми. Тъй като органичната материя се унищожава и се освобождава енергия от нея, последователността серия приключва и системата се разпада. По този начин тази последователност е по своята същност разрушителна. Примери за хетеротрофни са сукцесии, които се появяват например по време на разлагането на мъртво дърво или труп на животни. Така че при разлагането на мъртво дърво могат да се разграничат няколко етапа на хетеротрофни смени. Първите върху мъртво, често отслабено дърво, бръмбари от насекоми се заселват. След това те се заменят от насекоми, които се хранят с дърво (ксилофаги). Те включват ларви на мряна, златни рибки и други. Едновременно с това има промени в популацията на гъбите. Те имат приблизително следната последователност: пионерни гъби (обикновено боядисват дърво в различни цветове), разрушителни гъбички, които допринасят за появата на меко гниене, и овлажнители, които превръщат част от гнило дърво в хумус. Бактериите също присъстват на всички етапи на наследяване. В крайна сметка органичната материя в по-голямата част се разлага до крайните продукти: минерали и въглероден диоксид. Хетеротрофните сукцесии се прилагат широко при разграждането на детрит (в горите той е представен от горна постеля). Те се срещат и в екскретите на животни, в замърсените води, по-специално те интензивно продължават с биологично третиране на води, използвайки активирана утайка, наситена с голям брой организми.

2.5. Общи закони на процеса на наследяване

За всяка последователност, особено първична, характеризираща се със следните общи модели на процеса:

1. В началните етапи разнообразието на видовете е незначително, производителността и биомасата са ниски. но с развитието на приемствеността тези цифри се увеличават.

2. С развитието на последователността на последователността връзката между организмите се увеличава. Броят и ролята на симбиотичните връзки особено се увеличават. Местообитанието се развива по-пълно, веригите и енергийните мрежи стават все по-сложни.

3. Броят на свободните екологични ниши намалява, а в кулминационната общност те отсъстват или са в минимум. В тази връзка, с развитието на приемствата, вероятността от огнища на броя на отделните видове намалява.

4. Интензифицират се процесите на циркулация на веществата, енергийния поток и дишането на екосистемите.

5. Скоростта на процеса на шествие до голяма степен зависи от продължителността на живота на организмите, които играят основна роля в състава и функционирането на екосистемите. В тази връзка най-дългата последователност в горските екосистеми. Накратко, те са в екосистеми, където автотрофната връзка е представена от тревисти растения и още по-бързо във водни екосистеми.

6. Неизменността на крайния (кулминационен) етап на наследяване е относителна.

В същото време динамичните процеси не се спират, а само се забавят.

Динамичните процеси продължават поради промени в местообитанието, промяна на поколения организми и други явления. Сравнително голяма част заемат динамичните процеси на цикличния (колебателен) план.

7. В зрял стадий на кулминационната общност биомасата обикновено достига максимални или близки до максимални стойности. Производителността на отделните общности на етапа на менопаузата е нееднозначна.

Обикновено се счита, че с развитието на процеса на приемственост, производителността се увеличава и достига максимум на междинни етапи, а след това рязко намалява в кулминационната общност. Последното се приписва, първо, на факта, че в този момент максимумът от първичното производство се консумира от потребителите, и второ, екосистемата развива изключително голяма маса от асимилиращия апарат, което води до липса на светлина, което води до намаляване на интензивността на фотосинтезата, като същевременно увеличава загубите продукти на асимилация при дихателни автотрофи.

Тези разпоредби не могат да бъдат разширени за всички кулминационни общности. Например няма реални предпоставки за увеличаване на броя на хетеротрофите в иглолистните гори в сравнение с широколистните. По-скоро в последния има повече потребители на зелени продукти и по-вероятно огнища на броя на отделните видове фитофаги, например, насекоми.

Няма и теоретични предпоставки, нито актуални данни, които да показват, че в зряла система на климакс, например в смърчови гори, масата на иглите достига прекалено високи стойности. Това противоречи на принципите на приспособяване към увеличаване на биогенната геохимична енергия от организмите като условие за тяхното оцеляване (вторият биогеохимичен принцип на В. И. Вернадски). Целият горски опит показва и най-висока продуктивност на климаксните горски съобщества (по отношение на горската зона на иглолистни или смесени иглолистно-широколистни гори). В противен случай, от гледна точка на получаването на продукти (дървесина) е неизбежно да се заключи, че не е препоръчително да се съсредоточаваме върху отглеждането и запазването на кулминационните етапи на горите.

По отношение на други екосистеми, като например поляната, можем да се съгласим, че възможностите за получаване на продукти на етап климакс са намалени, но не защото неговият растеж е намален (увеличава се, производителност), а по причина, че по-голяма част от него е отчуждена от хетеротрофи. формиране на стабилни вериги на видания.

С други думи, продуктивността на екосистемите в кулминационните етапи на наследяването е висока. Като правило, максимумът се дължи на по-пълното развитие на пространството. Въпреки това, способността на дадено лице да премахне първичното производство е ограничена (понякога до нула) поради включването й в хранителната верига.

заключение

Екологична система е съвкупност от живи организми и техните местообитания, свързани помежду си чрез метаболизъм, енергия и информация, които могат да бъдат ограничени в пространството и във времето за важни за конкретни изследователски принципи.

В абстрактно отношение е разгледана йерархията на екологичните системи и е показано, че всяка екологична система се състои от подсистеми. Тяхното количествено и качествено различие не може да бъде строго фиксирано, а определено от физиографски и други условия на живот. Или, въз основа на правилото за пълнота на компонентите: броят на функционалните компоненти на екосистемата и отношенията между тях в квазистационарното му състояние винаги са оптимални.

Нарушаването на това правило, причинено от вътрешното саморазвитие на системата, или външното му влияние, извежда системата от равновесие и стимулира прехода й към различно качество.

В тази статия е разгледана и екологичната последователност.

Последователността на всякакъв мащаб завършва с образуването на зряла общност, а в една екосистема всички популации влизат в състояние на динамично равновесие.

В хода на наследяването, видовото разнообразие постепенно се увеличава.

От енергийна гледна точка наследяването е нестабилно състояние на общността, което се характеризира с несъответствие между два показателя: брутна производителност и енергиен разход на цялата система за поддържане на жизнената дейност - дишане.

Премахвайки излишъка от чисти продукти от общностите, които са в началото на развитието на наследяването, ние го забавяме, но не подкопаваме основата на съществуването на общността.

Интерференцията в стабилни, климакс системи неминуемо причинява дисбаланс. Докато нарушението не надвишава самовъзстановяващата способност на системата, вторичните последователности могат да го върнат в първоначалното си състояние - това се използва, например, при планиране на дърводобив.

По този начин целта на тази работа беше постигната, всички задачи бяха решени.

Списък на използваните източници

1. Akimova, T.A. Екология: Учебник за университети / ТП. Акимов, ВЛЗ. Haskin. - М: ЕДИНСТВО, 1998, - 445 с.

2. Илина Т.А. Екология и опазване на природата [Електронен ресурс] - Режим на достъп: revolutionecology / 00074999_0.html.

3. Кормилицин, В.И. Основи на екологията: Учебник, ръководство / V.TS. Kormilidin. - М .: Интерстил. 1997. - 368 s.

4. Маврищев, В.В. Основи на общата екология: Учебник. ръководство / В.В., Маврищев. - Mn. училище., 2000, - 317 с.

5. Опазване на околната среда: Учебник, за технологии. специални, университети / изд. SZ .   Белов. - М .: Висше училище, 1991. - 319 с.

6. Reimers, N.F. Защита на природата и околната среда на човека: Лексика / НФ. Reimers. - М: Просвещение, 1992. - 320 с.

7. Shimova, O.S. Основи на екологията и икономика на околната среда: Учебник / О.С. Shimova, N.K. Соколовски. - Минск: БФБС, 2001 - 367 с.

8. Екология и безопасност на живота: Proc. ръководство за университети / изд. LA Ant. - М. ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.

9. Екология: Учебно ръководство / Общ ред. SA Боголюбов. - М: Знание, 1997. - 288 с.

Екологичната последователност е процес на постепенна промяна в състава, структурата и функцията на една екосистема под влияние на вътрешни (автогенни сукцесии) или външни (алогенни наследявания) фактори. Наследяванията, причинени от човешкото влияние, се наричат ​​антропогенни сукцесии.

Автогенните наследявания могат да бъдат първични и вторични. По време на първичните последователности се създава екосистема при условия, в които преди това живите организми отсъстват или са малко представени. Примери за такива последователности са зарастането на скали, отлаганията на пясъка в коритото на реката, сметището на отпадъчните скали. Във всички тези случаи се наблюдава промяна на видове растения, животни и микроорганизми и се формира почвата. Така, при зараста на скали, лишеи, мъхове, треви, храсти и дървета се заменят. Когато изхвърлят сметища, многогодишните треви заменят едногодишни, а след това (в горската зона) храсти и дървета. Когато езерото е обрасло, почвата не се образува, а се образува торф. Първият етап от тази сукцесия е низина, която постепенно се превръща в преходно блато, а след това - горно блато (вж. Раздел 8.4).

Първичните наследявания играят особено важна роля при самовъзрастването на отпадъчни скали около минни предприятия (Учали, Кумертау, Сибай). Човек може да ускори тези последователности, като покрие повърхността на острието с тънък слой почва или торф и сее смес от семена на многогодишни треви.

При вторичните сукцесии се извършва възстановяване на нарушените екосистеми, например нарастване на обезлесяването, заздравяване на отлагания, обрастване с рудерални растения на райони, където е била разрушена растителността, възстановяване на тревните площи на паднал пасище с намаляване на броя на пашуващите животни и др.

По време на угарните редици се възстановява почвеното плодородие, в миналото тази опция за възстановяване на плодородието се използва в така наречените системи за преместване на угарите, когато периодично се хвърлят обработваеми земи и постепенно се възстановява естествената растителност. Понастоящем площта на обработваемата земя в Република Беларус е значително намалена - почти 500 хиляди хектара непродуктивни ерозирани земи са изключени от нея. Многогодишни треви се засяват на части от тези земи, но на голяма площ се срещат угари. През първите години на поляните преобладават полевите плевели, но те бързо се заменят с рудерални растения, които не развалят културите. С течение на времето (след 10-15 години) рудералните треви се заменят с видове естествени съобщества - ливадна и степна.

Вторичната последователност е и възстановяването на екосистемата на езерото след нейната еутрофикация.

В хода на алогенната последователност в екосистемата се въвеждат видове, резистентни към действието на фактора, който причинява наследяването, и обратно, тези видове, които не са резистентни към този фактор, изчезват.

Най-характерни за екосистемите на РБ са следните алогенни последователности:

пасторално отклонение, причинено от пашата на добитъка. В същото време, видовият състав на растенията е изчерпан, а видовете, които са устойчиви на утъпкване и хранене, нарастват (на ливадите има пълзяща детелина, сребърна гъска, глухарче, живовляк, есенни култури, пелин и телесни животни; в степите, австрийския пелин). Производителността на тревната почва се намалява 3-5 пъти, а почвата се уплътнява. Възможна е ерозия на почвата по планинските склонове;

рекреационната последователност се влияе от отдих, обикновено в зелените зони на градовете. Първо се нарушава тревното покритие - процентът на почвеното покритие с растения намалява, а след това горски треви и храсти се заменят с ливадни или дори рудерални видове. С по-нататъшно интензифициране на утъпкването, подрастът и храсталакът се разрушават, почвата се уплътнява и горската постеля изчезва. Дърветата намаляват радиалния растеж, развиват заболявания на кореновите системи, което води до свиване на дърветата. Изчезват горски птици и се появяват човешки птици (най-често гарвани);

еутрофикацията на водните тела, в резултат на увеличаване на концентрацията на хранителни вещества във водата, обикновено нитрати и фосфати. В хода на сукцесията се развиват масово цианобактерии, с разлагане на мъртвата биомаса, от която се консумира кислород, разтворен във вода и се отделят токсични вещества. Това драстично обеднява видовия състав на екосистемата, почти всички видове риби умират, водна леща и роголи нарастват масово. Еутрофикацията е бичът на повечето сладководни езера, в които оттокът от полета, замърсени с торове или вътрешни оттоци, пада.

Самодиагностика към раздел 6.6

1. Каква е промяната на екосистемата, свързана с автогенните наследявания?

А) промяна на растителността по време на интензивна паша;

Б) претоварване на отпадъци; Б) еутрофикация на езерото;

Г) Рекреационни промени в крайградската гора.

2. Каква е причината за масовото развитие на цианобактериите в язовира?

А) замърсяване на водата с нефт; Б) отглеждане на резервоар на шаран;

В) плитване на резервоара;

Г) замърсяване на водата с отпадъчни води, съдържащи азот и фосфор.

3. На какво основание се различават автогенните и алогенни последователности?

А) от стойността на производството на екосистеми;

Б) за интензивността на промените в екосистемите;

Б) от съображения за промяна на екосистемите; D) от видовото богатство на екосистемите.

Екосистемите не са статични образувания. Всяка биоценоза постоянно се променя и развива под влияние на различни фактори - външни и вътрешни. Използвайки примера на геоложките анали на Земята, можем да проследим как през епохите и периодите имаше постепенна промяна на растителните и животинските видове: някои видове изчезнаха, а други заеха своето място (Фигура 9.1).

Фигура 9.1. Еволюционна последователност - развитието на органичния свят на Земята

Призовават се процесите на последователна смяна на биоценозите във времето последователност   (от лат. successio - последователност, непрекъснатост).

Нарича се промяната на биоценозите, свързани с изчезването на видове по време на биологичната еволюция и тяхното заместване с други видове еволюционен последователност, Това се случва в дълги, еволюционно значими периоди от време.

Наричат ​​се промени в биоценозите, които не са свързани с еволюцията на видовете и възникват в кратки периоди от време екологични наследявания.

Наричат ​​се вериги от последователни биоценози редици на приемственостили   последователни серии.

Общата стратегия за развитие на екосистемите е подобна на общата стратегия за еволюцията на живите същества: намаляване на разстройството (ентропия); повишен контрол върху физическата среда; придобиване на максимална устойчивост на нейните промени; защита на екосистемите от външни влияния. Всяка последователна биоценоза в последователните серии е по-съвършена от гледна точка на подреденост, устойчивост и ефективност на усвояването на ресурсите на околната среда от предишната.

Най-напредналите биоценози, които могат дълго да съществуват дълго, се наричат ​​климаксни общности (от лат. Climax - остатък).

Има два вида екологични наследявания:

- първични последователности - процесите на развитие и промяна на биоценози на първични свободни субстрати - ненаселени места;

- вторични сукцесии - възстановяване на предишни екосистеми в тази област.

Първични последователности

Първичните последователности се срещат върху субстрат, който първоначално не съдържа органична материя: гола скала, замръзнал поток от лава, вулканични острови, пясъчна дюна, мястото на отстъпващия се ледник и др. (Фигура 9.2).

Първите организми, заселени тук, се наричат пионери (от латински. Пионер - първият), основната им задача е образуването на почвата. Пионерите обикновено са бактерии, лишеи, водорасли, мъхове, спори и частици, донесени от вятъра. Тъй като те нямат корени, те не се нуждаят от почва. Под действието на слънцето, вятъра, водата и органичните киселини, освободени от пионерите, скалите се сриват и се образува минерален прах. Когато се смесва с мъртвите растителни остатъци, се образува почва. Участват гъби и животни в почвообразуването: протозои, червеи, членестоноги. Почвата, която образуват, вече е субстрат, върху който могат да растат съдови растения с корени.

Ходът на първичната последователност върху основния свободен субстрат:

Субстрат - Бактерии - Мъхове - Билки - Дървета

лишеи

водорасли

Така дейността на първите колонисти създава основата за въвеждане на нови видове в нововъзникващата екосистема. Смяната на растенията води до промяна на животни, които се хранят с тях. На всеки следващ етап на наследяване видовото богатство на биоценозата нараства, но на определен етап между видовете започва, конкуренцията започва и на по-късните етапи на последователност броят на видовете, като правило, намалява.

Последните етапи на сукцесията - климаксната общност - се отличават със значителна биомаса на организмите, високо видово разнообразие, изобилие и сложност на хранителните вериги. Това позволява на екосистемите да използват ресурсите на околната среда най-пълно и ефективно и им дават устойчивост на стрес.

Вторични наследявания

Вторичните наследявания се извършват върху субстрати, от които са били премахнати преди това съществували общности. Вторичните наследявания са насочени към възстановяване на увреждането на екосистемите както от естествени причини - пожари, урагани и др., Така и от човешки действия - обезлесяване, пътно строителство, оранжеви полета и др.

Вторичните последователности вървят много по-бързо от първичното, тъй като субстратът вече има готови органични вещества - почва.

Наследяването върху субстрат, който вече съдържа органична материя, се нарича хетеротрофен. Но ако по време на пожар всички органични вещества изгарят напълно, последователността е от първичен тип и се нарича аВтотрофична.

Компилиран учител АКС Гакипова А.Д.

Всички структурни особености на екосистемите са резултат от тяхното развитие. Мащабните ефекти на стреса извеждат екосистемата от равновесие, което често води до нейното унищожаване. Те могат да се появят от вътрешни причини(например образуването на нови видове) или под влияние на външни фактори(например, засоляване, наводнение, въвеждане на видове от „чужда“ фауна и флора) естествен(например, в резултат на повишаване или намаляване на земя, пожари, наводнения, вулканични изригвания, земетресения, отстъпления от ледници) или антропогенно(обезлесяване, пожари, открит добив на полезни изкопаеми, замърсяване, наводняване на парцели под резервоари, изчистване на територии за обработваема земя) произход,да бъде прогресивен(т.е. придружени от увеличаване на производителността и видовото богатство) или, обратно, регрес.

След такова широкомащабно нарушение „пострадалото” място започва да се съживява на няколко етапа. Времевият процес на необратими промени в състава и структурата на биогеоценозата   (Екосистемите) причинени от външни или вътрешни фактори,   Тя се нарича   екологична приемственост   или просто   последователност (Последователност).

Класически пример за наследяване е зараждането на езерото и превръщането му в блато.

Ако биогеоценозата не е в състояние на бърза или средна последователност, тогава производството, биомасата и видовото богатство в нея се колебаят около определена средна стойност в резултат на процесите на саморегулиране въз основа на отрицателна обратна връзка. Такава биогеоценоза е в състояние на динамично равновесие или състояние на хомеостаза.

За съжаление, днес човек почти навсякъде взема екосистемите от стабилно състояние, като по този начин увеличава общата нестабилност на биосферата.

Наследяванията са бавен(последните хилядолетия и десетки хиляди години), среден(век) и бърз(Десетилетие).

Често се наричат ​​отделни етапи   серийни етапи.Всеки етап на наследяване се характеризира с определена общност с преобладаване на определени видове или групи живи същества.

Процесът на формиране на екологични системи отнема много време. Екологичната приемственост обикновено продължава, докато общността не стане стабилна и самоподдържаща се. Необходима е промяна на няколко поколения, докато се установи равновесната характеристика на една стабилна екосистема. Това състояние на окончателно равновесие се нарича менопауза и до общността, която е заемала нарушената зона, се нарича зряла общност.

При различни абиотични условия се формират неравномерни крайни климаксни екосистеми. В сухия и горещ климат ще бъде пустиня; в гореща, но влажна - тропическа гора и др. На планетата има няколко големи земни климатични екосистеми, които се наричат   биоми: тундра, иглолистни гори (тайга), умерени гори, степи, пустини, савани, тропически дъждовни гори.

Така че основната б мисия на Земята е кулминацията на екосистемите на съответните географски зони.

Обикновено се наричат ​​екологични наследявания, в които се увеличава биологичната продуктивност и видовото разнообразие прогресивно.Ако тези параметри намалят - регресивен (дигресивен).Агресията на екосистемите най-често се появява при прекомерни антропогенни влияния върху тях (прекомерна паша на добитък на ливади и др.)

Във всяка местност екосистемите са последователно неравномерни. Установяването на наследствената възраст на екосистемите и биоценозите не е лесна задача. В зависимост от историята на образуването и продължителността на съществуването им, съществуват някои биоценози пионер,други - suktsesiynymi,трето - кулминацията.

При преминаването на фазите на наследяване има общи закони. На първо място, последователността от фази е доста твърдо фиксирана и е характерна за определен клас екосистеми. Установено е също, че последователното забавяне на скоростта на промяна на фазите е валидно последователно. Тя се основава на факта, че колкото по-близо е екосистемата до климаксното състояние, толкова по-бавно е преходът от една фаза към друга.

Екологите разграничават два вида екологични наследявания: първичен   и   вторичен, Кой тип се наблюдава зависи от условията на площадката в началото на процеса.

Първична последователност- това е процес на формиране и развитие на екосистема в празен район: голи скали, пясъчни дюни, сметища в мини и кариери, насипи.

Голият камък не е много подходящ за живот. Семената трудно намират място, подходящо за фиксиране и покълване, и дори ако покълнат, разсадът вероятно ще умре поради действието на вятър и слънце, поради липса на вода. В такива условия може да расте само мъх. Неговите малки спори са фиксирани в най-малките пукнатини. Той улавя частици от скали и хумус, донесени от вода или вятър. В случай на суша, мъхът преминава в неактивно състояние на покой: не се развива, но не умира. Най-малкото овлажняване води до неговото израстване, а по повърхността на скалата расте един мох. Постепенно почвата започва да се натрупва. Заедно с покритието с мъх, той осигурява място за утаяване на растенията, а мъхът запазва водата, необходима за покълването на семената. Големи растения, от своя страна, се натрупват и образуват почватаунищожава скалата с нейните корени. Накрая, почвеният слой е достатъчен за развитието на храсти и дървета. Техните падащи листа и клони не позволяват мъхове и други малки видове да растат, които са започнали първична последователност. На първоначално голите скали мъховете се заменят с треви, а след това с гора. Първичната сукцесия - от етапа на голата скала до менопаузата (зряла гора) може да продължи много стотици години.

По-често срещаният тип наследство е   вторична последователност т.е. възстановяване на екосистема, която някога е съществувала по това време., Пример за това е превръщането на изоставените полета в широколистни гори.

Парцели, където може да се наблюдава вторична сукцесия, могат да бъдат изоставени земеделски земи, изгорени или изсечени горски площи, земи, където растителността е била унищожена в резултат на минни работи, силно замърсени водоизточници, наводнени зони и др. Тъй като има известен слой почва, може да се появи нова растителност само за няколко седмици.

Първо, на изоставено поле (язовир) се заселват треви, които са добре приспособени за колонизация на голи почви. Семената им покълват през пролетта, а през лятото бързо улавят пространството с помощта на пълзящи издънки. Освен това тези билки понасят добре сушата. Въпреки това, те лесно се заместват от по-висшите видове зърнени храни и други билки, които ги засенчват, което изисква по-дълго време за развитие. След това в тревната покривка се въвеждат млади борове, които могат да издържат на пряка слънчева светлина и топлината на откритите пространства. Те засенчват нискорастящи, изискващи добра тревна светлина. Полето е заменено с бор. Но под кедровия балдахин боровите издънки вече не могат да растат - те също нямат светлина. Вместо това, се образува дървесна твърдост, която издържа на хладни сенчести условия. В крайна сметка, когато боровете умират (за 40-100 години), те се заменят с широколистна гора. Пъпките на широколистните растения нормално се развиват под родителския навес, като осигуряват смяната на поколенията и стабилността на популациите, последователността е завършена - настъпва менопауза.

Последователността на всякакъв мащаб завършва с образуването на зряла общност, а в екосистемата всички популации идват в държава динамично равновесие, Освен това, тези екосистеми съществуват в съответствие с вече разгледаните закони и принципи на функциониране на екосистемите.

Наследяванията от всякакъв мащаб се характеризират с редица общи закони, много от които са важни за практическата човешка дейност.:

В хода на наследяването, видовото разнообразие постепенно се увеличава. Това води до усложняване на връзките в общността, разклоняването на хранителните вериги и усложнението на хранителната мрежа, укрепването на регулаторните възможности в системата и нейната стабилност.

Има големи промени в енергийния баланс на системата. От енергийна гледна точка наследяването е нестабилно състояние на общността, което се характеризира с несъответствие между два показателя: брутна производителност и енергиен разход на цялата система за поддържане на жизнената дейност - дишане.

В хода на сукцесията, общата биомаса в общността първо се увеличава, но след това темпът на растеж намалява и на етап климакс биомасата на системата се стабилизира.

В ранните етапи на наследяването нетната производителност на общността е сравнително висока. В зрелите, устойчиви екосистеми почти целият растеж на растителността идва и се консумира в хетеротрофните хранителни вериги, така че нетната производителност на общността се приближава до нула.

Всички екосистеми на полета, градини, пасищни ливади, градини, оранжерии, т.е. всички агроценози, изкуствено създадени в селскостопанската практика, са системи, които са специално подкрепени от хората в началните етапи на наследяването. В агроценозите е тяхна собственост да произвеждат изключително чисти продукти, тъй като всички конкурентни ефекти върху култивираните растения от плевели са възпрепятствани от агротехнически мерки, а образуването на хранителни вериги поради вредители се потиска чрез различни мерки, например химически и биологичен контрол. Но тези общности са нестабилни, неспособни на самолечение и саморегулиране, са обект на заплаха от смърт от масово размножаване на вредители или болести. Поддържането им изисква постоянна дейност на хората.

въведение

Човешкото взаимодействие с природата е един от най-сложните и трудни за решаване проблеми на нашето време. Днес стана ясно, че задачите за опазване на околната среда и икономическото развитие са взаимосвързани: чрез унищожаване и изчерпване на природната среда е невъзможно да се осигури устойчиво икономическо развитие.

Формирането на интегрирана и хармонична система за управление на околната среда е важен проблем пред човека.

оглед    Тази работа е изследване на екологичните системи, последователността и нейните типове.

работната хипотеза   Предполага се, че проучването на тази тема ще бъде ефективно при следните условия:

· Проучване на екологичната пирамида;

· Разглеждане на видовете наследяване;

· Проучване на стабилността и развитието на екосистемите.

основните задачи    работи са:

· Обяснете концепцията и същността на екосистемата;

· Определете видовете екологична приемственост;

· Изследвайте начини за решаване на проблема с взаимодействието на човека с природата.

1. Екологични системи

1.1 , Съставът и структурата на екологичната система. Екологична пирамида

Екологична система    - основната функционална единица на екологията, която включва живи организми (биоценози) и местообитания (екотопи), като всяка от тези части влияе на другата и двете са необходими за поддържане на живота.

Екосистемите са основните природни единици на повърхността на Земята. Това е не само комплекс от живи организми, но всички комбинации от физически фактори. Навсякъде, където човек може да наблюдава ясно единство от растения и животни, обединени от отделна част от околната среда, те говорят за екологична система.

Понятието екосистема не се ограничава до никакви признаци за ранг, размер, сложност и произход. Следователно той е приложим както за сравнително прости изкуствени (аквариум, оранжерия, пшенично поле), така и за сложни природни комплекси на организми и местообитанието им (езеро, гора, океан).

Най- състав на екосистемата    включени са неживи и живи компоненти (таблица)

продължение на таблицата

Неанимационни (абиотични) компоненти Живи (биотични) компоненти
името описание името описание
живи същества и са напълно отговорни за образуването на всички нови органични вещества във всяка екосистема, т.е. са производители на продукти
2) органични съединения въглехидрати, протеини, аминокиселини, хуминови вещества и др., свързващи биотичните и абиотичните части на екосистемите 2) makrokonsumenty   (Поръчка на потребител 1, 2 и др.) хетеротрофни (хранещи се с други) организми, главно животни, които се хранят с растения и други организми. За разлика от производителите на автотрофи, хетеротрофите действат като консуматори и разрушители на органични вещества.
3) климатичен режим осветеност, температура, влажност и други физически фактори. 3) микроконцепции (разлагачи) хетеротрофни организми, главно бактерии и гъбички, които унищожават сложни съединения от мъртва протоплазма, абсорбират някои продукти от разпадането и освобождават неорганични хранителни вещества, подходящи за употреба от производителите

Компоненти, включени в екосистемата.

Структура на екосистемата   , В зависимост от естеството на храната в екосистемата се изгражда екологична пирамида    (хранителна пирамида), състояща се от няколко трофични нива:

1) (най-ниската) е заета от автотрофни организми;

2) хетеротрофни организми от първи ред, които използват растителна биомаса за храна;

3) хетеротрофи с 2 порядъка, хранене с хетеротрофи от 1 ред и т.н.

В сухоземните екосистеми масата на производителите е по-голяма от масата на потребителите, масата на потребителите от първия ред е по-голяма от тази на потребителите от втория ред и т.н. Това се дължи на факта, че храната се използва не само за растежа на организмите, но и за задоволяване на енергийните разходи: дишане, движение, възпроизвеждане, поддържане на температурата. Следователно, графично, моделът на екосистемата има формата на пирамида (фиг. 1).

Фиг. 1. Екологична пирамида

1. Производители (растения); 2. Потребителска 1 поръчка (тревопасни) 3. Потребителски 2 поръчки (месоядни, хищници); 4. Крайни потребители

Проучването на природните екосистеми като цяло се прави в структурен и функционален аспект. Структурно се изследва видовият състав на екосистемата: определя се количеството на микроорганизмите, растенията и животните, обитаващи екосистемата, тяхното количествено съотношение.

Информацията в екологичните системи може да се разбира като енергийно слаб сигнал, който контролира системата. Например, тя може да бъде възприета от нейните организми под формата на кодирано съобщение за възможността многократно по-мощни влияния от други организми или фактори на околната среда, причиняващи реакцията им. По този начин земетресенията, слаби и напълно нечувствителни към хората, са предвестници на по-мощно разрушително земетресение, възприемат се от много животни, които своевременно оставят своите бразди.

По този начин информационната мрежа на екосистема се състои от потоци от сигнали от физикохимичен характер и определя нейните кибернетични възможности (кибернетиката е изкуството на управлението, в.). Управлението в екосистемите се основава на обратна връзка, изобразена от обратна линия, чрез която част от сигналите от изхода на системата се подават обратно към нейния вход (фиг. 2). Влиянието им върху управлението на системата обаче може да се увеличи драстично. В природата нискоенергийните сигнали често причиняват високоенергийни реакции.



Фиг. 2. Механизъм за обратна връзка

Концепцията за екологична система е йерархична. Това означава, че всяка екологична система от определено ниво включва редица екосистеми от предишното ниво, по-малки по размер и самата тя от своя страна е неразделна част от по-голяма екосистема. Например, нека да разгледаме като екосистема увисналата депресия, ограничена от склоновете на междуградската височина (фиг. 4). От своя страна тази система обикновено включва остатъчни езерни, блатни и ливадни растителни съобщества с всички живи същества, които я обитават. Като елементарна екосистема можете да си представите чупка или урина в блато, а по-обща екосистема, обхващаща множество ала и mezhalasnye пространства, може да бъде съответната залесена повърхност на торпеда или пенеплайн.

Продължавайки този диапазон, човек може да се доближи до екологичната система на Земята - биосферата и да се движи надолу - към биогеоценозата, като елементарна биохорологична (хорова - космическа, групова) единица на биосферата. Като се вземе предвид решаващото значение за развитието на живото вещество на Земята от зонални фактори, е разумно да си представим такъв критичен диапазон от координирани екосистеми:

· Елементарно

· Местни

· Зонирано

· Глобални.

И отново е ясно, че границите на екологичните системи са винаги отворени. Това обаче предполага известно рестриктивно ограничение, необходимо и достатъчно за получаване на желаните резултати от изследването.

1.2. Биотична циркулация на вещества и енергия в екологичната система

Цикълът на материята в дадена екосистема се нарича биотични   , Трансферът на материя и енергия в него се извършва главно чрез трофични (хранителни) вериги.

Трофична (хранителна) верига наречен пренос на хранителна енергия от нейния източник - растения чрез редица организми чрез ядене на един организъм от друг. Основата на този процес е следната химична формула:

C0 2 + H 2 0 + Q

C n H m O k + 0 2.

Схемата на пренос на вещества и енергия в естествените екосистеми е представена на фигура 2.



Фиг.2. Схемата на пренос на вещества и енергия в естествените екосистеми.

Екологичната система може да бъде представена като диаграма на енергийния поток (фиг. 3).



Фигура 3. Енергията тече в обикновена трофична верига.

Отделни трофични нива в него са изобразени като резервоари, чийто размер съответства на количеството енергия на съдържащата се в тях биомаса, а диаметърът на каналите, които ги свързват, е величината на енергийните потоци.

Енергията навлиза в екологичната система като поток от слънчева енергия L. Повечето от тях (L u) се разсейват като топлина. Частта от енергията, която ефективно се абсорбира от растенията (La), се преобразува чрез фотосинтеза в енергията на химичните връзки на въглехидрати и други органични вещества (Р g). Част от образуваното вещество се окислява в процеса на дишане на растенията, освобождавайки енергия R, и се използва и в други биохимични процеси на растенията и в крайна сметка се разсейва като топлина (N a). Останалата част от новообразуваните органични вещества определя растежа на растителна биомаса R P |.

Растежът на растителната биомаса се използва рано или късно: част се консумира от първичните потребители, останалата част се обработва от разградители. Потребителските фуражи, размножават се, растат и също така дават продукти P «2, което преминава към следващото трофично ниво към вторичните консулства.

По този начин, по време на прехода от едно трофично ниво към друго, част от наличната енергия не се възприема (N u), някои се дават под формата на топлина, екскременти (N a), а част се изразходва за дишане (R). Средно, когато се движи от едно трофично ниво към друго, общата енергия намалява приблизително 10 пъти (правилото на 10% от R. Lindemann). Колкото по-дълга е хранителната верига, толкова по-малко енергия остава в края си. Следователно броят на трофичните нива никога не е прекалено голям и най-често не надвишава 4-5 нива.

Тъй като незначително количество от първоначално включената енергия навлиза в обратен поток (не повече от 0,25 - 0,35%). говорим за циркулацията на енергия е невъзможно. Има само цикъл от вещества, поддържани от потока на енергия.

1.3. стабилност   и развитие на екосистемите

В нормално състояние всяка екологична система се характеризира със стабилно състояние, наречено хомеостаза,    се характеризира с динамичен (движещ се) баланс между плодородието и смъртността, потреблението и отделянето на материя и енергия.

В същото време всяка екосистема е включена в йерархията на системите и следователно е изложена на външни влияния, които искат да я изведат от равновесие. Ако това въздействие не е твърде грубо, прекъснатите връзки се заменят с други и процесът на прехвърляне на материя и енергия продължава. Това явление се нарича дублиране на околната среда.

Дублиране на околната среда    - процесът на заместване на един вид, който е изчезнал по някаква причина с друг вид, който заема своята екологична ниша. Така че екосистемите се противопоставят на въздействията, които нарушават тяхната стабилност.

Системата е колкото по-надеждна и стабилна, толкова по-голямо е разнообразието от видове. Това предоставя широки възможности за дублиране на околната среда.

В същото време под въздействието на външни и вътрешни фактори в екологичните системи има постоянни промени. Някои видове екосистеми, изпитващи отрицателни въздействия, намаляват броя им, а понякога изчезват и напълно. Други видове могат да се възползват от него и техният брой се увеличава. Има изместване на някои видове от други.

Процесите на последователни промени в състоянието на екосистемите в пространството или във времето, придружени от промяна в състоянията и свойствата на всички негови компоненти, се наричат ​​сукцесии.

Способността на една екосистема да сравнително напълно самостоятелно да се поправи и саморегулира по време на наследяването или еволюционния сегмент от своето съществуване се нарича екологична надеждност   , Най-простият механизъм за поддържане на екологичната надеждност на една екосистема е да се замени пенсионираният вид по каквато и да е причина с екологично близо. С по-дълбоко нарушение, заместването се осъществява на общностно ниво на различни нива, до биогеоценози.

2. Наследство и неговите видове

2.1. Понятие за наследяване

Възстановяването на дисбаланс от екосистема преминава през добре дефинирани етапи.

Екосистемата може да бъде изведена от равновесие по много начини. Това обикновено е пожар, наводнение или суша. След такъв дисбаланс новата екосистема се възстановява и този процес е редовен и се повтаря в най-различни ситуации. Какво се случва в увредена екосистема? На мястото на безпокойството някои видове и цялата екосистема се развиват по такъв начин, че редът на поява на тези видове е еднакъв за подобни смущения и подобни местообитания. Тази последователна промяна на някои видове от други е същността на екологичната приемственост.

последователност    (от латински. successio - непрекъснатост, наследство), последователната подмяна на някои фитоценози (биоценози, биогеоценози) от други върху определена част от околната среда.

наследяването    - Това са постепенни, необратими, насочени промени в екосистемите, които възникват в резултат на външни и вътрешни причини на една и съща територия под влияние на природни фактори или човешки влияния.

Има много форми на наследяване: пирогенни, катастрофални, антропогенни и др. Причината за пирогенните сукцесии са пожари; катастрофални - вулканични изригвания, урагани, необичаен наводнение, масово възпроизвеждане на вредители и др .; антропогенна - икономическа дейност на човека.

2.2. Причината за наследяването (частно)

Промените на приемствеността обикновено се приписват на факта, че съществуващата екосистема (общност) създава неблагоприятни условия за организмите, които я запълват (умора в почвата, непълно циркулиране на вещества, самоотравяне от продуктите на изолация или разлагане и др.). Такива явления са реални, но не обясняват всички случаи на промени в екосистемата. Например, в северните гори въвеждането на смърчови дървесни общности под сенника се дължеше предимно на факта, че последният използва биологичните свойства на първия чрез слабо засенчване на почвата. Самите почвени условия остават не само благоприятни за широколистни насаждения, но и постепенно се подобряват за тях (натрупват се хранителни вещества, намалява киселинността и т.н.) Следователно няма причина да се говори за самоотравяне или други подобни причини за смяна.

Мнението, че появата на смърч под навеса на широколистни гори и дървесни насаждения не се потвърждава безусловно, поради факта, че в млада възраст този вид изисква засенчване. Известно е например, че смърчът расте добре в млада възраст с пълно осветление (много по-добре, отколкото под навеса на други дървесни видове). Това, по-специално, се свидетелства от многобройни примери за създаването на култивирани фитоценози от смърч (засаждане на млади растения или засяване на семена) на открити пространства.

2.3. Човешки фактор

Наред с природните фактори причините за динамиката на екосистемите са все по-често хората. Към днешна дата те са унищожили повечето местни (кулминационни) екосистеми. Например степът е почти напълно разоран (запазен само в защитени територии). Преобладаващите горски територии са представени от преходни (временни) екосистеми от широколистни дървесни видове (бреза, трепетлика, по-рядко върба, елша и други). Тези гори обикновено се наричат ​​производни или вторични. Както бе отбелязано по-горе, те са междинни етапи на наследяване. Човешките дейности, като източване на влажни зони и прекомерно натоварване на горите, също водят до промени в екосистемите. Например в резултат на отдих на населението (отдих), химическо замърсяване на околната среда, повишена паша на добитък, пожари и др. Човешките въздействия често водят до опростяване на екосистемите. Такива явления обикновено се наричат ​​дегресия. Има например пасища, развлечения и други деградации. Промените от този тип обикновено се завършват не от кулминационни екосистеми, които се характеризират с усложнение на структурата, а с етапи на катоценозата, които често завършват с пълното разпадане на екосистемите. Екосистемите Climax обикновено са чувствителни към различни интервенции в живота си. Към подобни влияния, освен иглолистните гори, чувствителни са и други местни общности, например дъбовите гори. Това е една от причините за катастрофалната смърт на дъбовите гори през съвременния период и замяната им, както и иглолистните гори с по-малко ценни, но по-устойчиви временни екосистеми от бреза, трепетлика, храсти или треви. Последното е особено типично при унищожаването на степни и лесостепни дъбови гори.

2.4. Видове наследявания

Успехите, с които се запознахме в примера на горската зона, се наричат ​​първични, защото започват с първоначално безжизнено пространство (субстрат). В допълнение към скалните сметища, такива последователности могат да започнат върху пясъчни ограждения, продукти от вулканични изригвания (замръзнала лава, пепелни отлагания) и др.

Заедно с първичния излъчва вторична последователност. Последните се различават от основните по това, че обикновено започват не от нулеви стойности, а възникват на мястото на нарушени или унищожени екосистеми. Например, след обезлесяването, горските пожари, когато се отглеждат площи под земеделска земя. Основната разлика между тези последователности е, че те се срещат несравнимо по-бързо от първичните, тъй като започват от междинна фаза (треви, храсти или дървесни пионерни растения) и на фона на по-богати почви. Разбира се, вторичната приемственост е възможна само в тези случаи, ако човек няма силно и трайно въздействие върху развиващите се екосистеми. В последния случай, както е отбелязано по-горе, процесът ще следва модела на дегресия и ще завърши с етап на катаценоза и опустиняване на териториите.

Има и автотрофни и хетеротрофни сукцесии. Горните примери за наследявания са автотрофни, тъй като всички те се провеждат в екосистеми, където растителността е централната връзка. Промените в хетеротрофните компоненти са свързани с неговото развитие. Подобни наследства са потенциално безсмъртни, тъй като през цялото време те се презареждат с енергия и материя, които се образуват или фиксират в организмите по време на фотосинтеза или хемосинтеза. Те са завършени, както бе отбелязано, кулминационният етап на развитие на екосистемите.

Към хетеротрофните се отнасят тези наследявания, които се появяват в субстрати, където няма живи растения (производители) и участват само животни (хетеротрофи) или мъртви растения. Този тип наследяване се осъществява само доколкото има доставка на готово органично вещество, в което се подменят различни видове разрушителни организми. Тъй като органичната материя се унищожава и се освобождава енергия от нея, последователността серия приключва и системата се разпада. По този начин тази последователност е по своята същност разрушителна. Примери за хетеротрофни са сукцесии, които се появяват например по време на разлагането на мъртво дърво или труп на животни. Така че при разлагането на мъртво дърво могат да се разграничат няколко етапа на хетеротрофни смени. Първите върху мъртво, често отслабено дърво, бръмбари от насекоми се заселват. След това те се заменят от насекоми, които се хранят с дърво (ксилофаги). Те включват ларви на мряна, златни рибки и други. Едновременно с това има промени в популацията на гъбите. Те имат приблизително следната последователност: пионерни гъби (обикновено боядисват дърво в различни цветове), разрушителни гъбички, които допринасят за появата на меко гниене, и овлажнители, които превръщат част от гнило дърво в хумус. Бактериите също присъстват на всички етапи на наследяване. В крайна сметка органичната материя в по-голямата част се разлага до крайните продукти: минерали и въглероден диоксид. Хетеротрофните сукцесии се прилагат широко при разграждането на детрит (в горите той е представен от горна постеля). Те се срещат и в екскретите на животни, в замърсените води, по-специално те интензивно продължават с биологично третиране на води, използвайки активирана утайка, наситена с голям брой организми.

2.5. Общи закони на процеса на наследяване

За всяка последователност, особено първична, характеризираща се със следните общи модели на процеса:

1. В началните етапи разнообразието на видовете е незначително, производителността и биомасата са ниски. но с развитието на приемствеността тези цифри се увеличават.

2. С развитието на последователността на последователността връзката между организмите се увеличава. Броят и ролята на симбиотичните връзки особено се увеличават. Местообитанието се развива по-пълно, веригите и енергийните мрежи стават все по-сложни.

3. Броят на свободните екологични ниши намалява, а в кулминационната общност те отсъстват или са в минимум. В тази връзка, с развитието на приемствата, вероятността от огнища на броя на отделните видове намалява.

4. Интензифицират се процесите на циркулация на веществата, енергийния поток и дишането на екосистемите.

5. Скоростта на процеса на шествие до голяма степен зависи от продължителността на живота на организмите, които играят основна роля в състава и функционирането на екосистемите. В тази връзка най-дългата последователност в горските екосистеми. Накратко, те са в екосистеми, където автотрофната връзка е представена от тревисти растения и още по-бързо във водни екосистеми.

6. Неизменността на крайния (кулминационен) етап на наследяване е относителна.

В същото време динамичните процеси не се спират, а само се забавят.

Динамичните процеси продължават поради промени в местообитанието, промяна на поколения организми и други явления. Сравнително голяма част заемат динамичните процеси на цикличния (колебателен) план.

7. В зрял стадий на кулминационната общност биомасата обикновено достига максимални или близки до максимални стойности. Производителността на отделните общности на етапа на менопаузата е нееднозначна.

Обикновено се счита, че с развитието на процеса на приемственост, производителността се увеличава и достига максимум на междинни етапи, а след това рязко намалява в кулминационната общност. Последното се приписва, първо, на факта, че в този момент максимумът от първичното производство се консумира от потребителите, и второ, екосистемата развива изключително голяма маса от асимилиращия апарат, което води до липса на светлина, което води до намаляване на интензивността на фотосинтезата, като същевременно увеличава загубите продукти на асимилация при дихателни автотрофи.

Тези разпоредби не могат да бъдат разширени за всички кулминационни общности. Например няма реални предпоставки за увеличаване на броя на хетеротрофите в иглолистните гори в сравнение с широколистните. По-скоро в последния има повече потребители на зелени продукти и по-вероятно огнища на броя на отделните видове фитофаги, например, насекоми.

Няма и теоретични предпоставки, нито актуални данни, които да показват, че в зряла система на климакс, например в смърчови гори, масата на иглите достига прекалено високи стойности. Това противоречи на принципите на приспособяване към увеличаване на биогенната геохимична енергия от организмите като условие за тяхното оцеляване (вторият биогеохимичен принцип на В. И. Вернадски). Целият горски опит показва и най-висока продуктивност на климаксните горски съобщества (по отношение на горската зона на иглолистни или смесени иглолистно-широколистни гори). В противен случай, от гледна точка на получаването на продукти (дървесина) е неизбежно да се заключи, че не е препоръчително да се съсредоточаваме върху отглеждането и запазването на кулминационните етапи на горите.

По отношение на други екосистеми, като например поляната, можем да се съгласим, че възможностите за получаване на продукти на етап климакс са намалени, но не защото неговият растеж е намален (увеличава се, производителност), а по причина, че по-голяма част от него е отчуждена от хетеротрофи. формиране на стабилни вериги на видания.

С други думи, продуктивността на екосистемите в кулминационните етапи на наследяването е висока. Като правило, максимумът се дължи на по-пълното развитие на пространството. Въпреки това, способността на дадено лице да премахне първичното производство е ограничена (понякога до нула) поради включването й в хранителната верига.

заключение

Екологична система е съвкупност от живи организми и техните местообитания, свързани помежду си чрез метаболизъм, енергия и информация, които могат да бъдат ограничени в пространството и във времето за важни за конкретни изследователски принципи.

В абстрактно отношение е разгледана йерархията на екологичните системи и е показано, че всяка екологична система се състои от подсистеми. Тяхното количествено и качествено различие не може да бъде строго фиксирано, а определено от физиографски и други условия на живот. Или, въз основа на правилото за пълнота на компонентите: броят на функционалните компоненти на екосистемата и отношенията между тях в квазистационарното му състояние винаги са оптимални.

Нарушаването на това правило, причинено от вътрешното саморазвитие на системата, или външното му влияние, извежда системата от равновесие и стимулира прехода й към различно качество.

В тази статия е разгледана и екологичната последователност.

Последователността на всякакъв мащаб завършва с образуването на зряла общност, а в една екосистема всички популации влизат в състояние на динамично равновесие.

В хода на наследяването, видовото разнообразие постепенно се увеличава.

От енергийна гледна точка наследяването е нестабилно състояние на общността, което се характеризира с несъответствие между два показателя: брутна производителност и енергиен разход на цялата система за поддържане на жизнената дейност - дишане.

Премахвайки излишъка от чисти продукти от общностите, които са в началото на развитието на наследяването, ние го забавяме, но не подкопаваме основата на съществуването на общността.

Интерференцията в стабилни, климакс системи неминуемо причинява дисбаланс. Докато нарушението не надвишава самовъзстановяващата способност на системата, вторичните последователности могат да го върнат в първоначалното си състояние - това се използва, например, при планиране на дърводобив.

По този начин целта на тази работа беше постигната, всички задачи бяха решени.

Списък на използваните източници

1. Akimova, T.A. Екология: Учебник за университети / ТП. Акимов, ВЛЗ. Haskin. - М: ЕДИНСТВО, 1998, - 445 с.

2. Илина Т.А. Екология и опазване на природата [Електронен ресурс] - Режим на достъп: http: //revolutionecology/00074999_0.html.

3. Кормилицин, В.И. Основи на екологията: Учебник, ръководство / V.TS. Kormilidin. - М .: Интерстил. 1997. - 368 s.

4. Маврищев, В.В. Основи на общата екология: Учебник. ръководство / В.В., Маврищев. - Mn. училище., 2000, - 317 с.

5. Опазване на околната среда: Учебник, за технологии. специални, университети / изд. SZ .   Белов. - М .: Висше училище, 1991. - 319 с.

6. Reimers, N.F. Защита на природата и околната среда на човека: Лексика / НФ. Reimers. - М: Просвещение, 1992. - 320 с.

7. Shimova, O.S. Основи на екологията и икономика на околната среда: Учебник / О.С. Shimova, N.K. Соколовски. - Минск: БФБС, 2001 - 367 с.

8. Екология и безопасност на живота: Proc. ръководство за университети / изд. LA Ant. - М. ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.

9. Екология: Учебно ръководство / Общ ред. SA Боголюбов. - М: Знание, 1997. - 288 с.