Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Круговорот веществ и поток энергии в
экосистемах

Кормленье главной метод движения веществ и энергии.

Организмы в экосистеме соединены общностью энергии и питательных
веществ, тот или другой нужны для поддержания жизни. Основным
источником энергии для подавляющего большинства живых
организмов на Свету приходит Солнце. Фотосинтезирующие
организмы (зеленоватые растения, цианобактерии, некие
бактерии) конкретно применяют энергию солнечного света.

Круговорот веществ и поток энергии в
экосистемах

Кормление главной метод движения веществ и энергии.

Организмы в экосистеме соединены общностью энергии и питательных
веществ, тот или иной нужны для поддержания жизни. Ключевым
источником энергии для подавляющего большинства живых
организмов на Свету приходит Солнце. Фотосинтезирующие
организмы (зеленоватые растения, цианобактерии, некие
бактерии) прямо применяют энергию солнечного света.
При всем этом из углекислого газа и воды образуются трудные
органические вещества, в тот или другой количество солнечной энергии
скапливается в форме хим энергии. Органические
вещества служат источником энергии не совсем только для самого
растения, да и для вторых организмов экосистемы. Высвобождение
заключенной в еде энергии происходит в процессе дыхания.
Продукты дыхания углекислый газ, вода и неорганические
вещества могут опять применяться зеленоватыми растениями. В
итоге вещества в принесенной экосистеме совершают нескончаемый
круговорот. При всем этом энергия, заключенная в еде, не совершает
круговорот, а равномерно преобразуется в тепловую энергию и
уходит из экосистемы. Оттого нужным договором
существования экосистемы приходит неизменный приток энергии
извне (рис. 14.5).

Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Рис. 14.5. Сулммарный поток энергии (черные стрелки)
и круговорот веществ (ясные стрелки) в экосистеме.

Этаким образом, базу экосистемы сочиняют автотрофные
организмы продуценты (изготовители, созидатели),
тот или иной в процессе фотосинтеза делают богатую энергией еду
первичное органическое вещество. В наземных экосистемах
более принципиальная роль принадлежит высшим растениям, тот или иной,
образуя органические вещества, приносят начало цельным трофическим
касательствам в экосистеме, служат субстратом для почти всех животных,
грибов и микроорганизмов, энергично влияют на локальный климат
биотопа. В аква экосистемах ключевыми производителями
первичного органического вещества прибывают водные растения.

Готовые органические вещества применяют для получения и
скопление энергии гетеротрофы, либо консументы
(потребители). К гетеротрофам касаются растительноядные
животные (консументы I Порядка), хищные, живущие за счет
растительноядных форм (консументы II порядка), употребляющие
вторых хищных (консументы Ш порядка) и т. д.

Предназначенную группу консументов сочиняют редуценты
(разрушители, или] деструкторы), разлагающие органические
остатки продуцентов и консументов до обычных неорганических
соединений, тот или иной зат-ем применяются продуцентами. К
редуцентам касаются ключевым образом микрорганизмы бактерии
и грибы. В наземных экосистемах неподражаемо главное значение располагают
почвенные редуценты, привлекающие в корпоративный круговорот
органические вещества отмерших растений (они употребляют до 90%
первичной продукции леса). Этаким образом, каждый живой
организм в составе экосистемы занимает определенную
экологическую нишу (площадь) в трудной порядку экологических
отношений с вторыми организмами и абиотическими
соглашениями среды.

Пищевые цепи (сети) и трофические степени. Основанием всякий
экосистемы, ее фундаментом прибывают пищевые (трофические) и
сопутствующие им энерго взаимоотношения. В их непрерывно
происходит перенос Вещества и энергии, тот или иной заключены в
еде, сделанной в большей степени растениями.

Перенос возможной энергии еды, сделанной растениями,
спустя ряд организмов методом поедания одних обликов вторыми
именуется цепью кормленья либо пищевой цепью, а
каждое ее звено трофическим ватерпасом (рис. 14.6).

Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Рис. 14.6. Цепи кормленья африканской саванне.

1-ый трофический ватерпас образуют продуценты (растения),
2-ой первичные консументы (растительноядные животные),
3-ий вторичные консументы (хищные животные и
паразиты). Так как каждый организм обладает немного
источников кормленья и сам приходит объектом кормленья для вторых
организмов из одной и той же пищевой цепи либо даже из различных
(всеядные организмы, к примеру человек, медведь, воробей,
употребляют как продуцентов, так и консументов, т. е. живут на
различных трофических степенях), цепи кормленья часто
разветвляются и переплетаются в трудные пищевые сети
(рис. 14.7).

Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Рис. 14.7. Сети кормленья в экологической порядку.

Есть два главных разновидности пищевых цепей пастбищные (цепи
выедания, либо цепи употребления) и детритные (цепи разложения).
Пастбищные цепи начинаются с продуцентов: клевер
>зайчик > волк; фитопланктон (водные растения) >
зоопланктон (простые) >плотва > щука >
скопа.

Детритные цепи начинаются от растительных и животных
остатков, какашек животных детрита; идут к
микроорганизмам, тот или иной ними насыщаются, а потом к небольшим
животным (детритофагам) и к их потребителям хищникам.
Детритные цепи более всераспространены в лесах, где великая
количество (наиболее 90%) ежегодного прироста биомассы растений не
потребляется прямо растительноядными животными, а
отмирает, подвергаясь разложению (сапротрофными организмами) и
минерализации. Обычным образцом детритной пищевой взаимоотношения наших
лесов приходит должно: листовая подстилка >
дождевой червяк > темный дрозд>
ястреб-перепелятник. Не считая дождевых червяков, детритофагами
прибывают мокрицы, клеши, ногохвостки, нематоды и др.

Экологические пирамиды. Пищевые сети снутри каждого
биогеоценоза располагают добро выраженную структуру. Она
характеризуется численностью, масштабом и корпоративной массой
организмов биомассой на каждом ватерпасе цепи кормленья. Для
пастбищных пищевых цепей типично рост густоты
популяций, скорости размножения и продуктивности их биомасс.
Понижение биомассы при переходе с один-одинешенек пищевого ватерпаса на
второй обосновано тем, что далековато не вся еда ассимилируется
консументами. Так, к примеру, у гусеницы, кормящейся листьями,
в кишечном тракте всасывается лишь половина растительного
субстанции, остальное выделяется в внешности какашек. Не считая
того, великая количество питательных веществ, всасываемых
кишечным трактом, расходуется на дыхание и едва лишь 1015% в окончательном
счете применяется на учение новейших клеток и тканей
гусеницы. По данной причине продукция организмов каждого
следующего трофического ватерпаса постоянно младше (в среднем в 10
разов) продукции предшествующего, т. е. масса каждого следующего
звена в цепи кормленья прогрессивно убавляется. Эта
закономерность приобрела заглавие управляло экологической
пирамиды
(рис. 14.8).

Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Рис, 14.8. Упрощенная экологическая
пирамида.

Распознают три метода составления экологических пирамид:

1. Пирамида численностей отражает численное соотношение
особей различных трофических ватерпасов экосистемы. Ежели организмы в
границах один-одинешенек либо различных трофических ватерпасов сильно
отличаются меж собой по масштабам, то пирамида численностей
приносит искаженные представления о истинныхсоотношениях
трофических ватерпасов. К примеру, в обществе планктона
численность продуцентов в 10-ки и сотки разов преимущественно
численности консументов, а в лесу сотки тыщ консумен-тов
могут кормиться органами один-одинешенек дерева продуцента.

2.   Пирамида биомасс указывает численность
живого вещества, либо биомассы, на каждом трофическом ватерпасе. В
большинстве наземных экосистем биомасса продуцентов, т. е.
суммарная масса растений большая, а биомасса организмов
каждого следующего трофического ватерпаса младше предшествующего.
Но в неких обществах биомасса консументов I порядка
посещает преимущественно биомассы продуцентов. К примеру, в океанах, где
генеральными продуцентами прибывают одноклеточные водные растения с
высочайшей скоростью размножения, их годовая продукция в 10-ки
и даже сотки разов может превосходить запас биомассы. Совместно с тем,
вся интеллигентная водными растениями продукция так живо вовлекается
в цепи кормленья, что скопление биомассы водных растений не много, но
вследствие больших темпов размножения незначительный их запас
оказывается достаточным для поддержания скорости воспроизведенья
органического вещества. В взаимоотношения с сиим в океане пирамида
биомасс обладает обратное соотношение, т. е. «перевернута». На
высших трофических степенях преобладает тенденция к скоплению
биомассы, потому что продолжительность жизни хищников крупна, скорость
оборота их генераций, напротив, малюсенька, и в их теле
задерживается полноценная количество вещества, поступающего по
цепям кормленья.

3.   Пирамида энергии отражает величину
потока энергии в цепи кормленья. На форму данной пирамиды не
влияют размахи особей, и она постоянно будет располагать треугольную
форму с обширным основанием внизу, как это диктуется вторым
законом термодинамики. Оттого пирамида энергии приносит более
полное и исполнительное представление о многофункциональной организации
общества, о целых обменных действиях в экосистеме. Ежели
пирамиды чисел и биомасс отражают статику экосистемы
(численность и биомассу организмов в этот причина), то
пирамида энергии динамику прохождения массы еды спустя цепи
кормленья. Этаким образом, основание в пирамидах чисел и биомасс
быть может преимущественно либо младше, чем следующие трофические
степени (в зависимости от соотношения продуцентов и консументов
в разнообразных экосистемах). Пирамида энергии постоянно суживается
наверх. Это обосновано тем, что энергия, затраченная на
дыхание, не дается на должно трофический ватерпас и
уходит из экосистемы. Оттого каждый следующий ватерпас
постоянно будет младше предшествующего. В наземных экосистемах
убавление числа доступной энергии как правило сопровождается
понижением численности и биомассы особей на каждом трофическом
ватерпасе. Вследствие эких большущих утрат энергии на учение
новейших тканей и дыхание организмов цепи кормленья не могут иметься
высокими; как правило они состоят из 35 звеньев (трофических
ватерпасов).

Познание законов продуктивности экосистем, вероятность
количественного учета потока энергии располагают главное практическое
значение, так как продукция естественных и искусственных
сообществ (агроиенозов) приходит главным источником запасов
еды для населения земли. Исполнительные расплаты потока энергии и
масштабов продуктивности экосистем разрешают регулировать в
их круговорот веществ этаким образом, чтоб добиваться
наивеличайшего выхода нужной для жителя нашей планеты продукции.


Posted in ЭкоНаука by with comments disabled.