Последовательный конспект понятий из всех 76 заданий темы без копирования теста.
Тема 48. Экосистемы
1. Экосистема, биогеоценоз и их компоненты
Экосистема объединяет сообщество организмов и неживую среду, связанные обменом веществ и потоком энергии. Живую часть называют биоценозом, а совокупность условий конкретной территории — биотопом. Биогеоценоз — наземная экосистема с относительно однородными растительностью, почвой и микроклиматом. Границы экосистемы выбирают по задаче исследования: ею может быть лужа, лес или целый океан.
2. Структура и разнообразие экосистем
В экосистеме различают видовую, пространственную и трофическую структуры. Ярусность леса и распределение организмов по зонам водоёма уменьшают конкуренцию и позволяют полнее использовать ресурсы. Чем больше экологических ниш и связей, тем сложнее сообщество. Наземные и водные экосистемы различаются ведущими факторами среды, но подчиняются одинаковым законам передачи энергии.
3. Продуценты, консументы и редуценты
Продуценты создают органические вещества из неорганических: чаще всего это зелёные растения и водоросли. Консументы получают готовое органическое вещество, поедая продуцентов или других консументов. Редуценты — главным образом бактерии и грибы — разлагают остатки до минеральных соединений и возвращают элементы в круговорот. Один вид может занимать разные трофические позиции в зависимости от рациона.
4. Пастбищные и детритные цепи питания
Цепь питания показывает последовательность переноса вещества и энергии. Пастбищная цепь начинается с живого продуцента: растение → растительноядное животное → хищник. Детритная начинается с мёртвого органического вещества, которым питаются детритофаги и микроорганизмы. Стрелку проводят от пищи к тому, кто её потребляет: она показывает направление передачи энергии.
5. Трофические уровни и пищевые сети
Первый трофический уровень занимают продуценты, второй — консументы первого порядка, далее следуют хищники более высоких порядков. В природе организмы обычно входят сразу в несколько цепей, поэтому они соединяются в пищевую сеть. Исчезновение одного вида может изменить численность многих других. Положение всеядного организма определяют отдельно для каждой конкретной цепи.
6. Экологические пирамиды и правило десяти процентов
Пирамиды чисел, биомассы и энергии сравнивают трофические уровни. При переходе к следующему уровню передаётся в среднем около 10% энергии, а остальное расходуется на жизнедеятельность и рассеивается как тепло. Поэтому длинные цепи встречаются редко. Для расчёта биомассы снизу вверх результат обычно делят на десять, а сверху вниз — умножают на десять для каждого перехода.
7. Продуктивность и поток энергии
Первичная продукция — органическое вещество, созданное продуцентами. Валовая первичная продукция включает всё синтезированное вещество, а чистая остаётся после затрат продуцентов на дыхание и доступна следующим уровням. Вторичную продукцию формируют консументы. В отличие от химических элементов, которые многократно участвуют в круговоротах, энергия проходит через экосистему однонаправленно и требует постоянного притока от Солнца.
8. Взаимодействия между популяциями
Хищничество и паразитизм выгодны одному участнику и вредят другому. Конкуренция ухудшает положение обоих видов, если они используют ограниченный общий ресурс. При мутуализме выигрывают оба партнёра, при комменсализме один получает пользу без заметного влияния на другого. Нейтральность означает отсутствие существенного прямого воздействия, хотя косвенные связи в одной экосистеме сохраняются.
9. Трофические, топические, форические и фабрические связи
Трофические связи возникают при питании одним организмом, его частями или продуктами. Топические проявляются, когда один вид изменяет условия обитания другого или служит ему опорой. Форические связи связаны с переносом организмов, семян или спор, а фабрические — с использованием материалов другого вида для строительства убежища. В одном примере могут одновременно сочетаться несколько типов связей.
10. Сукцессии и развитие экосистем
Сукцессия — закономерная последовательная смена сообществ на одной территории. Первичная сукцессия начинается на поверхности без сформированной почвы, например на застывшей лаве; первыми часто поселяются лишайники и мхи. Вторичная идёт после нарушения, когда почва и часть организмов сохранились, поэтому восстановление происходит быстрее. Со временем формируется относительно устойчивое зрелое сообщество.
11. Устойчивость и саморегуляция
Экосистема поддерживает динамическое равновесие благодаря обратным связям: рост численности потребителей уменьшает ресурс и затем ограничивает самих потребителей. Разнообразие видов создаёт частично взаимозаменяемые пути передачи вещества и энергии. Поэтому сложные пищевые сети обычно лучше выдерживают умеренные изменения, хотя любое сообщество имеет предел устойчивости. После сильного нарушения запускаются процессы восстановления.
12. Агроценозы и природные экосистемы
Агроценоз создаёт и поддерживает человек для получения продукции. Обычно он имеет меньше видов, короткие пищевые цепи и высокую продуктивность выбранной культуры, но слабее саморегулируется. Урожай выносит вещества, поэтому необходимы удобрения, полив, защита растений и другие внешние затраты. Природная экосистема разнообразнее, обладает более разветвлённой сетью связей и способна дольше существовать без постоянного вмешательства.
