И абиотическая среда - Конспект Лекций, раздел Биология, Лекция 2. Взаимодействие живых организмов со средой их обитания8 Основным Предметом Экологии Как Науки, Изучающей Взаимодействие Живых Организ...
Основным предметом экологии как науки, изучающей взаимодействие живых организмов с окружающей средой, является экологическая система или экосистема.
Экосистемой называется безразмерная устойчивая система компонентов живой и неживой природы, в которой осуществляется внешний и внутренний круговорот веществ, переход энергии и обмен информации. Термин "экосистема" был предложен в 1935г. английским экологом А. Тэнсни и в настоящее время является общепринятым.
Любая экосистема является сложной структурой, состоящей из двух основных частей: биотических компонентов (биота или биотическое сообщество) и абиотических компонентов (экотоп).
Структура экосистемы:
* Биотическое сообщество (биотоп) - совокупность всех живых организмов (живое вещество - растения, животные, микроорганизмы и пр.), входящих в данную экосистему.
* Абиотическая среда (экотоп) - совокупность компонентов неживой природы (биокосное и косное вещество), входящих в экосистему.
К абиотической среде относятся:
- химические вещества (органические и неорганические), находящиеся в постоянном круговороте между живой и неживой природой;
- вода, воздух, почва и горные породы, присутствующие в экосистеме;
- климатический режим местности (освещенность, температура, количество осадков и т. д.);
а также другие компоненты неживой природы, составляющие среду обитания живых организмов экосистемы.
Таким образом, экосистема включает в себя все живые организмы, обитающие на данном участке, а также находящееся с ними во взаимодействии косное и биокосное вещество.
В качестве примера можно привести экосистему водоема (см. рис. 3), которая состоит из биоты (планктона, высших растений, водных организмов и т.д.), находящихся в тесном взаимодействии с экотопом (водной средой, грунтом, климатическими факторами и т.д.). Причем между биотой и экотопом осуществляется постоянный обмен веществом, энергией и информацией.
Согласно современной терминологии, к экосистеме можно отнести любую, без учета масштаба, систему абиотических и биотических компонентов, находящихся в более тесном взаимодействии между собой, чем с окружающей средой. В зависимости от величины выделяют следующие уровни экосистем:
I. Глобальная экосистема - это биосфера Земли, представляющая собой совокупность биотических и абиотических компонентов планеты.
II. Макроэкосистемы - экосистемы, занимающие значительные территории на земной поверхности; к ним относятся океаны, континенты, тундра, тайга и т.п.
III. Мезоэкосистемы - экосистемы среднего уровня, меньше по масштабу, чем макроэкосистемы; это поля, реки, озера, степи и т.п. природные объекты.
IV. Микроэкосистемы - к ним можно отнести муравейник, старый пень в лесу собитающими на енем много численными живыми организмами, комнатный аквариум, обычную лужу и т.д.
Все экосистемы делятся на природные и антропогенные (то есть созданные человеком).
Природные экосистемы обычно достаточно устойчивы - они самопроизвольно обмениваются веществом и энергией с окружающей средой и за счет этого могут существовать долгое время. Экосистемы, обладающие отлаженным обменом веществом и энергией с внешней средой, называются открытыми.
Многие антропогенные экосистемы являются закрытыми - они лишены возможности самостоятельно обмениваться необходимыми компонентами с окружающей средой. Для поддержания стабильности во времени закрытых экосистем необходимо искусственно создавать в них внешние потоки вещества и энергии.
Примером закрытой экосистемы является обычный комнатный аквариум. Без вмешательства человека такая экосистема постепенно деградирует. Для поддержания стабильности требуется искусственно осуществлять круговорот веществ: вносить корм, очищать дно и стенки аквариума, проводить аэрацию (насыщение воды воздухом).
Таким образом, для продолжительного существования природных и антропогенных экосистем любого уровня необходимо выполнение следующих условий:
1) Поступление достаточного количества энергии от окружающей среды, ее накопление, преобразование в другие виды энергии и экспорт в окружающую среду.
2) Круговорот веществ (самопроизвольный или искусственный) между экосистемой и внешней средой.
В экосистеме существует внутренний круговорот веществ: различные органические и неорганические вещества могут использоваться многократно и поочередно входить в состав различных компонентов экосистемы. Чем лучше организован внутренний круговорот веществ, тем автономней экосистема.
В отличии от потока веществ, поток энергии направлен в одну сторону: энергии поступает от окружающей среды, преобразуется в другие виды энергии или накапливается в виде запаса энергии в органическом веществе, и экспортируется в окружающую среду. Следует отметить, что большая часть получаемой экосистемой энергии рассеивается в виде тепла - в форме энергии, наименее пригодной для использования.
Таким образом, даже при хорошо отлаженном внутреннем круговороте веществ, необходимо постоянное поступление в экосистему новых порций энергии, компенсирующих энергетические потери.
Только выполнение перечисленных условий поддерживается экологическое равновесие и осуществляется развитие экосистем.
К О Н С П Е К Т Л Е К Ц И Й... П О Э К О Л О Г И И...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
И абиотическая среда
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ИНСТРУКЦИЯ
Для использования в учебном процессе данного учебного пособия студенты должны выполнить следующие мероприятия:
1. Выполнить практическую работу по освоению термино-понятийн
Лекция.
Тема: Введение в общую экологию. Основные термины и понятия
1. Экология - это наука о взаимодействии живых организмов со средой их обитания.
Классическая экология
Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия.
Из второго закона термодинамика также следует, что самопроизвольно происходят только процессы, сопровождающиеся рассеянием энергии и увеличением энтропии - меры беспорядка(DS>0)
Гомеостаз и устойчивость экологических систем. Сукцессия.
На экосистему воздействует большое количество факторов, которые стремятся вывести ее из состояние равновесия. Но природа имеет механизмы, направленные на поддержание равновесия. Таким образом, для
Толерантность.
Шелфорду принадлежит и формулировка закона толерантности, как бы суммирующего законы максимума и минимума: лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум
Адаптации. Жизненные формы.
Для каждого вида организмов существуют свои оптимальные параметры экологических факторов (свой диапазон толерантности). При постоянном воздействии какого-либо экологического фактора сверх лимитируе
Экологическая ниша организма.
Растения и животные могут обитать только там, где условия подходят для них. Каждый организм имеет свое местообитания - место, где он живет или где его обычно можно найти. В экологии существует боле
Принципы рационального природопользования. Безотходные технологии.
При переходе от биосферы к ноосфере важным этапом является разработка и внедрение в жизнь принципов рационального природопользования. Человеку необходимо научиться так регулировать свою хозяйственн
Экологический мониторинг.
Для перехода биосферы в ноосферу необходимо исключить все отрицательные последствия природопользования и исправить те, что уже имели место.
Для эффективного управления качеством природной
Биосфера, ее структура
Средой обитания всех живых организмов Земли, в том числе человека, является биосфера.
Биосфера - это все живое вещество Земли и область его распространения. Биосфера представляет собой обо
Эволюция биосферы. Живое, косное и биокосное вещество
Свое становление учение о биосфере получило в трудах выдающегося русского ученого Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945).
Вернадский подчеркивал, что биосфера находится в постоянной б
Уровни организации жизни на Земле
Биосфера Земли является сложноорганизованной структурой, состоящей из большого количества элементов.
Входящие в состав биосферы биологические системы сильно различаются по
Организм и среда обитания
Организменный - это первый уровень организации жизни, изучаемый экологией. Отдельный живой организм входит в системы более высокого уровня (популяции, биоценозы, биотические сообщества) как подсист
Систематика растений и животных
На Земле обитает большое количество живых организмов, сильно различающихся своим строением и функциями. Единицей классификации для организмов служит вид - совокупность сходных организмов, обладающи
Биогеоценоз, его структура
Основными структурными составляющими биосферы являются биогеоценозы. Биогеоценоз - это экосистема макро- или мезоуровня на определенном участке земной поверхности. Понятие биогеценоза уже понятие э
Биогеохимические циклы веществ
Между живым и косным веществом биосфере под действием лучистой энергии Солнца происходит постоянный обмен химическими элементами. Если бы все вещество на Земле не было бы вовлечено
Биогеохимический цикл азота
Азот является основным газом атмосферы, где его объемная доля составляет 78%. Биосферный круговорот азота хорошо отрегулирован и носит замедленный характер.
Большинство живых организмов мо
Биогеохимический цикл кислорода
Круговорот кислорода играет важную роль в функционировании всей биосферы. Наличие свободного кислорода является обязательным условием жизнедеятельности большинства живых организмов. С другой сторон
Биогеохимический цикл углерода
Из всех известных биогеохимических циклов наиболее интенсивным является круговорот углерода. Продолжительность одного цикла в этом случае − всего 300 лет.
Цепь из атомов углерода сос
Биогеохимический цикл фосфора
Фосфор входит в состав клеточных мембран, ферментов костных тканей, то есть является необходимым элементом протоплазмы всех живых организмов. Цикл фосфора менее совершенен,
Биогеохимический цикл серы
Сера входит в состав белков всех живых организмов. В отличии от фосфора, в атмосфере присутствует достаточное количество газообразных соединений серы: сероводород H2
ПОТОКИ ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ
3.1.Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия.
Одним из основных свойств материи является энергия − способность производить работу. Существо
Понятие о качестве энергии
Энергия характеризуется не только количеством, но и качеством. Известно много форм и видов энергии: солнечная, химическая, тепловая, механическая, электрическая, атомная и т.д. Прич
Процессы фотосинтеза и хемосинтеза
Живые организмы способны создавать сложные органические вещества, увеличивая собственную упорядоченность. Первичное органическое вещество биосферы создается растениями и некоторыми микроорганизмами
Процесс дыхания
Органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза, характеризуются высоким запасом внутренней энергии. Но эта энергия недоступна для непосредственного использования в реакц
Передача энергии по трофической цепи
Не все живые организмы способны синтезировать органическое вещество из неорганического. Живые организмы, обитающие на Земле, можно разделить по типу получения и накопления ими вещес
Продуктивность экосистем
В процессе жизнедеятельности различных организмов в экосистеме создается и расходуется органическое вещество. Поэтому каждая экосистема обладает определенной продуктивностью.
Энергетические типы экосистем
Все экосистемы, в зависимости от вида используемой энергии, можно разделить на следующие типы.
1 тип. Экосистемы, для которых основным источником энергии я
Абиотические факторы
Выделяют следующие группы абиотических факторов (факторов неживой природы): климатические, эдафогенные (почвенные), орографические и химические.
I) Климатические факторы: к ним относятся с
Биотические факторы
Выделяют фитогенные, зоогенные, микробогенные и антропогенные факторы.
I) Фитогенные − факторы, характеризующие влияние растительных организмов. Они воздействуют на в
Лимитирующие факторы. Законы минимума и максимума
Для каждого организма существуют свои оптимальные параметры экологических факторов, при которых жизнедеятельность особей протекает нормально. Допустимые диапазоны экологических факт
Закон толерантности
Закон толерантности суммирует законы максимума и минимума. Его формулировка принадлежит Шелфорду: лимитирующим фактором может быть как минимум, так и максимум экологического воздейс
Адаптации. Жизненные формы
При постоянном воздействии какого-либо экологического фактора сверх лимитирующих пределов организм должен либо адаптироваться к новым параметрам, либо погибнуть.
Адаптациям
Экологическая валентность (пластичность)
Организмы различаются своей способностью к адаптации: одни адаптируются медленно, другие легко и быстро. Способность вида адаптироваться к экологическим факторам называется экологич
Экологическая ниша
Растения и животные могут обитать только там, где условия подходят для них. Каждый организм имеет свое местообитания, пригодное для жизни. В экологии существует более емкое понятие
УСТОЙЧИВОСТЬ И РАЗВИТИЕ ЭКОСИСТЕМ
Устойчивостью экосистем называется их способность противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Устойчивая экосистема возвращается в исходное со
Гомеостаз экосистем.
Рассмотрим механизмы поддержания равновесия, действующие в открытых природных экосистемах. На любую экосистему постоянно действует большое количество экологических факторов, стремящ
Экологическая сукцессия.
Даже в устойчивых экосистемах постоянно происходят медленные необратимые изменения. В большей степени они касаются живых организмов. При этом один биоценоз заменяется другим.
Последователь
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Технический прогресс бурный рост производства в последние десятилетия привели к большому уровню загрязненности окружающей среды. На земном шаре практически невозможно найти место, г
Основные источники загрязнения
Среди большого количества источников загрязнения наиболее важными являются следующие.
1) Транспорт. При сгорании топлива выделяется большое количест
Последствия загрязнения окружающей среды
Антропогенное воздействие сильно изменяет естественные природные процессы. Глобальными последствиями загрязнения являются парниковый эффект, разрушение озонового слоя, нарушение при
Разрушение природных экосистем
Выброс большого количества загрязнителей и изменения, происходящие при этом в окружающей среде, неизбежно ведут к нарушению нормальных биологически циклов и разрушению природных эко
Демографические проблемы
Демография − наука, изучающая динамику роста народонаселения. Несмотря на ухудшение состояния окружающей среды и сокращение количества плодородных земель в настоящее время наб
Глобальные проблемы энергетики
Кроме перечисленных проблем, связанных с резким ухудшением качества среды, перед человечеством остро стоит проблема энергетики. Основная причина энергетического кризиса − исто
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
Если качество природной среды не соответствует нормативным требованиям, необходимо проводить специальные мероприятия по защите окружающей среды. Для этого необходима информация о фа
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов