🗊Презентация Экологические системы

Определение экосистемы. Отличия в понятиях "биогеоценоз" и "экосистема". Определение экосистемы. Отличия в понятиях "биогеоценоз" и "экосистема". Классификация экосистем. Концепция экосистемы. Саморегуляция экосистем (гомеостаз). Поток энергии в экосистеме. Упорядоченность экосистем. Мера термодинамической упорядоченности. Продуктивность экосистем. Валовая первичная продукция, чистая первичная продукция, вторичная продукция. Экологическая сукцессия. Климаксное сообщество. Агроэкосистемы.

ЭКОСИСТЕМА = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП Термин «экосистема» - 1935 г. А. Тенсли Организмы нельзя отделить от окружающей среды. Вместе они составляют единую физическую систему. Такого рода системы являются основными единицами природы на планете.

По Ю.Одуму, По Ю.Одуму, Экосистема – любое единство, включающее все организмы сообщества на данном участке и взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ. Не каждое образование «жизнь-среда» можно считать экосистемой.

Основные характеристики экосистем Поток энергии и круговорот веществ, Функциональная структура, Выраженность пищевых цепей и сетей, Эмерджентность, Упорядоченность, Иерархичность, Динамичность.

БИОГЕОЦЕНОЗ Термин «биогеоценоз» (для обозначения природных экосистем) - Сукачев В.Н

Микроэкосистемы (экосистема гниющего пня или дерева в лесу, прибрежные заросли водных растений), Микроэкосистемы (экосистема гниющего пня или дерева в лесу, прибрежные заросли водных растений), Мезоэкосистемы (болото, сосновый лес) Макроэкосистемы (океан, море, пустыня)

Наземные Наземные Пресноводные Морские Высотные пояса

Наземные экосистемы Основные лимитирующие факторы суши - неодинаковые средние температуры и количество осадков

Пресноводные экосистемы Лимитирующие факторы: течение, глубина, прозрачность, температура Классификация: Лентические Лотические Болотные

Высотные пояса

Концепция экосистемы Принцип (закон) «энергетической проводимости»: поток энергии, вещества и информации в системе должен быть сквозным, охватывать всю экосистему или косвенно отзываться в ней. Иначе система не будет иметь свойств единства и целостности. В разных экосистемах длительность и скорость прохождения потока энергии, вещества и информации разная, специфическая для конкретной экосистемы. Изолированное саморазвитие экосистемы невозможно.

Концепция экосистемы Движение вещества и энергии в экосистеме подчинено : Закону сохранения массы Первому закону термодинамики Второму закону термодинамики Закон максимизации энергии (выживает та система, которая способствует лучшему поступлению энергии и использует ее максимальное количество наиболее эффективным способом, сформулирован братьями Г.Одум и Ю.Одум) Правило основного обмена (система в стационарном состоянии использует приход энергии, вещества и информации главным образом для своего самоподдержания и саморазвития, сформулирован Н.Ф. Реймерсом)

Концепция экосистемы Биологический круговорот веществ - фактор, интегрирующий взаимодействие биотопа и биоценоза. В различных экосистемах круговорот веществ идет при участии различных компонентов и с разной скоростью, но всегда его первоосновой является процесс фотосинтеза.

Экосистема – упорядоченная, организованная система. Компоненты экосистемы объединены по принципу обратной связи, что лишает их избыточной степени свободы. Экосистема – упорядоченная, организованная система. Компоненты экосистемы объединены по принципу обратной связи, что лишает их избыточной степени свободы. Высокая потенциальная способность к размножению контролируется емкостью среды или степенью выраженности конкуренции. Экосистема динамична. Не только зависимость свойств от факторов среды, но и адаптивный ответ системы в целом на их воздействие. Гомеостаз – способность экосистем противостоять изменениям и сохранять равновесие. Гомеостаз обеспечивается механизмами обратной связи.

Экосистема иерархична. Включает множество образующих ее подсистем. Нельзя считать, что вся экосистема – это линейная последовательность подсистем. Популяции и почвы – подсистемы разной иерархической подчиненности и не могут быть объединены в линейную систему иерархии. Экосистема иерархична. Включает множество образующих ее подсистем. Нельзя считать, что вся экосистема – это линейная последовательность подсистем. Популяции и почвы – подсистемы разной иерархической подчиненности и не могут быть объединены в линейную систему иерархии. Естественные экосистемы – это саморегулирующиеся системы. Для их управления не требуется регуляция извне. Наиболее устойчивы крупные экосистемы, самая стабильная из них – биосфера, наиболее неустойчивы – молодые экосистемы.

Признаки естественной экосистемы Обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов; В рамках экосистемы осуществляется полный цикл круговорота веществ, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие; Экосистема сохраняет устойчивость в течение определенного времени.

Продуктивность экосистемы Скорость производства биомассы в единицу времени. В более продуктивном сообществе больше организмов. Продуктивность может выражаться в единицах массы, энергии, числа особей. Количественный учет продуктивности экосистемы позволяет регулировать в экосистемах выход выгодной для человека биомассы живых организмов и хорошо представлять допустимые пределы ее изъятия.

Продуктивность естественного растительного покрова

Продукция Мера продуктивности. Первичная и вторичная. Первичная – это органическое вещество, создаваемое растениями–продуцентами в единицу времени. Первичная: валовая и чистая. Валовая – общая масса органического вещества, создаваемого растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая траты на дыхание. Растения на процессы жизнедеятельности тратят до 70% валовой продукции. Чистая продукция – масса органического вещества за вычетом расходов при дыхании за изучаемый период. Именно она может быть использована организмами следующих трофических уровней.

Распределение первичной продукции по земному шару

Продукция Вторичная продукция – прирост за единицу времени массы консументов и редуцентов. Не делится на валовую и чистую. Отрезок времени, за который оценивают величину продукции зависит от видов живых организмов. Для быстро размножающихся морских водорослей - за сутки. Для наземных растений - год или вегетационный сезон – период, когда рост в принципе возможен.

Типы изменений Флуктуации – сравнительно краткосрочные изменения, когда сообщества без смены флористического состава отклоняются от среднего состояния вследствие сезонных и погодных изменений, а также изменения динамики животного компонента экосистемы либо способов их использования. Сукцессии

Сукцессия В природе менее устойчивые экосистемы со временем заменяются более устойчивыми. Их смена может быть обусловлена установлением определенных взаимоотношений между видами, изменением климатических условий и др. Последовательная смена во времени одних экосистем другими на определенном участке земной поверхности

Виды сукцессии Первичные сукцессии развиваются на лишенном жизни месте, где условия существования изначально не являются благоприятными. Первичные переселенцы – организмы, толерантные к абиотическим условиям нового места обитания. Минимальное сопротивление среды: быстро размножаются (эфемерная растительность, саранча и др.). Постепенное увеличение видового разнообразия - усложнению связей внутри сообщества. Сообщество из развивающегося становится стабильным.

Вторичные сукцессии происходят на участке, занятом предшествующее время хорошо развитым сообществом и освободившемся: Вторичные сукцессии происходят на участке, занятом предшествующее время хорошо развитым сообществом и освободившемся: под влиянием внутренних факторов (жизнедеятельность организмов), после разрушения сообщества под воздействием внешних причин (стихийные бедствия - пожары, наводнения и т.п.), в результате деятельности человека. Вторичные сукцессии развиваются быстрее, чем первичные.

Состояние окончательного равновесия сообщества - климакс. Состояние окончательного равновесия сообщества - климакс. Стабильность экосистемы выше, если экосистема состоит из максимально возможного числа компонентов. Экологические возможности разных видов дополняют друг друга: различные воздействия – внешние (изменения абиотических факторов) и внутренние (высокая скорость размножения некоторых организмов) сглаживаются.

Агроэкосистемы

Сходства с естественной экосистемой:

2. Наличие пищевых цепей

Отличия агроэкосистемы и естественной экосистемы: