Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Концепции современного естествознания

2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКОСИСТЕМ

Организмы, входящие в экосистему, связаны общностью получаемой энергии и питательных веществ. Специализация живых организмов в качестве производителей и потребителей пищи создает в экосистеме так называемую трофическую структуру, в пределах которой происходит перенос энергии и круговорот питательного вещества. По участию в биологическом круговороте питательных веществ в экосистеме различают три группы организмов.

Продуценты (производители) — автотрофные организмы, которые синтезируют органические соединения с помощью солнечной энергии из углекислого газа и воды, а также из содержащихся в почве минеральных веществ. Биомасса органического вещества, синтезированного автотрофами в ходе фотосинтеза, является первичной продукцией, а скорость ее формирования называется биологической продуктивностью экосистемы. Накопленная в виде биомассы первичная продукция служит источником питания для представителей следующих групп организмов.

Консументы — гетеротрофные организмы, которые потребляют первичную продукцию, питаясь готовыми органическими веществами растений или животных. Получаемую пищу консументы используют для построения своего тела, а также для обеспечения своей жизнедеятельности.

Редуценты (или деструкторы) — полностью разлагают все растительные или животные остатки до неорганических веществ. К редуцентам относятся бактерии, а также грибы. Минерализованные остатки потребляются продуцентами, и тем самым круговорот веществ в экосистеме замыкается.

В процессе круговорота веществ в экосистеме происходит перенос энергии от ее источника — автотрофов — через ряд организмов по пищевой цепи. Число звеньев в ней может быть различным, но обычно их бывает от 3 до 5. Трофический уровень — это совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца через одинаковое число посредников трофической цепи. Первый трофический уровень занимают автотрофы (продуценты) — зеленые растения; второй — травоядные (консументы первого порядка); третий — хищники, поедающие травоядных (консументы второго порядка); четвертый — хищники, поедающие хищников третьего трофического уровня и т. д. Замыкают этот ряд редуценты, разлагающие органические остатки.

На каждом трофическом уровне потребленная пища ассимилируется не полностью — значительная ее часть (до 80- 90%) тратится на обмен веществ и энергетические затраты. По этой причине в наземных экосистемах суммарная биомасса (а также численность особей) прогрессивно уменьшается по мере восхождения по трофическим уровням: наибольшую массу имеют (на единицу площади) продуценты; далее следуют консументы первого порядка, за ними — консументы второго порядка и т. д. Эта закономерность была сформулирована в 1927 г. американским зоологом Чарльзом Элтоном и носит название правила экологических пирамид. Суммарная масса растительного вещества, служащего основой цепи питания (продуцентов) примерно в 10 раз превосходит массу растительноядных животных, питающихся им (т. е. консу- ментов первого порядка). Масса растительноядных животных в 10 раз превосходит массу плотоядных. Эта закономерность сохраняется и дальше: суммарная масса организмов, принадлежащих одному уровню трофической цепи, примерно в 10 раз превосходит массу организмов следующего уровня. Правило экологических пирамид является обобщением большого числа наблюдений.

В 1942 г. эколог Раймонд Линдеман предложил общую схему трансформации энергии в экосистеме. В частности, он показал теоретически, что при переходе с одного трофического уровня на другой (от растений к травоядным животным, от травоядных к консументам первого порядка и т. д.) количество энергии уменьшается, и организмам каждого последующего уровня оказывается доступной только небольшая часть (не более 10%) от той энергии, которая была в распоряжении организмов предыдущего уровня.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы