Новосибирский государственный университет

Факультет информационных технологий

ЭКОЛОГИЯ

ICT SBRAS
А.М.Федотов

Словарь понятий и терминов к курсу "Экология"

Тема 08 : Энергетическая структура экосистемы.

Между организмами биоценоза устанавливаются прочные пищевые взаимоотношения. В результате возникают цепи питания. Они и объединяют прямо или косвенно большую группу организмов в единый комплекс. Цепь питания обычно состоит из трех основных звеньев. Первое звено образуют так называемые продуценты или производители. Это автотрофные зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза создают органическое вещество - первичную биологическую продукцию - и аккумулируют солнечную энергию. Второе звено представлено консументами, т.е. потребителями, - гетеротрофными организмами, питающимися растениями или другими гетеротрофами. Третье звено - это редуценты, или деструкторы, - разрушители органического вещества. К ним относятся микроорганизмы, грибы и организмы, питающиеся мертвым органическим веществом и минерализующие его до простых неорганических соединений.В каждой цепи питания формируются определенные трофические уровни, характеризующиеся различной интенсивностью протекания потока веществ и энергии. Зеленые растения - созидатели органического вещества - образуют первый трофический уровень, фитофаги - второй, плотоядные животные - третий и т. д.Все звенья цепи питания взаимосвязаны и взаимозависимы. Между ними от первого к последнему осуществляется передача вещества и энергии. При передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходит ее потеря. В результате цепь питания не может быть длинной, а состоит из 4-6 звеньев. Однако такие цепи в чистом виде в природе обычно не встречаются, поскольку одни и те же виды могут быть одновременно в разных звеньях. Подобные общие звенья связывают цепи питания в сложную систему. В результате в каждом биоценозе исторически формируются комплексы цепей питания, представляющие собой единое целое. Так создаются циклы, или сети, питания.

В любой цепи питания не вся пища используется на рост особи, т.е. на накопление биомассы. Часть ее расходуется на удовлетворение энергетических затрат организма: на дыхание, движение, размножение, поддержание температуры тела. При этом биомасса одного звена не может быть переработана последующим полностью. В противном случае исчезли бы ресурсы для развития живой материи. В каждом последующем звене пищевой цепи происходит уменьшение биомассы. Обычно, чем больше масса начального звена, тем больше она в последующих звеньях. Это касается не только биомассы, но и численности особей, и запаса энергии. Данное явление было изучено Ч. Элтоном и названо пирамидой чисел или пирамидой Элтона.

Из всех типов экологических пирамид пирамида энергии дает наиболее полное представление о функциональной организованности сообществ, потому что количество и масса организмов зависят не от количества фиксированной энергии в данный момент на предыдущем уровне, а от скорости продуцирования пищи. Пирамида энергии отражает картину скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь. Правило пирамиды чисел универсально и объективно отражает круговорот веществ и поток энергии в биосфере. В масштабе всей биосферы это правило никогда не нарушается. Жизнь, возникнув на Земле, вот уже на протяжении миллиардов лет находится в постоянном развитии. Это происходит благодаря тому, что элементы живого вещества, поступающие из окружающей среды, пройдя через ряд организмов, снова возвращаются во внешнюю среду, а затем опять включаются в состав живого вещества. Таким образом, каждый элемент используется живой материей многократно. Именно круговоротом веществ и обусловлено неограниченное временем существование и постоянное развитие и совершенствование жизни на Земле. Этот так называемый биогенный круговорот веществ - важнейшая функция любого биогеоценоза. Его характер определяют изменения массы живых организмов (биомассы), структуры биогеоценоза, химизма среды. Однако биогенный круговорот веществ не следует понимать в абсолютном смысле. Как бы там ни было, эти вещества, переходя с одного трофического уровня на другой, высвобождаясь и вновь включаясь в состав живого вещества, частично исключаются из круговорота. В результате на Земле происходит накопление органических соединений в виде залежей полезных ископаемых (торф, уголь, нефть, газ, горючие сланцы). Поскольку определенное количество вещества может быть использовано каждым биоценозом неоднократно, а порция энергии -лишь один раз, в экосистеме осуществляется не «круговорот веществ и энергии», как иногда указывается, а каскадный перенос (поток) энергии и круговорот веществ, т.е. применение понятия «круговорот» правомерно только по отношению к веществам.

Словарь терминов по теме:

Литература

Основная:

  1. Одум Ю. Экология. -М., 1986. -Т. 1. 328 с.
  2. Риклефс Р. – Основы общей экологии. М., «Мир», 1979.
  3. Сергеев М. Г. Основы экологии. Часть 1. Учебное пособие. Новосибирск, 2005.
  4. Сергеев М.Г. – Основы экологии. Часть 2. Учебное пособие. Новосибирск, 2007. - 108 с.
  5. Уиттекер Р. – Сообщества и экосистемы. М, Прогресс, 1980

Дополнительная:

  1. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Биологическое разнообразие и принципы его сохранения: Учебное пособие. – Уфа: РИО БашГУ, 2004
  2. Радкевич В.А. Экология: Учебник. -4-е изд., стер. -Мн.: Выш. шк., 1998. -159 с.
  3. Федоров В. Д., Гильманов Т. Г. Экология. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 1980. - 464 с.
  4. Шамилева И.А. Экология. Учебное пособие для вузов. - М.,2004.

|Список основных тем курса|

Ермаков Николай Борисович
[SBRAS]
НГУ
ФИТ НГУ
ИВТ СО РАН
© 1998-2017, Новосибирский государственный университет, Новосибирск
© 1998-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 2013-2017, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск
© 1998-2017, Федотов А.М.
    Дата последней модификации: 23.09.2017