Agroecosisteme (ecosisteme agricole, agrocnosises) - ecosisteme artificiale rezultate din activitatea umană agricole (teren arabil, fânețe, pășuni). Agroecosistemele sunt create de om pentru a obține o producție netă netă de autotrofe (culturi). În ele, precum și în comunitățile naturale, există producători (plante și buruieni cultivate), consumatori (insecte, păsări, șoareci etc.) și descompunere (fungi și bacterii). O legătură obligatorie a lanțurilor alimentare în agroecosisteme este o persoană.
Diferențele de agrocenoză din biocenoze naturale:
- nesemnificativă diversitate a speciilor;
- scurt circuite de putere;
- circulația incompletă a substanțelor (o parte a nutrienților este îndepărtată cu o recoltă);
- Sursa de energie nu este numai soarele, ci și activitatea umană (meliorarea, irigarea, aplicarea îngrășămintelor);
- selecția artificială (efectul selecției naturale este slăbit, selecția este efectuată de o persoană);
- lipsa autoreglementării (reglementarea este efectuată de o persoană) etc.
Astfel, agrocenozele sunt sisteme instabile și pot exista numai cu suport uman.
Urbosistemele (sistemele urbane) sunt ecosisteme produse de oameni care apar ca urmare a dezvoltării urbane și reprezintă centrul atenției populației, clădirilor rezidențiale, industriale, interne, culturale etc. În componența lor, se pot distinge următoarele teritorii:
- zone industriale. unde se concentrează obiecte industriale din diverse ramuri ale economiei și sunt principalele surse de poluare a mediului;
- Zone rezidențiale (zone rezidențiale sau rezidențiale) cu clădiri rezidențiale, clădiri administrative, facilități culturale etc .;
- zone de recreere destinate recreerii oamenilor (parcuri forestiere, centre de recreere etc.);
- sistemele și structurile de transport. penetrarea întregului sistem urban (drumuri și căi ferate, subterane, benzinării, garaje, aerodromuri etc.).
Existența ecosistemelor urbane este susținută de agroecosisteme și de energia combustibililor fosili și a industriei nucleare.
Modificările în comunități pot fi ciclice și progresive.
Modificări ciclice - modificări periodice ale biocenozelor (diurnale, sezoniere, perene), în care biocenoza revine la starea inițială.
Modificările progresive sunt schimbări ale biocenozelor, conducând în cele din urmă la schimbarea acestei comunități față de alții.
Succesiunea este înlocuirea succesivă a biocenozelor (ecosistemelor), exprimată printr-o schimbare a compoziției și structurii speciilor comunității. O succesiune de succesiuni succesive de comunități este numită o serie de succesiuni. Succesele includ deșertificarea, supraaglomerarea lacurilor, formarea mlaștină etc.
În funcție de motivele care au cauzat o schimbare în biocenoză, succesiunile sunt împărțite în natură și antropică, autogenă și alogenă.
Succesiunile naturale apar sub influența cauzelor naturale, care nu au legătură cu activitățile umane. Succesiunea antropogenă se datorează activităților umane.
Succesiunile autogene (auto-generatoare) apar din cauze interne (o schimbare a mediului sub influența comunității). Toate succesiunile alogene (provenite din exterior) sunt cauzate de cauze externe (de exemplu, schimbările climatice).
În funcție de starea inițială a substratului pe care se dezvoltă succesiunea, se disting succesiunile primare și secundare. Primele succesiuni se dezvoltă pe un substrat care nu este ocupat de organisme vii (pe stânci, stânci, nisipuri libere, în rezervoare noi etc.). Succesiuni secundare apar la locul biocenotelor deja existente după încălcarea lor (ca rezultat al tăierii, incendiului, aratului, erupției vulcanice etc.).
În dezvoltarea sa, ecosistemul tinde spre o stare stabilă. Schimbările de succesiune au loc până când se formează un ecosistem stabil care produce biomasa maximă pe unitatea de flux de energie. Comunitatea, care este în echilibru cu mediul, se numește punctul culminant.
Tipuri de relații și relații între organisme
Organismele vii sunt conectate într-un anumit mod unul cu celălalt. Există următoarele tipuri de conexiuni între specii: trofic, topic, foric și industrial. Cele mai importante sunt legăturile trofice și de actualitate, deoarece acestea țin organismele de diferite specii unul lângă celălalt, le unesc în comunități.
Legături trofice apar între specii, când o specie se hrănește cu alții: indivizi vii, rămășițe moarte, produse de activitate vitală. Comunicarea trofică poate fi directă și indirectă. O legătură directă se manifestă atunci când hrănește leii cu antilopi vii, hienele de cadavre de zebre, gândaci de gunoi, gunoi de unguli mari etc. Comunicarea indirectă apare atunci când există concurență între diferite specii pentru o resursă alimentară (vezi secțiunea "Lanțurile trofice").
Conexiunile locale se manifestă printr-o schimbare într-un tip de condiții de habitat al unei alte specii. De exemplu, sub pădurea de conifere, de regulă, nu există nici o acoperire de iarbă.
Relațiile forice apar atunci când o specie participă la propagarea unei alte specii. Transferul sporilor de semințe de către animale, polenul unei plante se numește zoochorie. și exemplare mici - phoresia.
Relațiile de țesut sunt că o specie folosește pentru produsele de separare a structurilor sale, rămășițe moarte sau chiar exemplare vii de alt tip. De exemplu, păsările, atunci când construiesc cuiburi, folosesc ramuri de copac, iarbă, pene și pene de alte păsări.
Ecosistemele naturale sunt sisteme deschise: trebuie să primească și să returneze substanțe și energie. Stocurile de substanțe, asimilate de organisme, nu sunt de natură nelimitată. Dacă aceste substanțe nu ar fi fost folosite de mai multe ori, atunci viața de pe Pământ ar fi imposibilă. Un astfel de ciclu etern al componentelor biogene este posibil numai dacă există grupuri funcționale diferite de organisme capabile să realizeze și să mențină fluxul de substanțe extrase din mediul înconjurător.
De regulă, în orice ecosistem, se pot distinge trei grupuri funcționale de organisme. Unii produc produse, alții consumă, alții o transformă într-o formă anorganică. Acestea sunt numite, respectiv, producători, consumatori și descompuși (Figura 4.4).
Fig. 4.4. Schema de transfer al materiei (linie solidă) și energie
(linia întreruptă) în ecosistemele naturale
Primul grup de organisme - producători (producători latini producătoare, producătoare) sau organisme autotrofice (zp.autos - el însuși, trophe-food). Ele sunt împărțite în fotografii și chemoautotrofe.
Photoautotrofii utilizează lumina soarelui ca sursă de energie și ca material nutritiv - substanțe anorganice, în principal dioxid de carbon și apă. La acest grup de organisme sunt toate plantele verzi și unele bacterii (de exemplu, bacterii cu sulf verde, bacterii sulfuroase purpurii). Ca activitate de viață, ei sintetizează în lumină substanțele organice - fibrele de carbon sau zaharurile (CH2O) n. prin aceasta se izolează oxigenul CO2 + H2O = (CH2O) n + 02,
Chemoautotrofii utilizează energia eliberată în timpul reacțiilor chimice. La acest grup apar, de exemplu, bacterii nitrificatoare, amoniac oxidant la azot și apoi acid azotic:
Energia chimică (Q) eliberată în aceste reacții este folosită de bacterii pentru a restabili CO2 la carbohidrați.
Principalul rol în sinteza substanțelor organice aparține organismelor verzi de plante. Rolul bacteriilor chemosintetice în acest proces este relativ mic. În fiecare an, aproximativ 150 de miliarde de tone de materie organică care acumulează energie solară sunt create de organismele fotosintetice de pe Pământ.
Al doilea grup de organisme - consuments sau organisme heterotrofe (lat Consumați -potreb-lyat.) (Heteros c-altele, ac- -. Alimentar), realizat procesul de descompunere a materiei organice.
Aceste organisme utilizează substanțe organice ca sursă și material nutrițional și energie. Ele sunt împărțite în phagotrophs (fagos-devouring) și saprotrophs (gr. Sapros-putred).
Fagotrofii se hrănesc direct cu plantele sau cu animalele.
Saprotrofii folosesc substanțe organice ale reziduurilor moarte pentru nutriție.
Cel de-al treilea grup de organisme este decompozitorii (reducenți latini-recurenți). Participă la ultima etapă de descompunere - mineralizarea substanțelor organice către compușii anorganici (CO2, H2O, etc.). Reedentii returnează substanțe în circulație, transformându-le în forme care sunt disponibile producătorilor. Pentru descompunere sunt în principal organisme microscopice (bacterii, ciuperci, etc.).
Rolul descompunerilor în circulația substanțelor este extrem de mare. Fără reductoare în biosferă s-ar acumula grămezi de reziduuri organice; stocurile de substanțe minerale necesare pentru produse ar fi epuizate.
Viața pe Pământ există în detrimentul energiei solare. Lumina este singura resursă alimentară de pe pământ a cărei energie, împreună cu dioxidul de carbon și apă, generează procesul de fotosinteză. plante fotosintetice crea substanțe organice, care se hrănesc cu erbivore, carnivore se hrănesc cu ele, și așa mai departe. D. În cele din urmă plante „hrană pentru animale“ restul lumii vii, t. E. Energia solară prin plante, așa cum au fost transmise organismului.
Energia este transferată de la organism la organism, creând un lanț alimentar alimente sau mână de la autotrophs producători (creatori-Leu) la heterotrophs, consuments (Devoratorii) și astfel de patru până la șase ori de la un nivel trofic la altul.
Nivelul trofic este locul fiecărei legături din lanțul alimentar. Primul nivel trofic este producătorii. Toate celelalte niveluri sunt consumabile. Al doilea nivel trofic este consumatorul de legume; al treilea - consumatori carnivori, hrăniți pe forme erbivore; al patrulea consumator consumând alte carnivore, etc. Prin urmare, este posibilă împărțirea consumatorilor în nivele: consumatorii din primul, al doilea, al treilea și așa mai departe.
Numai consumatorii care se specializează într-un anumit tip de hrană sunt repartizați clar între nivele. Cu toate acestea, există specii care se hrănesc cu alimente din carne și legume (om, urs etc.), care pot fi incluse în lanțurile alimentare la orice nivel.
Nu trebuie să uităm materia organică moartă, care hrănește o parte semnificativă a heterotrofelor. Printre acestea se numără saprofagele și saprofitele (ciupercile), folosind energia conținută în detritele. În acest sens, două tipuri de lanțuri alimentare: lanțul de pășunat, sau pășunat, care încep cu alimentație organisme fotosintetice și descompunerea lanț detritică care începe cu resturile de plante moarte, animale moarte și fecale. In aceasta, intrând în ecosistem, fluxul de energie radiantă este împărțit în două părți, care se extinde cele două tipuri de pânze alimentare, dar energia totală SOURCE-nick - (. Figura 4.5) solar.
Figura 4.5. Fluxul de energie prin lanțul alimentar al pășunilor
(toate cifrele sunt în kJ / m 2 · an)
Menținerea activității vitale a organismelor și circulația materiei în ecosisteme, adică existența ecosistemelor depinde de fluxul constant de energie necesar tuturor organismelor pentru activitatea lor de viață și autoproducere.
Spre deosebire de agenți, care circulă continuu prin diferitele blocuri de ecosisteme, care pot întotdeauna fi reutilizate, pentru a intra în ciclul, energia poate fi utilizată o singură dată, t. E. Are fluxul de energie mestolineyny prin ecosistemul (de la autotrophs la heterotrophs).
Fluxul de energie unic, ca fenomen universal al naturii, are loc ca urmare a legilor termodinamicii.
Conform primei legi a termodinamicii, energia poate fi transformată dintr-o formă (de exemplu lumină) într-o altă formă (de exemplu, energia potențială a alimentelor), dar nu poate fi creată sau distrusă.
În consecință, a doua lege. Nu poate exista un singur proces legat de transformarea energiei, fără a pierde o parte din ea. O anumită cantitate de energie în astfel de transformări este disipată în energie termică inaccesibilă și, prin urmare, este pierdută. Prin urmare, nu pot exista transformări, de exemplu, ale nutrienților într-o substanță din care provine corpul corpului, cu o eficiență de 100%.
Astfel, organismele vii sunt convertoare de energie. Alimentele absorbite de consumatori nu sunt pe deplin asimilate - de la 12 la 20% la unele erbivore, până la 75% sau mai mult la carnivore. Costurile energiei sunt asociate în primul rând cu susținerea proceselor metabolice, ceea ce se numește pierderea respirației. estimată cu cantitatea totală de CO2. alocată de organism. O proporție mult mai mică duce la formarea de țesuturi și la un stoc de nutrienți, adică la creșterea. Restul hranei se excretă sub formă de excremente. În plus, o parte semnificativă a energiei este disipată sub formă de căldură în timpul reacțiilor chimice din corp și, în special, în activitatea musculară activă. În cele din urmă, toată energia utilizată pentru metabolism este transformată într-o energie termică și disipată în mediul înconjurător.
În consecință, cea mai mare parte a energiei pierdute în timpul tranziției de la un nivel trofic la altul, mai mare, se pierde. Aprox-telno pierderi constituie circa 90%: la fiecare nivel este transmis nu mai mult de 10% din energia la nivelul anterior. Astfel, dacă producător caloric 1000 J, atunci când intră în contact cu corpul rămâne phytophage 100 J, corpul 10 are un J prădător, iar dacă acest predator să fie consumate altele, doar o singură voință J. ea reprezintă, t. E. 0.1% din conținutul caloric al alimentelor vegetale.
Cu toate acestea, o astfel de imagine strictă a transferului de energie de la un nivel la altul nu este în întregime reală, deoarece lanțurile trofice ale ecosistemelor se împletesc complex, formând rețele trofice. Dar rezultatul final: disiparea și pierderea energiei, care, pentru ca viața să existe, trebuie să reia.
Ca urmare, lanțurile alimentare pot fi reprezentate sub formă de piramide ecologice. Piramida ecologică - o reprezentare grafică a relației dintre producători, consumatori și descompuneri în ecosistem.
Regula piramidei ecologice este o regularitate, conform căreia cantitatea de materie vegetală care servește ca bază a lanțului alimentar este de aproximativ 10 ori mai mare decât masa animalelor erbivore și fiecare nivel alimentar ulterior are de asemenea o masă de 10 ori mai mică. O versiune simplificată a piramidei ecologice este prezentată în Fig. 4.6.
Fig. 4.6. Piramide ecologice
Exemplu: permiteți unei persoane să se alimenteze în timpul unui an 300 de păstrăvi. Pentru nutriția lor, sunt necesare 90.000 de morminte de broaște. Pentru a alimenta aceste mormoloci, sunt necesare 27 de milioane de insecte, care consumă 1.000 de tone de iarbă pe an. Dacă o persoană va mânca alimente vegetative, atunci toate etapele intermediare ale piramidei pot fi aruncate și apoi 1.000 de tone de biomasă vegetală se pot hrăni de 1.000 de ori mai mulți oameni.
Există trei tipuri principale de piramide ecologice.
Piramida numerelor (piramida Elton) reflectă scăderea numărului de organisme de la producători la consumatori.
Piramida biomasei prezintă variația de biomasă la fiecare nivel trofic succesive: ecosistemul terestru biomasa piramida se îngustează în sus pentru ecosistemul oceanului - a inversat caracter, datorită consumului rapid al fitoplanctonului de către consumatori.
Piramida energiei (produselor) are un caracter universal și reflectă o scădere a cantității de energie conținută în produsele create la fiecare nivel trofic ulterior.
Astfel, viața poate fi considerată ca un proces de extracție continuă de către un sistem de energie din mediul înconjurător, transformarea și dispersia acestei energii în timpul transmiterii de la o legătură la alta.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: