De ce biogeocenoza este un sistem deschis?
Fluxul de energie în biogeocenoză. Existența unui ecosistem este posibilă numai în cazul primirii din mediu nu numai a substanțelor, ci și a energiei. Afluxul constant de energie solară este o condiție necesară pentru existența biogeocenozelor; în interiorul lor se efectuează un ciclu de substanțe. De aceea, biogeocenoza este un sistem deschis.
Fluxul total de energie, care caracterizează ecosistemul, constă în radiația luminii și termică a Soarelui și radiația termică primită de la corpurile din apropiere. Fluxul de energie în biogeocenoză este unidirecțional - de la planta verde la consumatori. Pentru a forma și a opera majoritatea biogeocenozelor terestre, plantele superioare care produc materie organică dau naștere la toate lanțurile trofice sunt de o mare importanță.
Plantele verzi folosesc doar 1-2% din energia radiației solare care ajunge la suprafața Pământului. Cea mai mare parte a energiei primite de ecosisteme de la soare și stocate de producători în substanțe organice este cheltuită pentru menținerea activității vitale a producătorilor înșiși și este disipată sub formă de căldură. Deoarece substanțele organice (și energia pe care acestea le conțin) curg de-a lungul lanțurilor de aprovizionare, energia este disipată: consumatorii de prim ordin nu pot primi decât o mică parte din energia stocată de producători. Din același motiv, cantitatea de energie disponibilă consumatorilor pentru comenzile secunde și ulterioare scade constant. Oamenii de știință au descoperit că trecerea de la nivelul scăzut la un nivel mai ridicat al lanțului alimentar este pierdut aproximativ 90% din energia obținută din alimente. Și doar 10% din energie rămâne la dispoziția consumatorului. Din acest motiv, lanțurile de aprovizionare lungi nu pot exista în biogeocenoză naturală. Regularitatea stabilită a fost numită "regula de 10%".
Pierderea energiei în lanțurile alimentare poate fi vizualizată sub forma unei piramide. Piramida ecologică - o reprezentare grafică a relației dintre producători și consumatori a diferitelor ordine, exprimată în energia închisă în indivizi (piramida energetică); în termeni de masă (piramida biomasei); numărul de persoane (număr piramidă).
Conform regulii biomasei piramidei, cantitatea de materie vegetală (producători de masă), care servește drept bază pentru circuitul de alimentare, de aproximativ 10 ori mai mare decât masa animalelor ierbivore (consuments prima comandă) și greutate carnivore (consuments ordinul a 2) aproximativ 10 ori mai puțin decât erbivorele. Cu alte cuvinte, fiecare nivel alimentar ulterior are o masă de 10 ori mai mică decât cea precedentă.
Circulația biologică a substanțelor. Spre deosebire de energie, materia din biogeocenoză poate fi utilizată a doua oară. După moartea organismelor, elementele chimice ale corpului lor revin în mediul înconjurător și din nou prin lanțurile alimentare sunt folosite de organismele vii. Astfel, în biogeocenoză, circulația elementelor chimice este menținută.
Ciclul biologic al substanțelor este un proces ciclic de transformare și mișcare a substanțelor chimice, cu participarea organismelor vii. Forțele motrice ale acestui proces sunt fluxul energetic al razelor solare și activitatea organismelor vii. 98,3% din substanțe sunt incluse în calea aerului a ciclului, 1,7% în ciclul apei. Prin calea de circulație a aerului se realizează oxigenul gazos, bioxid de carbon și hidrogen gazos, azot și alte substanțe prin apă - ciclul de ioni de Na, Mg, F, S, CI, K și colab.
Ciclul biologic al substanțelor este o combinație a două procese opuse: acumularea elementelor în organismele vii și mineralizarea elementelor în procesul de descompunere a organismelor moarte. Energia soarelui susține acest proces ciclic și compensează pierderile de energie din sistem care rezultă din radiația termică.
Homeostazia biogeocenozei. Balanța de materiale și biogeocoenose flux energetic determină stabilitatea relativă în timp și spațiu, adică homeostaziei (din homoios greacă -. La fel ca și stază - imobilitate) ...
Homeostazia biogeocenozei este menținută de legături stabile între componentele sale (relații trofice și energetice). Pentru a asigura homeostazia, sunt implicate nu numai organismele și produsele din activitatea lor vitală, ci și componentele anorganice.
Factorii abiotici afectează organismele vii, la rândul lor, iar organismele în diferite moduri afectează componentele naturii neînsuflețite. Activitatea vitală a organismelor conduce în mod constant la schimbări fizice și chimice ale substanțelor, furnizând substanțe noi și surse de energie pentru mediu.
Ecosistemele naturale perturbate sunt capabile de auto-purificare într-o anumită măsură. De exemplu, auto-purificarea rezervoarelor se datorează acțiunii factorilor fizici, chimici și biologici.
Factorii fizici contribuie la sedimentarea autoepurare a materiei în suspensie sub formă de precipitate insolubile, menținând apele poluate. Alți factori fizici importanți includ radiațiile solare ultraviolete auto-curățare, care ucide multe bacterii, unele ciuperci inferioare și virusurile.
Factorii chimici de auto-curățare sunt reacțiile de oxidare a contaminanților organici și anorganici.
Ca factori biologici ai autopurificării rezervoarelor, pot acționa filtrele și microorganismele planctonice și bentonice (din greutatea benthos-grecească). Coasta de vegetație "interceptează" apa uzată care intră în rezervor de pe pământ și acumulează poluanți în țesuturile sale. În rolul filtrătorilor sunt crustaceele planctonice - ciclopi și daphnia, precum și moluștele bivalve care se hrănesc cu detritus. Microorganismele descompun contaminanții organici la substanțe anorganice simple.
Capacitatea de auto-curățare depinde de tipul de ecosistem. Tundra, de exemplu - cel mai puțin ecosisteme stabile, fragile, ca în condiții de temperatură scăzută și productivitate scăzută a comunităților vegetale procesele de auto-purificare sunt foarte lente.
Funcționarea și stabilitatea biogeocenozelor depind de complexitatea organizării interne: diversitatea speciilor (numărul de specii) și natura legăturilor alimentare.
- De ce în biogeocoenosis sunt lanțuri de aprovizionare foarte lungi imposibile?
- Ce se înțelege prin ciclul biologic al substanțelor din ecosistem?
- Care este homeostazia ecosistemului (biogeocenoză)?
- Care este capacitatea biogeocenozelor de auto-reparare? Dați exemple de auto-vindecare a unei biogeocenoză.
- Dovediți că biogeocenoza este un sistem deschis.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: