Совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, называют экологической системой или экосистемой,

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 18Следующая ⇒

Примерами экосистем могут быть луг, лес, озеро. С этих позиций можно предложить, например, следующее определение леса: " Лес есть географически организованная саморегулирующаяся совокупность популяций растительных и животных организмов, для которых ведущую средообразующую роль играет популяция древесных растений одного вида или совместно обитающие популяции нескольких видов".

Для обозначения подобных сообществ академиком В.Н. Сукачевым предложен (и общепринят) термин биогеоценоз (от биос - жизнь, гео - Земля, ценоз - сообщество). " Биогеоценоз - это совокупность на земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), имеющая особую специфику взаимодействия этих ее компонентов и определенный тип их обмена веществом и энергией между собой и с другими явлениями природы, представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии”.

Понятие " экосистема" и " биогеоценоз" близки друг к другу, но не являются синонимами.

Экологической системой является любая совокупность организмов и окружающей их среды. Таким образом, экосистема - это и капля воды с ее микробным населением, и лес, и горшок с цветком, и космический пилотируемый корабль, и сооружение для биологической очистки сточных вод (аэротенк, биофильтр).

Но под определение биогеоценоза они не попадают, так как им не свойственны признаки этого определения, и в первую очередь такой элемент как " гео" ‑ Земля.

Биогеоценозы - это природные образования. В то же время любой биогеоценоз может рассматриваться и как экологическая система. Но не всякая экологическая система есть биогеоценоз.

В соответствии с приведенными выше формулировками биогеоценоз включает две главные составляющие: совокупность на определенной территории абиотических факторов, т.е. экотоп (от греч. топос - место) и совокупность живых организмов - биоценоз (рис.2.3.)- В свою очередь экотоп состоит из совокупности климатических ( климатоп ) и почвенно‑ грунтовых ( эдафотоп ) факторов, а биоценоз включает сообщества животных ( зооценоз ), растений ( фитоценоз ) и микроорганизмов ( микробоценоз ).

Одно из важнейших свойств биогеоценоза - взаимосвязь и взаимозависимость всех его компонентов. Вполне понятно, что климат всецело обусловливает состояние и режим почвенных факторов, создает среду обитания живых организмов. В свою очередь почва в какой-то степени определяет и климатические особенности. Например, от окраски поверхности почвы зависит ее отражательная способность - альбедо, а значит температура и влажность воздуха над почвой. А они в свою очередь влияют на животных, растения и микроорганизмы.

Рис. 2.3. Схема биогеоценоза.

Стрелки на рисунке обозначают каналы передачи вещества, энергии и информации между различными компонентами биогеоценоза. Человек своей деятельностью способен прямо или косвенно нарушать и прерывать эти каналы. На уровне биогеоценоза происходят все процессы круговорота вещества и энергии в биосфере. Антропогенная деятельность всегда направлена на биогеценозы (экосистемы), вне которых нет жизни на Земле. Таким образом, для эколога существует не " природа", а биогеоценоз или совокупность биогеоценозов (т.е. биосфера). Именно с биогеоценозами человек имеет дело. То есть, человек вырубает не леса, а биогеоценозы, выбрасывает отходы не в окружающую среду, а в биогеоценозы, преобразует не природу, а участки биосферы. То есть человек всегда взаимодействует со сложно организованной и развивающейся по своим законам структурной единицей биосферы - биогеоценозом. В биогеоценозах происходят взаимоувязанные процессы наработки и потребления первичной продукции.

Синтез первичного органического вещества

Основная доля первичной продукции на Земле создается в клетках зеленых растений под воздействием солнечной энергии.

Этот процесс именуется фотосинтезом.

Некоторая часть первичной продукции нарабатывается бактериями за счет реализации химических процессов, которые именуются хемосинтезом.

Процесс фотосинтеза состоит в том, что в результате сложных химических реакций вода и диоксид углерода соединяются в молекулы сахаров (в частности, в молекулы глюкозы) с выделением свободного кислорода при поглощении кванта света.

Согласно второму началу термодинамики, любые виды энергии в конечном счете переходят в тепловую форму и рассеиваются.

Реакция фотосинтеза казалось бы идет против термодинамического градиента. Она сопровождается накоплением энергии в органическом веществе, образующемся из углекислого газа и воды. Но следует помнить, что эта реакция идет за счет преобразования энергии фотонов солнечного света в энергию химических связей органического вещества (Q) и тогда термодинамическое противоречие исчезает:

6СО₂ + 6Н₂О+ = C₆H₁₂0₆ + 6 О₂ + Q.

Схематически этот процесс представлен на рис. 2.4.

Таким образом, растения на нашей планете непрерывно усваивают из атмосферного воздуха огромное количество диоксида углерода. ( около 200 млрд. т в год и выделяют 145 млрд. т свободного кислорода, образуя более 100 млрд. т органической материи ).

Именно растениям мы обязаны стабильностью газового состава атмосферы и ресурсами пищи и топлива на нашей планете.

Общее количество энергии, ежегодно запасаемой растениями на Земле, оценивается величиной 20, 9 · 10²² кДж.

В реакции фотосинтеза углекислый газ и вода не сразу превращаются в сахар. Первичным продуктом является так называемая фосфоглицериновая кислота (ФГК). Она превращается в фосфоглицериновый альдегид при присоединении молекулы СО к рибулезодифосфату СН₂О (Р), в ходе реакции карбоксилирования.

Далее, в результате сложных химических процессов образуется фруктоза. Она является исходным материалом для образования других видов углеводов.

Синтез органического вещества может осуществляться и бактериями. Источником углерода для них является диоксид углерода, восстанавливающийся за счет молекулярного водорода или водорода, входящего в состав сероводорода или другого неорганического вещества.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒