Kodu » Tervis » Tootjate juhtiv roll ökosüsteemis on Lagundajad: näited, roll looduses. Tootjad, tarbijad, lagundajad. Ülem-Leena lõunaosa taiga biotsenooside nihked

Tootjate juhtiv roll ökosüsteemis on Lagundajad: näited, roll looduses. Tootjad, tarbijad, lagundajad. Ülem-Leena lõunaosa taiga biotsenooside nihked

1) milline on tootjate, tarbijate, lagundajate roll süsinikuringes 2) Miks seisab inimkond silmitsi uute energiaallikate valdamise probleemiga? 3) Kuidas on organismid lämmastikuringe protsessides keskkonnaga seotud? 4) Mis juhtub, kui redutseerijad lakkavad töötamast süsiniku, lämmastiku, väävli ja fosfori tsüklites

Tootjad - organismid, mis loovad anorgaanilistest ühenditest orgaanilist ainet (autotroofid - taimed, mis loovad orgaanilist ainet fotosünteesi teel, kemotroofid - mõned organismid, mis loovad orgaanilist ainet keemiliste reaktsioonide kaudu) .

Reduktorid - organismid, mis elu käigus muudavad orgaanilise aine anorgaaniliseks (enamik mikroorganisme, seeni).

Redutseerijad elavad surnud orgaanilisest ainest, muutes selle tagasi anorgaanilisteks ühenditeks. See klassifikatsioon on suhteline, kuna nii tarbijad kui ka tootjad ise toimivad osaliselt lagundajatena, vabastades oma elu jooksul keskkonda mineraalseid ainevahetusprodukte.
Põhimõtteliselt saab aatomite tsirkulatsiooni süsteemis säilitada ilma vahelüli - tarbijateta, kahe teise rühma tegevuse tõttu. Selliseid ökosüsteeme leidub aga pigem eranditena, näiteks nendel aladel, kus toimivad ainult mikroorganismidest tekkinud kooslused. Tarbijate rolli looduses täidavad peamiselt loomad ning nende tegevus ökosüsteemides aatomite tsüklilise rände hoidmisel ja kiirendamisel on keeruline ja mitmekesine.

Toiduahelad ja troofilised tasemed

orgaanilised molekulid, mida sünteesivad autotroofid, on heterotroofsete loomade toitumisallikaks (aine ja energia). Need loomad omakorda söövad ära teised loomad ning sel viisil kandub energiat läbi terve rea organisme, kus iga järgnev toitub eelmisest. Sellist järjestust nimetatakse toiduahelaks ja iga ahela lüli vastab teatud troofilisele tasemele (kreeka keelest troof – toit). Esimese troofilise taseme moodustavad alati autotroofid, mida nimetatakse tootjateks (ladina keelest producere – toota). Teine tasand on taimtoidulised (fütofaagid), keda nimetatakse esimese järgu tarbijateks (ladina keelest consumo - “ma õgin”); kolmas tase (näiteks kiskjad) - teist järku tarbijad jne.

Tavaliselt ökosüsteemis juhtub 4-5 troofilised tasemed ja harva üle 6. See on osaliselt tingitud asjaolust, et igal tasandil läheb osa ainest ja energiast kaotsi (toidu mittetäielik söömine, tarbijate hingamine, organismide "loomulik" surm jne).

Tootjate, tarbijate ja lagundajate roll elu säilimisel Maal

P.); sellised kahjud on kajastatud joonisel ja neid käsitletakse üksikasjalikumalt vastavas artiklis. Hiljutiste uuringute kohaselt piiravad toiduahelate pikkust aga muud tegurid. Võimalik, et olulist rolli mängivad eelistatud toidu kättesaadavus ja territoriaalne käitumine, mis vähendab organismide asustustihedust ja seega ka kõrgema järgu tarbijate arvu konkreetses elupaigas. Olemasolevate hinnangute kohaselt ei tarbi fütofaagid mõnes ökosüsteemis kuni 80% esmasest toodangust. Surnud taimne materjal muutub saagiks organismidele, kes toituvad detritist (detritivoorid) või lagundajatest (hävitajad). Sel juhul räägime detritaalsetest toiduahelatest. Detritaalsed toiduahelad domineerivad näiteks troopilistes vihmametsades.

Tootjad

Peaaegu kõik tootjad- fotoautotroofid, st rohelised taimed, vetikad ja mõned prokarüootid, näiteks sinivetikad (varem nimetati sinivetikateks). Kemoautotroofide roll biosfääri skaalal on tühine. Mikroskoopilised vetikad ja tsüanobakterid, mis moodustavad fütoplanktoni, on peamised veeökosüsteemide tootjad. Vastupidi, maismaaökosüsteemide esimesel troofilisel tasemel on ülekaalus suured taimed, näiteks metsades puud, savannides, steppides, põldudel kõrrelised jne.

Energiavoog ja aineringe tüüpilises toiduahelas. Pange tähele, et röövloomade ja detritivooride, aga ka lagundajate vahel on võimalik kahesuunaline vahetus: detritivoorid toituvad surnud kiskjatest ja mõnel juhul söövad röövloomad elusaid detritivoorid ja lagundajaid. Fütofaagid on esmajärgulised tarbijad; lihasööjad - teise, kolmanda jne tellimuse tarbijad.

Esimese tellimuse tarbijad

Maismaal peamised fütofaagid- putukad, roomajad, linnud ja imetajad. Magedas ja merevees on need tavaliselt väikesed koorikloomad (dafnia, meritõrud, krabivastsed jne) ja kahepoolmelised; enamik neist on filtrid, mis kurnavad tootjaid välja, nagu on kirjeldatud vastavas artiklis. Paljud neist koos algloomadega kuuluvad zooplanktoni – mikroskoopiliste triivivate heterotroofide kogumisse, mis toituvad fütoplanktonist. Ookeanide ja järvede elukäik sõltub peaaegu täielikult planktoniorganismidest, mis on tegelikult nende ökosüsteemide kõigi toiduahelate algus.

Tootjad on organismid, mis on võimelised tootma (tootma) anorgaanilistest ainetest orgaanilist ainet.

Looduslikes kooslustes mängivad tootjate rolli kõige sagedamini taimed, väga harva - mõned prokarüootsed organismid, mis on võimelised fotosünteesiks või kemosünteesiks. Seega kuulub tunnus A 2. rühma.

Toiduahelad saavad tavaliselt alguse tootjatest ehk taimedest. Kuna on märgitud, et toiduahel on karjamaa, sisaldab see esimese lülina selgelt taimeorganisme. Seega kuulub tunnus B tootjatele. On kooslusi, kus taimi pole (näiteks ookeani sügavuses, pinnases). Orgaaniline aine tuleb siia väljastpoolt ning toiduahelad hõlmavad ainult tarbijaid ja lagundajaid.

Tarbijad on organismid, kes toituvad kas tootjatest või teistest tarbijatest. Enamik loomi on tarbijad (mõned on lagundajad, kes toituvad surnud orgaanilisest ainest). Seetõttu viitab tunnus B tarbijatele.

Iseloomulik G dubleerib tegelikult A ja on ilmselt mõeldud segadusse ajamiseks. Kuigi näete mõningast peenust. Ainult autotroofsed organismid loovad anorgaanilisest ainest orgaanilist ainet. Kõik organismid loovad aga orgaanikat toiduga kaasasolevate orgaaniliste ainete lagundamisel. Pärast seda sünteesitakse uuesti "nende" keerulised orgaanilised ained. Kuid bioloogias (eriti ökoloogias, kui arvestada looduslike kooslustega) on üldtunnustatud seisukoht, et orgaanilist ainet tekitavad ainult autotroofid (taimed, fotosünteetilised ja kemosünteetilised prokarüootid).

Mõisted "autotroofid" ja "tootjad" ühendavad samu organismirühmi. Terminit "autotroof" kasutatakse aga peamiselt organismide ehituse ja füsioloogia uurimisel. "Tootja" on ökoloogiline termin.

Autotroofid jagunevad fototroofideks ja kemotroofideks. Esimesed orgaaniliste ainete sünteesiks kasutavad päikesevalguse energiat (sõnast "footonid"). Teine on keemiliste (ja seega ka "kemo-") oksüdatiivsete reaktsioonide tulemusena vabanev energia. Taimed on fototroofid, nad on ka tootjad, seega D vastab 2-le.

Elusorganismide roll bioloogilises tsüklis

Bioloogiline tsükkel on pideva iseloomuga nähtus, tsükliline, korrapärane, kuid ajas ja ruumis mitte ühtlane, ainete, energia ja teabe ümberjaotumine erinevate hierarhiliste organisatsioonitasemete ökoloogilistes süsteemides - biogeocenoosist biosfäärini. Ainete ringlust kogu biosfääri skaalal nimetatakse suureks ringiks ja konkreetse biogeocenoosi piires - väikeseks biootilise vahetuse ringiks.

Akadeemik V.I. Vernadski postuleeris esimesena väitekirja elusorganismide tähtsaimast rollist Maa kestade põhiliste füüsikaliste ja keemiliste omaduste kujunemisel ja säilitamisel. Tema kontseptsioonis ei käsitleta biosfääri lihtsalt kui eluga hõivatud ruumi, vaid kui terviklikku funktsionaalset süsteemi, mille tasandil realiseerub geoloogiliste ja bioloogiliste protsesside lahutamatu seos. Elu peamised omadused, mis seda seost tagavad, on elusorganismide kõrge keemiline aktiivsus, nende liikuvus ning võime isepaljuneda ja areneda. Elu kui planetaarse nähtuse säilitamisel on ülimalt oluline selle vormide mitmekesisus, mis erinevad tarbitavate ainete ja keskkonda sattunud jääkainete kogumi poolest. Bioloogiline mitmekesisus on aluseks stabiilsete biogeokeemiliste aine- ja energiatsüklite tekkele Maa biosfääris.

Elu spetsiifiline omadus on ainete vahetus keskkonnaga. Iga organism peab saama väliskeskkonnast teatud aineid energiaallikatena ja materjalina oma keha ülesehitamiseks. Välja tuuakse ainevahetusproduktid, mis edasiseks kasutamiseks enam ei sobi. Seega halvendab iga organism või identsete organismide kogum oma elutegevuse käigus oma elupaiga tingimusi. Pöördprotsessi võimalikkuse – elutingimuste säilitamise või isegi nende parandamise – määrab asjaolu, et biosfääris asustavad erinevad organismid erinevat tüüpi ainevahetusega.

Kõige lihtsamal kujul esindavad kvalitatiivsete eluvormide kogumit tootjad, tarbijad ja lagundajad, kelle ühise tegevusega tagatakse teatud ainete eraldamine keskkonnast, nende muundumine troofiliste ahelate erinevatel tasanditel ning orgaanilise aine mineraliseerimine saadaolevateks komponentideks. järgmiseks tsüklisse lülitamiseks (põhielemendid, mis rändavad mööda bioloogilise tsükli ahelaid - süsinik, vesinik, hapnik, kaalium, fosfor, väävel jne).

Tootjad

Tootjad on elusorganismid, mis on võimelised väliseid energiaallikaid kasutades sünteesima anorgaanilistest komponentidest orgaanilist ainet. (Pange tähele, et väljastpoolt energia saamine on kõigi organismide elutegevuse üldtingimus, energia poolest on kõik bioloogilised süsteemid avatud) neid nimetatakse ka autotroofideks, kuna nad ise varustavad end orgaanilise ainega. Looduslikes kooslustes täidavad tootjad nende organismide kudedesse kogunenud orgaanilise aine tootjate funktsiooni. Orgaaniline aine toimib ka eluprotsesside energiaallikana; välist energiat kasutatakse ainult primaarseks sünteesiks.

Kõik tootjad jagunevad vastavalt orgaaniliste ainete sünteesi energiaallika olemusele fotoautotroofideks ja kemoautotroofideks. Varem kasutati päikesekiirguse energia sünteesiks spektri selles osas, mille lainepikkus on 380–710 nm. Need on peamiselt rohelised taimed, kuid fotosünteesiks on võimelised ka mõne teise mahemaailma kuningriigi esindajad. Nende hulgas on erilise tähtsusega tsüanobakterid (sinakasrohelised "vetikad"), mis ilmselt olid esimesed fotosünteesid Maa elu arengus. Fotosünteesiks on võimelised ka paljud bakterid, mis aga kasutavad spetsiaalset pigmenti – bakteriokloriini – ega eralda fotosünteesi käigus hapnikku. Peamisteks fotosünteesi lähteaineteks on süsihappegaas ja vesi (süsivesikute sünteesi alus), samuti lämmastik, fosfor, kaalium ja teised mineraalsed toitained.

Luues fotosünteesil põhinevaid orgaanilisi aineid, seovad fotoautotroofid seega kasutatud päikeseenergiat, justkui salvestades seda. Järgnev keemiliste sidemete hävitamine viib sellise "salvestatud" energia vabanemiseni. See ei kehti ainult fossiilkütuste kasutamise kohta; Taimekudedesse “salvestatud” energia kandub toiduna üle troofiliste ahelate kaudu ja on aluseks energiavoogudele, mis kaasnevad ainete biogeense tsükliga.

Kemoautotroofid kasutavad orgaanilise aine sünteesi protsessides keemiliste sidemete energiat. Sellesse rühma kuuluvad ainult prokarüootid: bakterid, arhebakterid ja osaliselt sinakasrohelised. Mineraalainete oksüdatsiooniprotsessides vabaneb keemiline energia. Eksotermilisi oksüdatiivseid protsesse kasutavad nitrifitseerivad bakterid (oksüdeerivad ammoniaagi nitrititeks ja seejärel nitraatideks), rauabakterid (raudraua oksüdeerimine oksiidiks), väävlibakterid (vesiniksulfiid sulfaatideks). Metaani, CO ja mõningaid teisi aineid kasutatakse ka oksüdatsiooni substraadina.

Kõigi autotroofsete tootjate spetsiifiliste vormide mitmekesisusega on nende üldine biosfääri funktsioon üks ja seisneb elutu looduse elementide kaasamises kehakudede koostisesse ja seega üldisesse bioloogilisse tsüklisse. Autotroofsete tootjate kogumass moodustab üle 95% kõigi biosfääri elusorganismide massist.

Tarbijad

Väliskeskkonnast ühel või teisel viisil ammutatud toitu kasutavad heterotroofid oma keha ehitamiseks ja energiaallikana erinevatele eluvormidele. Seega kasutavad heterotroofid autotroofide poolt talletatud energiat nende poolt sünteesitud orgaaniliste ainete keemiliste sidemete kujul. Tsükli käigus toimuvas ainete voolus hõivavad nad tarbijate taseme, mis on kohustuslikult seotud autotroofsete organismidega (1. järku tarbijad) või teiste heterotroofidega, millest nad toituvad (2. järku tarbijad).

Tarbijate üldine tähtsus ainete ringluses on omapärane ja mitmetähenduslik. Need ei ole otseses tsükliprotsessis vajalikud: rohelistest taimedest ja mulla mikroorganismidest koosnevad kunstlikud suletud mudelsüsteemid võivad niiskuse ja mineraalsoolade juuresolekul eksisteerida lõputult fotosünteesi, taimejääkide hävimise ja vabanevate elementide kaasamise tõttu uude tsükkel. Kuid see on võimalik ainult stabiilsetes laboritingimustes. Looduskeskkonnas suureneb selliste lihtsate süsteemide hukkumise tõenäosus paljudel põhjustel.

7.2 Ökosüsteem (biogeocenoos), selle komponendid: tootjad, tarbijad, lagundajad, nende roll

Tsükli stabiilsuse “garantiideks” on eelkõige tarbijad.

Heterotroofid lagundavad oma ainevahetuse käigus toidu koostises saadud orgaanilisi aineid ja ehitavad selle põhjal üles oma keha aineid. Tarbijaorganismides peamiselt autotroofide poolt toodetud ainete muundumine toob kaasa elusaine mitmekesisuse suurenemise. Mitmekesisus on iga küberneetilise süsteemi stabiilsuse vajalik tingimus väliste ja sisemiste häirete taustal. Elussüsteemid – organismist kuni biosfäärini tervikuna – toimivad vastavalt küberneetilisele tagasiside põhimõttele.

Loomi, kes moodustavad suurema osa tarbimisorganismidest, iseloomustab liikuvus, võime ruumis aktiivselt liikuda. Sellega osalevad nad tõhusalt elusaine rändes, selle hajumises üle planeedi pinna, mis ühelt poolt stimuleerib elu ruumilist asustamist ja teisest küljest toimib omamoodi "garantiimehhanismina". ” elu hävinemise korral mis tahes kohas erinevatel põhjustel.

Sellise “ruumilise garantii” näiteks on tuntud katastroof umbes. Krakatau: 1883. aasta vulkaanipurske tagajärjel hävis elu saarel täielikult, kuid see taastus vaid 50 aastaga – registreeriti umbes 1200 liiki. Asustamine kulges peamiselt purskest puutumata jäänud Jaava, Sumatra ja naabersaarte arvelt, kust taimed ja loomad asustasid erineval moel tuha ja külmunud laavavoogudega kaetud saart. Samal ajal ilmusid vulkaanilisele tufile ja tuhale esmakordselt (3 aasta pärast) tsüanobakterite kiled. Jätkusuutlike kogukondade loomise protsess saarel jätkub; metsatsenoosid on alles suktsessiooni algusjärgus ja nende struktuur on oluliselt lihtsustatud.

Lõpuks on tarbijate, eelkõige loomade roll ülimalt oluline aine- ja energiavoogude intensiivsuse reguleerijatena mööda troofilisi ahelaid. Biomassi aktiivse autoreguleerimise võime ja selle muutumise kiirus üksikute liikide ökosüsteemide ja populatsioonide tasandil realiseeritakse lõpuks orgaanilise aine tekke ja hävimise kiiruste vastavuse säilitamise vormis globaalsetes tsüklisüsteemides. Sellises reguleerimissüsteemis ei osale mitte ainult tarbijad, vaid viimased (eriti loomad) eristuvad kõige aktiivsema ja kiirema reaktsiooniga külgnevate troofiliste tasemete biomassi tasakaalu häiretele.

Põhimõtteliselt toimib biogeenses tsüklis ainevoolu reguleerimise süsteem, mis põhineb selle süsteemi moodustavate elusorganismide ökoloogiliste kategooriate vastastikusel täiendavusel, jäätmevaba tootmise põhimõttel. Ideaalis aga ei saa seda printsiipi järgida interakteeruvate protsesside ja neid mõjutavate tegurite suure keerukuse tõttu. Tsükli täielikkuse rikkumise tagajärjeks olid nafta, kivisöe, turba, sapropeeli ladestused. Kõik need ained kannavad fotosünteesi käigus algselt talletatud energiat. Nende kasutamine inimese poolt on justkui bioloogilise tsükli tsüklite lõpetamine "ajaliselt hilinenud".

lagundajad

Sellesse ökoloogilisse kategooriasse kuuluvad heterotroofsed organismid, mis surnud orgaanilist ainet (laibad, väljaheited, taimne allapanu jne) toiduna kasutades lagundavad selle ainevahetuse käigus anorgaanilisteks komponentideks.

Orgaaniliste ainete osaline mineraliseerumine toimub kõigis elusorganismides. Niisiis eraldub hingamise käigus CO2, organismist eritub vesi, mineraalsoolad, ammoniaak jne. Tõelisteks lagundajateks, mis lõpetavad orgaaniliste ainete hävimise tsükli, tuleks seega pidada ainult neid organisme, kes lasevad väliskeskkonda ainult anorgaanilisi aineid, mis on valmis osalema uude ringlusse.

Lagundajate kategooriasse kuuluvad mitmesugused bakterid ja seened. Oma ainevahetuse olemuse tõttu on nad redutseerivad organismid. Seega redutseerivad devitrifikatsioonibakterid lämmastiku algolekusse, sulfaate redutseerivad bakterid aga väävli vesiniksulfiidiks. Orgaaniliste ainete lagunemise lõppsaadused on süsinikdioksiid, vesi, ammoniaak ja mineraalsoolad. Anaeroobsetes tingimustes läheb lagunemine kaugemale - vesinikuks; tekivad ka süsivesinikud.

Orgaanilise aine vähendamise täistsükkel on keerulisem ja hõlmab suuremat arvu osalejaid. See koosneb järjestikustest lülidest, milles erinevad hävitavad organismid muudavad bakterite ja seente toimel järk-järgult orgaanilisi aineid algul lihtsamateks vormideks ja alles seejärel anorgaanilisteks komponentideks.

Elusaine organiseerituse tasemed

Tootjate, tarbijate ja lagundajate ühistegevus määrab ainete globaalse bioloogilise tsükli pideva säilimise Maa biosfääris. Seda protsessi toetavad biosfääri moodustavate ruumilis-funktsionaalsete osade loomulikud suhted ja seda tagab spetsiaalne ühenduste süsteem, mis toimib biosfääri homöostaasi mehhanismina - säilitades selle stabiilse toimimise muutuvate väliste ja väliste muutuste taustal. sisemised tegurid. Seetõttu võib biosfääri pidada globaalseks ökoloogiliseks süsteemiks, mis tagab elu jätkusuutliku säilimise selle planetaarses manifestatsioonis.

Iga bioloogilist (sh ökoloogilist) süsteemi iseloomustab spetsiifiline funktsioon, süsteemi moodustavate osade (allsüsteemide) järjestatud suhted ja nendel vastasmõjudel põhinevad regulatsioonimehhanismid, mis määravad süsteemi terviklikkuse ja stabiilsuse kõikuvate väliste tegurite taustal. tingimused. Eespool öeldu põhjal on selge, et biosfäär oma struktuurilt ja funktsioonilt vastab bioloogilise (ökoloogilise) süsteemi mõistele.

Biosfääri kui terviku tasandil viiakse läbi elusaine universaalne funktsionaalne seos eluta loodusega. Selle struktuursed ja funktsionaalsed komponendid (alamsüsteemid), mille tasemel viiakse läbi bioloogilise tsükli spetsiifilised tsüklid, on biogeotsenoosid (ökosüsteemid).

Keskkonna biootilised tegurid (Biootilised tegurid; Biootilised keskkonnategurid; Biootilised tegurid; Bioloogilised tegurid; kreeka keelest. Biotikos - elu) - elukeskkonna tegurid, mis mõjutavad organismide elutegevust.

Biootiliste tegurite toime väljendub teatud organismide vastastikuses mõjus teiste organismide elutegevusele ja kõik koos elupaik. Organismide vahel on otsesed ja kaudsed seosed.

Liigisisesed vastasmõjud sama liigi isendite vahel koosnevad rühma- ja massimõjud ning liigisisene konkurents.

Liikidevahelised suhted on palju mitmekesisemad. Võimalikud kombinatsioonitüübid kajastavad erinevat tüüpi suhteid:

Eluta looduse füüsikaliste ja keemiliste tegurite kogum, mis mõjutavad organismi selle elupaigas - abiootiline tegur

Tootjad, tarbijad, lagundajad

Tootjad on organismid, mis toodavad anorgaanilistest ühenditest orgaanilisi ühendeid. Tootjad (enamasti rohelised taimed) loovad selle käigus orgaanilist ainet fotosüntees või kemosüntees. Tootjad kasutavad neid orgaanilisi aineid energiaallikana ning keharakkude ja kudede ehitusmaterjalina.

Fotosüntees saab esitada järgmiselt:

Kemosüntees - anorgaaniliste ühendite muundamine toitaineteks orgaanilisteks aineteks päikesevalguse puudumisel keemiliste reaktsioonide energia tõttu.

Ainult tootjad on võimelised endale toitu tootma. Lisaks annavad nad tarbijatele ja lagundajatele otse või kaudselt toitaineid.

Toitumise tüübi järgi on kõik tootjad autotroofid Nad ise toodavad anorgaanilistest orgaanilisi aineid. Tarbijad ja lagundajad toitumisviiside järgi on heterotroofid- toituvad teiste elusorganismide toodetud orgaanilisest ainest.

Tarbijad- organismid, kes saavad toitaineid ja vajalikku energiat süües elavad organismid- tootjad või muud tarbijad.

Sõltuvalt toiteallikatest jagatakse tarbijad kolme põhiklassi:

— fütofaagid(rohutoidulised) on 1. järjekorra tarbijad toituvad ainult elustaimedest. Näiteks söövad linnud seemneid, pungi ja lehti.

— kiskjad(lihasööja) - 2. järjekorra tarbijad mis toituvad ainult taimtoidulistest loomadest (fütofaagid), samuti 3. järjekorra tarbijad mis toituvad ainult lihasööjatest.

— eurüüfaagid(kõigesööja), kes võib süüa nii taimset kui loomset toitu. Näiteks sead, rotid, rebased, prussakad ja inimesed.

lagundajad- organismid, kes saavad toitaineid ja vajalikku energiat süües surnud organismide jäänused(loomad, taimed). (Heterotroofseid organisme ökosüsteemis nimetatakse ka lagundajad.)

Reduktoreid on kaks peamist klassi:

1. Detritiivoorid– tarbivad vahetult surnud organisme või orgaanilisi jääke. (näide: šaakalid, raisakotkad, vihmaussid).

2. Hävitajad - lagundavad surnud orgaanilised ained lihtsateks anorgaanilisteks ühenditeks (mädanemis- ja lagunemisprotsess). Näiteks seened ja mikroskoopilised üherakulised bakterid.

Antud liigi isendite arv pindalaühikus või mahuühikus (näiteks planktoni puhul) on asustustihedus

TOIDUVEEBID, TOIDUKETTE omavaheliste ühenduste süsteem, on sageli üsna keeruline. Skemaatiliselt võib seda kujutada ristuvate joontena, mis ühendavad erinevaid toiduahela lülisid, mis meenutavad võrku. Toiduvõrk ühendab taimi ja loomi. Toiduvõrk viib läbi mitmesuguseid toidusuhteid ökosüsteemide organismide, sealhulgas tarbijate ja nende toiduallikate vahel.

Ökosüsteemides on autotroofide ja heterotroofide vahel keeruline toitumisalane koostoime. Mõned organismid söövad teisi ja teostavad seega ainete ja energia ülekandmist – ökosüsteemi toimimise alust.

Ökosüsteemis loovad orgaanilist ainet autotroofsed organismid, näiteks taimed. Taimi söövad loomad, keda omakorda söövad teised loomad. Sellist järjestust nimetatakse toiduahelaks (joonis 1) ja iga toiduahela lüli nimetatakse troofiline tase.

toiduahel– aine ja energia organismilt organismile ülekandmise süsteem, milles iga eelnev organism hävitatakse järgmise poolt.

Tootjate, tarbijate ja lagundajate vaheliste suhete graafiline kujutis, väljendatuna massiühikutes, on rahvastikupüramiid.

Madalaim taimede biomass ja tootlikkus tundras

Võimekust taastada ja säilitada populatsioonis teatud arvu nimetatakse rahvastiku iseregulatsioon

Taimed säilitavad talveks varusid süsivesikuid

Endeemilised liigid - organismide rühm, mille levik on piiratud ja mida leidub ühes kohas (geograafilises piirkonnas)

Nimetatakse biotsenoosi liigilise koosseisu muutumist, millega kaasneb koosluse stabiilsuse suurenemine järglus

Biogeocenoosis interakteeruvad keskkonnategurid - abiootiline ja biootiline

Rahvuspark - need on territooriumid, mis on majandustegevusest välja jäetud, et säilitada erilise ökoloogilise, ajaloolise, esteetilise väärtusega looduslikke komplekse ning mida kasutatakse puhke- ja kultuurieesmärkidel.

Loodusmonumendid- need on ainulaadsed või tüüpilised, teaduslikult, kultuuriliselt, hariduslikult või esteetiliselt väärtuslikud loodusobjektid (salud, järved, iidsed pargid, maalilised kaljud jne)

Troofilised ahelad ja tasemed

Ökosüsteem A. Tensley

ökoloogiline süsteem– koosluste (biotsenoos) ja elupaikade kogum, mis on omavahel korrapärases suhtes. Näiteks ökosüsteem peaks olema järv, veetilk, kosmoselaev jne.

Mõisted ʼʼökosüsteemʼʼʼ ja ʼʼbiogeocenosisʼʼ on üksteisele lähedased, kuid ei ole sünonüümid. Ökoloogiline süsteem on igasugune organismide ja nende keskkonna kogum. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ökosüsteem - ϶ᴛᴏ ja tilk vett oma mikroobide populatsiooniga ning mets ja lillepott ja mehitatud kosmoselaev ning rajatis reovee bioloogiliseks puhastamiseks (aerotank, biofilter). Need ei kuulu biogeocenoosi määratluse alla, kuna neil pole selle määratluse paljusid tunnuseid ja esiteks sellist elementi nagu ʼʼgeoʼʼ - Maa. Biogeotsenoosid – ϶ᴛᴏ looduslikud moodustised.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, mõiste ʼʼökosüsteemʼʼ on laiem kui ʼʼbiogeocenosisʼʼ. Iga biogeocenoos on ökosüsteem, kuid mitte iga ökosüsteem pole biogeocenoos.

Biogeotsenooside (ökosüsteemide) põhiülesanne on ainete ringluse säilitamine biosfääris, see põhineb liikide toitumissuhetel. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, biogeocenoosi korral moodustub aine ja selle ekvivalentenergia järjestikuse ülekandumise ahel ühelt organismilt teisele (vt joon. 4.1). Sellist ahelat nimetatakse troofiliseks (kreeka trofee – ma söön).

Erinevaid kooslusi moodustavate liikide mitmekesisuse tõttu hõlmab iga biotsenoos kõigi kolme peamise ökoloogilise organismirühma esindajaid - tootjaid, redutseerijaid ja tarbijaid.

Konkreetsetes biotsenoosides esindavad tootjaid, tarbijaid ja lagundajaid paljude liikide populatsioonid, mille koostis on igale üksikule kooslusele omane.

Funktsionaalselt jagunevad kõik liigid mitmesse rühma, lähtudes nende kohast üldises ainete ringluse ja energiavoo süsteemis.

Selles mõttes samaväärsed liigid moodustavad teatud troofiline tase ja erinevate tasandite liikide vahelised suhted - toitesüsteem.

1. Tootjad(lat. tootjad- toodavad) - ϶ᴛᴏ elusorganismid, mis on võimelised väliste energiaallikate abil anorgaanilistest komponentidest orgaanilisi aineid sünteesima.

Tootjad jagunevad:

Fotoautotroofid;
Kemoautotroofid.

Riis. 4.1 Aine ja energia ülekande lihtsustatud skeem bioloogilise tsükli protsessis.

Fotoautotroofid- kasutada päikeseenergiat sünteesiks spektri osas, pika lainega (380-710 nm).

Need on rohelised taimed (klorofülli kandvad), aga ka sinivetikad (sinine-rohelised - ʼʼvetikadʼʼ).

Kemoautotroofid Nad kasutavad keemiliste sidemete energiat.

Nende hulka kuuluvad: prokarüootid (bakterid, arhebakterid ja mõned sinirohelised). Mineraalide oksüdeerumisel vabaneb keemiline energia.

2. Tarbijad(alates lat. konsumo- tarbivad, söövad) - elusolendid, kes ei suuda oma keha ehitada anorgaaniliste ainete kasutamise alusel, orgaanilist ainet nõutakse väljastpoolt, tootjate poolt sünteesitud tootjate kulul.

Jaotatud:

- 1. järgu tarbijad - toituvad otse tootjatest.

- 2. järku tarbijad - toituvad 1. järjekorra tarbijatest.

Troofiline ahel ei lõpe alati sellega ja teisejärguline tarbija võib olla toiduallikaks kolmanda järgu tarbijatele jne.

Ketid on suhteliselt lihtsad (ʼʼaspenʼʼ - ʼʼhareʼʼ - ʼʼrebaneʼʼ) ja keerukamad (ʼʼgrassʼʼ - ʼʼputukasʼʼ - ʼʼkonnʼʼʼʼʼha - ʼʼsnakeʼʼʼ).

Tarbijate põhifunktsioonid: säilitada bioloogilise tsükli stabiilsus. Mitmekesisuse põhimõte on oluline ökosüsteemide jätkusuutlikuks toimimiseks.

3. Reduktorid(alates lat. reduktorid- taastamine, tagastamine) - elusorganismid, mis lagundavad tootjate ja tarbijate kõigi troofiliste tasemete orgaanilised jäänused mineraalseks aineks.

Toitumise käigus tekivad ʼʼjäätmedʼʼ kõikidel troofilistel tasanditel. Rohelised taimed heidavad igal aastal mõned või kõik lehed maha.

Milline on tootjate roll looduslikes ja tehisökosüsteemides?

Märkimisväärne osa organismidest sureb ühel või teisel põhjusel pidevalt välja.

Selle tulemusena tuleb mineraliseerumise tulemusena asendada kogu tekkinud orgaaniline aine. Sel põhjusel on lagundajate (need on bakterid, seened, algloomad, väikesed selgrootud) põhiülesanne ʼʼjäätmeteʼʼ lagunemine mineraalaineteks. Mineraliseerumise intensiivsus sõltub suuresti temperatuurist, niiskusest ja muudest teguritest.

Igasugust organismide ja anorgaaniliste komponentide kogumit, milles aineringet saab säilitada, nimetatakse ökoloogiliseks süsteemiks või ökosüsteemiks.
Looduslikud ökosüsteemid võivad olla erineva mahu ja pikkusega: väike lomp oma elanikega, tiik, ookean, heinamaa, metsatukk, taiga, stepp – kõik need on näited erineva ulatusega ökosüsteemidest. Iga ökosüsteem sisaldab elavat osa – biotsenoosi ja selle füüsilist keskkonda. Väiksemad ökosüsteemid on osa üha suurematest kuni Maa üldise ökosüsteemini. Aine üldine bioloogiline tsükkel meie planeedil koosneb ka paljude konkreetsemate tsüklite koosmõjust.
Ökosüsteem saab tagada aine ringluse vaid siis, kui see sisaldab nelja selleks vajalikku komponenti: biogeensete elementide varud, tootjad, tarbijad ja lagundajad.
Tootjad on rohelised taimed, mis loovad päikeseenergia voogude abil biogeensetest elementidest ehk bioloogilistest saadustest orgaanilist ainet.
Tarbijad on selle orgaanilise aine tarbijad, töötlevad seda uutesse vormidesse. Loomad käituvad tavaliselt tarbijatena. Eristage esimese järgu tarbijaid - taimtoidulisi liike ja teist järku - lihasööjaid.
Lagundajad - organismid, mis lõpuks hävitavad orgaanilised ühendid mineraalseteks. Lagundajate rolli biotsenoosides täidavad peamiselt seened ja bakterid, aga ka muud väikesed organismid, kes töötlevad taimede ja loomade surnud jäänuseid.
Elu Maal on kestnud umbes 4 miljardit aastat, katkestusteta just seetõttu, et see toimub aine bioloogiliste tsüklite süsteemis. Selle aluseks on taimede fotosüntees ja organismide toidusuhted biotsenoosides.
Aine bioloogiline tsükkel nõuab aga pidevat energiakulu.

Erinevalt keemilistest elementidest, mis eluskehades korduvalt osalevad, ei saa organismid lõputult kasutada päikesekiirte energiat, mida säilitavad rohelised taimed.
Termodünaamika esimese seaduse kohaselt ei kao energia jäljetult, see salvestub meid ümbritsevasse maailma, kuid see läheb üle ühest vormist teise. Termodünaamika teise seaduse kohaselt kaasneb igasuguse energia muundamisega selle osa üleminek olekusse, kus seda ei saa enam tööks kasutada. Elusolendite rakkudes muundub keemilisi reaktsioone pakkuv energia iga reaktsiooni käigus osaliselt soojuseks ja soojus hajub keha poolt ümbritsevasse ruumi. Rakkude ja elundite keerulise tööga kaasnevad seega energiakadud organismist. Iga ainete ringlemise tsükkel, olenevalt biotsenoosi liikmete aktiivsusest, nõuab järjest rohkem energiat.
Seega toimub elu meie planeedil pideva ainete ringlusena, mida toetab päikeseenergia vool. Elu on organiseeritud mitte ainult biotsenoosideks, vaid ka ökosüsteemideks, milles on tihe seos looduse elusate ja eluta komponentide vahel.
Ökosüsteemide mitmekesisus Maal on seotud nii elusorganismide mitmekesisusega kui ka füüsilise, geograafilise keskkonna tingimustega. Tundra-, metsa-, stepi-, kõrbe- või troopilistel kooslustel on oma omadused bioloogilistele tsüklitele ja suhetele keskkonnaga. Ka veeökosüsteemid on äärmiselt mitmekesised. Ökosüsteemid erinevad bioloogiliste tsüklite kiiruse ja nendes tsüklites osaleva aine koguhulga poolest.
Ökosüsteemi stabiilsuse põhiprintsiip – energiavoolust toetatud aineringlus – tagab sisuliselt elu lõputu olemasolu Maal.
Selle põhimõtte järgi saab korraldada nii jätkusuutlikke tehisökosüsteeme kui ka tootmistehnoloogiaid, milles säästetakse vett või muid ressursse. Organismide koordineeritud tegevuse rikkumine biotsenoosides toob tavaliselt kaasa tõsiseid muutusi ökosüsteemide aineringetes. See on selliste keskkonnakatastroofide, nagu mullaviljakuse, taimede saagikuse, loomade kasvu ja produktiivsuse vähenemine ning looduskeskkonna järkjärguline hävimine, peamine põhjus.

Elu spetsiifiline omadus on ainete vahetus keskkonnaga. Iga organism peab saama väliskeskkonnast teatud aineid energiaallikatena ja materjalina oma keha ülesehitamiseks. Välja tuuakse ainevahetusproduktid, mis edasiseks kasutamiseks enam ei sobi. Seega halvendab iga organism või identsete organismide kogum oma elutegevuse käigus oma elupaiga tingimusi. Pöördprotsessi – elutingimuste säilitamise või isegi parandamise – võimalikkuse määrab asjaolu, et biosfääris asustavad erinevad organismid erinevat tüüpi ainevahetusega.

Tootjad

Tootjad on elusorganismid, mis on võimelised väliseid energiaallikaid kasutades sünteesima anorgaanilistest komponentidest orgaanilist ainet. (Pange tähele, et väljastpoolt energia saamine on kõigi organismide elutegevuse üldtingimus, energeetiliselt on kõik bioloogilised süsteemid avatud) neid nimetatakse ka autotroofideks, kuna nad ise varustavad end orgaanilise ainega. Looduslikes kooslustes täidavad tootjad nende organismide kudedesse kogunenud orgaanilise aine tootjate funktsiooni. Orgaaniline aine toimib ka eluprotsesside energiaallikana; välist energiat kasutatakse ainult primaarseks sünteesiks.

Kõik tootjad jagunevad vastavalt orgaaniliste ainete sünteesi energiaallika olemusele fotoautotroofideks ja kemoautotroofideks. Varem kasutati päikesekiirguse energia sünteesiks spektri selles osas, mille lainepikkus on 380–710 nm. Need on peamiselt rohelised taimed, kuid fotosünteesiks on võimelised ka mõne teise mahemaailma kuningriigi esindajad. Nende hulgas on erilise tähtsusega tsüanobakterid (sinakasrohelised "vetikad"), mis ilmselt olid esimesed fotosünteesid Maa elu arengus. Fotosünteesiks on võimelised ka paljud bakterid, mis aga kasutavad spetsiaalset pigmenti – bakteriokloori – ega eralda fotosünteesi käigus hapnikku. Peamisteks fotosünteesi lähteaineteks on süsihappegaas ja vesi (süsivesikute sünteesi alus), samuti lämmastik, fosfor, kaalium ja teised mineraalsed toitained.

Tarbijad

Elusolendid, kes ei ole võimelised oma keha üles ehitama anorgaaniliste ainete kasutamise põhjal, mis nõuavad orgaanilise aine sissevõtmist väljastpoolt toidu osana, kuuluvad heterotroofsete organismide rühma, kes elavad fotosünteesi abil sünteesitud saadustest. või kemosünteetikumid. Väliskeskkonnast ühel või teisel viisil ammutatud toitu kasutavad heterotroofid oma keha ehitamiseks ja energiaallikana erinevatele eluvormidele. Seega kasutavad heterotroofid autotroofide poolt talletatud energiat nende poolt sünteesitud orgaaniliste ainete keemiliste sidemete kujul. Tsükli käigus toimuvas ainete voolus hõivavad nad tarbijate taseme, mis on kohustuslikult seotud autotroofsete organismidega (1. järku tarbijad) või teiste heterotroofidega, millest nad toituvad (2. järku tarbijad).

Sellise “ruumilise garantii” näiteks on tuntud katastroof umbes. Krakatoa: 1883. aasta vulkaanipurske tagajärjel hävis elu saarel täielikult, kuid see taastus vaid 50 aastaga – registreeriti umbes 1200 liiki. Asustamine kulges peamiselt purskest puutumata jäänud Jaava, Sumatra ja naabersaarte arvelt, kust taimed ja loomad asustasid erineval moel tuha ja külmunud laavavoogudega kaetud saart. Samal ajal ilmusid vulkaanilisele tufile ja tuhale esmakordselt (3 aasta pärast) tsüanobakterite kiled. Jätkusuutlike kogukondade loomise protsess saarel jätkub; metsatsenoosid on alles suktsessiooni algusjärgus ja nende struktuur on oluliselt lihtsustatud.

lagundajad

Lagundajate kategooriasse kuuluvad mitmesugused bakterid ja seened. Oma ainevahetuse olemuse tõttu on nad redutseerivad organismid. Seega redutseerivad devitrifikatsioonibakterid lämmastiku algolekusse, sulfaate redutseerivad bakterid aga väävli vesiniksulfiidiks. Orgaaniliste ainete lagunemise lõppsaadused on süsinikdioksiid, vesi, ammoniaak, mineraalsoolad. Anaeroobsetes tingimustes läheb lagunemine kaugemale - vesinikuks; tekivad ka süsivesinikud.

Elusaine organiseerituse tasemed

Tootjate, tarbijate ja lagundajate ühistegevus määrab ainete globaalse bioloogilise tsükli pideva säilimise Maa biosfääris. Seda protsessi toetavad biosfääri moodustavate ruumilis-funktsionaalsete osade korrapärased suhted ning seda tagab spetsiaalne ühenduste süsteem, mis toimib biosfääri homöostaasi mehhanismina, säilitades selle stabiilse toimimise muutuva välise ja välise keskkonna taustal. sisemised tegurid. Seetõttu võib biosfääri pidada globaalseks ökoloogiliseks süsteemiks, mis tagab elu jätkusuutliku säilimise selle planetaarses manifestatsioonis.

Kõik meie planeedi elusorganismid võib liigitada tootjateks, tarbijateks või lagundajateks. Mida need mõisted tähendavad? Millised on teatud kategooriasse kuuluvate organismide omadused? Mille alusel selline klassifikatsioon on välja pakutud? Seda arutatakse artiklis. Lisaks avalikustatakse täpsemalt küsimus, kes on lagundajad. Allpool on toodud ka näited nendest organismidest.

Troofilise (toidu)ahela kirjeldus

Kõik Maad asustavad taimed, loomad, mikroorganismid, seened jne kuuluvad omapärasesse suhtesse, mida teadlased nimetavad troofiliseks ahelaks (või toiduahelaks). Mõned neist söövad teisi, mille tõttu toimub energia ülekandmine kujuteldava ahela ühelt lülilt teisele. Seega on nende vahel lihtne seos: "toit - toidu tarbija".

Toiduahela esimene lüli on nn tootjad ehk autotroofid. Nende hulka kuuluvad enamik taimi, vetikaid. Tootjatel ei ole lähteaineid, neid iseloomustab anorgaaniliste ainete muutumine orgaanilisteks, mille tõttu koguneb energia, ja tootjaid saavad süüa järgmise lüli esindajad. Neid nimetatakse tarbijateks.

Tarbijad võivad olla 1., 2., 3. ja 4. järjekorras. 1. järgu tarbijad on tavaliselt taimtoidulised, 2. on röövloomad, kes söövad jne.

Edasi on toiduahelas destruktorid ehk lagundajad - organismid, mis töötlevad orgaanilist ainet tagasi anorgaanilisteks aineteks (või kõige lihtsamateks orgaanilisteks), tagades nii lagunemisprotsessi ja ainete ringluse looduses. See on kõige olulisem lüli - "tellimused". Lagundajatest võib tuua järgmised näited: saprotroofsed bakterid, aktinomütseedid, seened (näiteks perekonnast Penicillium).

Nende organismide rolli on vaevalt võimalik üle hinnata. Tänu neile lagunevad orgaanilised jäägid jäljetult, omandades tootjatele tarbimiseks kättesaadava struktuuri ja vormi (autotroofid). Taimetootjad, tarbides neid, suurendavad rohelist massi ning on toiduks loomadele ja inimestele. Looduses mängivad olulist rolli lagundajad - mulda moodustavad bakterid, mis lagundavad taimede ja loomade orgaanilisi jääke, aidates seeläbi kaasa nende muutumisele huumuseks ja selle omakorda mineraalsooladeks.

Lagundajate ja koristajate erinevus

Mõned arvavad ekslikult, et lagundajate hulka kuuluvad loomad ja linnud, kes toituvad raipest. Aga ei ole. Nende peamine erinevus prügisöötjatest (savengers) on see, et raipest toituvad organismid toodavad tahkeid jäätmeid väljaheidete kujul. Sellised jäätmed lagundajates puuduvad. Nende roll on hävitada – keeruliste orgaaniliste ainete hävitamine ja nende muutmine lihtsamaks (uureaks) või anorgaaniliseks. Tahkeid jäätmeid tekitavaid detritofaage nimetatakse traditsiooniliselt tarbijateks.

Energiakadu üleminekul ühelt toiduahela tasandilt teisele

Energia üleminekul tootjatelt tarbijatele läheb märkimisväärne osa sellest kaduma (kuni 80-90%), enamasti soojuse kujul. See on põhjus, miks toiduahela pikkus on tavaliselt piiratud 3-6 lüliga.

Energiakao peamised põhjused on järgmised:

Organismid liiguvad ja kulutavad energiat rakuhingamisele, tagades nende elutegevuse.
Loomad ei suuda kogu orgaanilist ainet seedida ja osa sellest väljub väljaheidetena.
Kõiki eelmise taseme organisme ei söö järgmise taseme esindajad. Märkimisväärne osa neist lihtsalt sureb erinevatel põhjustel.
Väljaheited ja surnud organismid töötlevad lagundajad oma energiaks.

Biomassi suhe erinevatel tasemetel

Eelnevat arvestades võime järeldada, et ökoloogilise tasakaalu säilitamiseks peab elusorganismide arv eelmisel tasemel oluliselt ületama järgmisel tasemel olevat. Ehk siis tootjaid peaks olema rohkem kui tarbijaid. Samal ajal väheneb röövloomade arv järgmistel tasemetel, kuid need muutuvad suuremaks. Seda seadust nimetatakse ökoloogilise püramiidi reegliks.

Kuidas reduktoritega on? Ökosüsteemide muutumisel pole siin tähtsust: lagundajad jäävad sellesse siiski alles. Just nende vastastikune sõltuvus tarbijatest ja tootjatest tagab, et katastroofiliste asjaolude korral biogeocenoos ei hävine ja katkenud ühendused taastuvad.

Mis puutub lagundajate ja teiste rühmade vahekorda looduses, siis see on üsna keeruline küsimus, sest tegemist on üliväikeste organismidega. Uuringute kohaselt ei saa nende kogu biomass ega arvukus rääkida nende produktiivsuse astmest. Sellise biomassi mõõtmine on keeruline ja pealegi mitte väga informatiivne. Seega võib mikroorganismide arv mullas jääda samaks, kuid erinevates tingimustes näitavad nad erinevat aktiivsust.

Võib öelda, et produktiivsetes ökosüsteemides on nende mikroorganismide biomass ligikaudu 10-100 g ruutmeetri kohta. Kui vaadata tundras või kõrbes olevaid näitajaid, on neid palju vähem, nagu ka lagundajate aktiivsust. Ökosüsteemi muutmine antud näites võimaldab arvestada erinevate elupaigatingimustega.

Lõpuks

Artiklis kirjeldati lühidalt toiduahela ülesehitust, samuti räägiti täpsemalt, kes on lagundajad (näidetega).

Huvitaval kombel puudusid sellised toiduahela lülid nagu tarbijad Maal umbes 2 miljardit aastat, mil ökosüsteemid koosnesid ainult tuumaeelsetest organismidest, mida nimetatakse prokarüootideks. Kuid ilma lagundajateta oleks nende olemasolu võimatu, sest keegi peab ka kõige lihtsamate mikroorganismide toodetud orgaanilised ained anorgaanilisteks tagasi muutma. Tänu lagundajate elutegevusele, mille näiteid artiklis toodi, naasevad vesi ja mineraalsoolad pinnasesse. Seega ring sulgub ja tootvad organismid (autotroofid) saavad taas kasulikke aineid kasutada.

Ökosüsteemi moodustavate bioloogiliste komponentide hulgas eristatakse selgelt kolm organismirühma: tootjad, tarbijad ja lagundajad.

Reduktorid - organismid, mis elu käigus muudavad orgaanilise aine anorgaaniliseks (enamik mikroorganisme, seeni).

Tootjate, tarbijate ja lagundajate biomassi suhe määrab ökosüsteemi raamstruktuuri. Tavaliselt kujutatakse seda suhet graafiliselt püramiidina (masside püramiid, harvemini numbrid, eeldatakse indiviidide arvu). Biomassi põhiosa moodustavad reeglina tootjad, esimese järjekorra tarbijaid on oluliselt vähem, teise järjekorra tarbijaid koguarv veelgi väiksem jne. Püramiidi ühelt astmelt teisele liikudes kaob 7–15% energiast. Seetõttu on püramiidi astmete arv piiratud, tavaliselt 5-7.

Ökosüsteemi kõige olulisem komponent – organismid – määravad ühel või teisel määral selle välimuse. Samal ajal moodustavad mõned neist seda suuremal määral kui teised. Liike, millel on suur roll ökosüsteemi biokeskkonna loomisel, nimetatakse edifikaatoriteks. Tavaliselt on need taimed. Seda rolli võivad aga täita ka loomad, näiteks tammetõrusid laiali ajav pasknäär, stepis taimede kasvutingimusi loovad (muutvad) marmotid, mulla- või süvamereloomad (sügavustes taimi ei ole). ookean). Organisme, millel on väiksem mõju keskkonna loomisele ja ökosüsteemi väljanägemisele, nimetatakse assektaatoriteks. Nende olemasolu tingimused määravad edifikaatorid.

Ökosüsteemi oluline omadus on selle eksisteerimise aeg. Üldjuhul mõistetakse süsteemiaega (süsteemi iseloomulikku õiget aega) kui aega, mida vaadeldakse antud süsteemi või selles toimuvate protsesside eksisteerimise perioodi skaalal. Näiteks isendi eluiga, põlvkondade vahetumine, organismiliigi planeedil eksisteerimise kestus. Igal ülalloetletud süsteemil on oma ruumiline ulatus (maht, pindala) ja mass, samuti (minimaalne) alamsüsteemide arv, mis võimaldab süsteemil eksisteerida ja toimida. Võib märkida, et biosfääri eluiga on pikem kui planeedi põhjapoolkera parasvöötme metsade eluiga ja teatud metsaala või raiesmiku eluiga on lühem kui metsavööndi eluiga. tervikuna.

Meie planeedi arengu käigus muutus komponentide koostis kvalitatiivselt ja kvantitatiivselt. Loomulikult on muutunud ka ökosüsteemid ise. Ökosüsteemide võime muutustega kohaneda on hädavajalik. Ökosüsteem on erinevate komponentide kogum. Samal ajal ei määra selle omadused mitte ainult nende omaduste summa. Ökosüsteemide universaalne omadus on nende tekkimine (inglise keelest - tekkimine, uue tekkimine). Niisiis, mets pole üks puu, vaid kogum, mis moodustab uue vara. On selge, et üks puu või isegi kümmekond puud pole veel mets.

On olemas ökosüsteemide tsükliline (kõikumine) ja progresseeruv dünaamika (viimasel juhul saame rääkida arengust). Tsüklilised muutused hõlmavad erinevat tüüpi (ajaliselt) dünaamikat. Lihtsaim neist on ööpäevane (seotud valgustuse muutustega, fotosünteesiga, ööpäevaste, hämarate või ööloomade tegevusega). Hooajalise dünaamika määrab planeedi asend päikese suhtes, mis põhjustab kevade, suve, sügise ja talve vaheldumist. Päikese aktiivsus määrab ökosüsteemide pikaajalise dünaamika (2-, 4-, 11-aastased tsüklid jne). Pikemad tsüklid on määratud keerukamate kosmiliste ja planetaarsete protsessidega, mille pikkus hõlmab perioode mitmest aastakümnest miljonite aastateni. Ökosüsteemide tsüklilisi muutusi iseloomustab nende enam-vähem korrapärane perioodilisus.

Ökosüsteemide progresseeruv dünaamika on tavaliselt seotud uute liikide sissetoomisega nende koosseisu või mõne liigi asendumisega teistega.

Lõppkokkuvõttes toovad mõlemad protsessid kaasa muutuse biotsenoosides või ökosüsteemides tervikuna. Selliseid nihkeid nimetatakse suktsessioonideks (ladinakeelsest suktsessioonist – järjepidevus, pärand). Kui suktsessiooni põhjustavad ökosüsteemide välised tegurid, räägitakse eksogeensetest suktsessioonidest, kui muutus toimub sisemiste põhjuste – endogeensete – mõjul.

Eksogeenseid suktsessioone võivad põhjustada kliimamuutused, sellised protsessid võivad kesta sada või isegi tuhandeid aastaid, seega nimetatakse neid ilmalikeks.

Elu arengu käigus Maal muutuvad bioloogilised liigid uuteks vormideks. Sel juhul saame rääkida endogeensetest suktsessioonidest.

Kui muutused on põhjustatud inimtegevusest, räägitakse inimtekkelistest suktsessioonidest. Niisiis tekivad metsa hävitanud raiesmiku või tulekahju kohas (tuleb meeles pidada, et 98% meie riigi metsatulekahjudest põhjustavad inimesed) järjestikku rohttaimedega võsastunud territooriumid, seejärel ilmuvad põõsad, lõpuks põõsad. peita lehtpuude võra alla. Lehtmetsa võra all kasvavad okaspuud, mis ülemisse astmesse tungides moodustavad segametsa. Lehtpuud on okaspuudega võrreldes lühiealised, langevad järk-järgult ülemisest astmest välja, mille tulemusena moodustub lõpuks põlemis- ja raiekohale okasmets.

Üldiselt, olenemata sellest, kas tegemist on loodusliku eksogeense või endogeense suktsessiooni või inimtekkelise tekkega, on üldised mustrid

- järjestikune kolonisatsioon elusorganismide poolt;

– elusorganismide liigilise mitmekesisuse suurenemine;

– pinnase järkjärguline rikastamine orgaanilise ainega;

– mulla viljakuse tõus;

- erinevate organismiliikide või troofiliste organismirühmade vaheliste sidemete tugevdamine;

– ökoloogiliste niššide arvu muutus;

– järjest keerukamate ökosüsteemide ja biotsenooside järkjärguline kujunemine.

Väiksemad liigid, eriti taimeliigid, reeglina asenduvad suurematega, intensiivistuvad ainevahetusprotsessid, ainete ringlus jne. Sellised järjestikused seeriad lõpevad nõrgalt muutuvate ökosüsteemidega, mida nimetatakse kulminatsiooniks (kreeka keelest klimaks - redel), põlisrahvaste või sõlmede. Teatud kliimatingimustes on nihkete järjestusel, neis osalevate liikide liigilisel koosseisul oma eripärad. Samal ajal on igal etapil, sealhulgas kulminatsioonil, oma liikide kogum, mis esiteks on tüüpiline antud piirkonnale ja teiseks koosneb organismidest, mis on konkreetse etapiga kõige paremini kohanenud.

Tuleb märkida, et ökosüsteemi areng jätkub ka pärast seda, kui see jõuab haripunkti.

Üksikute liikide koosseis ja arvukus võivad muutuda, samas on haripunktide jaoks ühine edifikatsiooniliste liikide sarnasus, mis määravad suurimal määral ökosüsteemi kõigi organismide eksisteerimise tingimused. Kuna samades kliimatingimustes on edifikaatorite komplekt ette määratud, lõpeb iga rida sama tüüpi ökosüsteemiga (monoklimaks).

Venemaa lõunaosa taiga riba kõige tüüpilisemad read

– tumedad okasmetsad;

– heledad okasmetsad;

– paju-lepa metsad;

– niitude ökosüsteemid jne. (3,1, 3,2).

Tabelid illustreerivad tüüpilisi nihkeid igas reas (Kama-Uurali ja Ülem-Leena näitel). Seega on ökosüsteemide võime järjestikuseks arenguks nende funktsionaalne omadus, mis määrab nende iseregulatsiooni (isetaastumise) võimaluse. Teatud määral on selle võimega seotud ökosüsteemide teine, mitte vähem fundamentaalne omadus – nende jätkusuutlikkus (stabiilsus).

Ökosüsteemi jätkusuutlikkuse kontseptsioon on välja töötatud mitmete fundamentaalteaduste raames. Seega usuvad matemaatikud seda matemaatiline stabiilsus väljendub selles, et uuritav protsess, mis väljendub kindla suuruse (funktsiooni) teisenemises, alustades kindlast piirkonnast, ei tohiks viia selle suuruse väljumiseni ettemääratud piirkonnast kaugemale, mis üldjuhul ei ühti esialgsega.

füüsiliselt stabiilne on selline süsteemi olek, kuhu see spontaanselt naaseb, olles sellest väliste jõudude poolt eemaldatud. Füüsikalisest vaatenurgast taastub kõige tõenäolisem seisund – madalaima vabaenergia tasemega. Füüsiliselt stabiilse süsteemi illustreeriv mudel on metallist kuul, mis veereb alla süvendi madalaimasse ossa, hoolimata sellest, kui palju me seda "nõlvadele" tõstame.

Koos jätkusuutlikkusega kasutatakse ökoloogias laialdaselt terminit "homöostaas" või "homöostaas", mis võib olla laenatud füsioloogiast. Homöostaatiline süsteem on süsteem, mille olemasoluks oluliste parameetrite stabiilsust säilitavad spetsiaalsed regulaatorid vaatamata keskkonna muutustele. Ökoloogias all ökosüsteemi vastupidavus mõista selle võimet reageerida proportsionaalselt löögijõu suurusega. Ökosüsteemi ebastabiilsus– selle ebaproportsionaalselt suur reaktsioon suhteliselt nõrgale mõjule. Seega, rääkides keskkonnasäästlikkusest, peame silmas ökosüsteemi võimet säilitada väliste (ja globaalsete ökosüsteemide jaoks sisemiste) tegurite mõjul oma struktuuri ja funktsionaalseid omadusi.

Tihti nähakse keskkonnasäästlikkust jätkusuutlikkuse sünonüümina, s.t. kui ökosüsteemi võimet taluda abiootilisi ja biootilisi keskkonnategureid, sealhulgas inimtekkelisi mõjusid.

Tabel 3.1

Ülem-Leena lõunaosa taiga biotsenooside nihked

Põlisrahvaste (haripunkti) etapid	Tuletatud etapid
Põlisrahvaste (haripunkti) etapid
Valla tume okasmets	Kuiv tuhk	väikeselehine mets	segamets
Valla tume okasmets	Niisutatud tuhk	väikeselehine mets	segamets
Niiske veelahkme tume okaspuumets		väikeselehine mets	segamets
saar tume okasmets		väikeselehine mets	segamets
hele okaspuumets		väikeselehine mets	segamets
hele okaspuumets				noor männimets

Põlisrahvaste (haripunkti) etapid	Tuletatud etapid
Põlisrahvaste (haripunkti) etapid
Stepi hele okasmets		"Stepoid"
		põõsad	Noor hele okaspuumets
		väikeselehine mets	segamets
Prirechny kuusemets			põõsastik
Prirechny kuusemets		väikeselehine mets	segamets
Priruchevy kuusemets		põõsad	segamets
		väikeselehine mets	segamets
				väikeselehine mets	segamets

Tabel 3.2

Kama Cis-Uurali lõunaosa taiga biotsenooside muutuste jada

Põlisrahvaste (menopausis *) etapid	Tuletatud etapid
Põlisrahvaste (menopausis *) etapid
tume okaspuumets	muru lõikamine	Võsa raie	Bereznik	segamets
tume okaspuumets	muru lõikamine	Võsa raie	Noor kuusemets
hele okaspuumets	muru lõikamine	Võsa raie	Bereznik	segamets
	muru lõikamine	Võsa raie	Noor männimets (polewood)
	Männi kunstlikud istutused maharaiutud männimetsade kasvukohale	noor männimets	segamets
	muru lõikamine	mandri heinamaa	põõsad	Bereznyak noor männimets	segamets

* Mitmeid nihkeid okaspuu-laialehelises metsas ei arvestata, sest Kama piirkonnas on sellised istandused iseloomulikud segametsade alamvööndile, mitte lõunaosa taigale.

Kui püüda analüüsida mehhanisme, mis tagavad ökosüsteemide jätkusuutlikkuse (stabiilsuse), võib tõdeda, et neid saab rakendada ökosüsteemide endi tasandil ja kahel madalamal tasandil - populatsioonil ja üksikorganismil.

Selliseid mehhanisme on seitse

1. Paljudel abiootilistel süsteemidel on stabiilsuse omadus selles mõttes, et pärast mingite välisjõudude sekkumisest põhjustatud häireid taastavad nad oma struktuuri. Näiteks on äravooluta järv, mis taastab automaatselt oma veemassi neutraalse tasakaalu.

Elusainega on seotud veel 6 ökosüsteemide jätkusuutlikkuse säilitamise mehhanismide rühma.

Üksikute organismide tase

2. Elusolendite füsioloogilised kohanemised ebasoodsate keskkonnamõjudega. Seega võimaldab transpiratsiooni (vee aurustumise) reguleerimine taimedel eksisteerida erinevatel õhuniiskuse ja substraatide tasemetel, aga ka erinevatel temperatuuridel.

3. Organismide fenotüübiline varieeruvus tagab neile täiskasvanud olekus suurima vastavuse keskkonnale. Nii on erinevates tingimustes kasvanud loomadel erinev karva pikkus, nahaaluse rasvakihi paksus jne.

4. "Põgenemine" kahjulike mõjude eest. Niisiis surevad kõrbe elanikud maapinnal viibides koheselt ülekuumenemise tõttu, samal ajal kui nad on saksli oksal või kaevavad maasse, näivad nad kõrge temperatuuriga kokkupuute eest "põgenevat". Paljud loomad päästavad end talvekülmadest talveunne jäämisega jne.

rahvastiku tase

5. Evolutsiooniline mehhanism, mis juhib ja stabiliseerib valikuid, kirjeldas vene akadeemik I.I. Schmalhausen, võimaldab populatsioonidel taluda pikaajalisi keskkonnamuutusi, arendades ja fikseerides järglastes sobivaid kohanemisi, stabiliseeriv valik säilitab isendite tunnuste keskmise väärtusega isendeid. Seega tuulte mõjule avatud saartel domineerib rebiv valik, säilitades isendid, kes lendavad hästi (pikkade tiibadega, kiiresti lendavad) või ei lenda üldse (Uus-Meremaa mittelendavad linnud, tiibadeta herilased, kärbsed jne. teised saared). Tugevad tuuleiilid võivad tappa lühitiivalised, kellel pole aega varjupaika jõuda, või vastupidi pikatiivalised, kes üritavad tugevatele tuuleiilidele vastu seista (stabiliseeriv valik). Viimast näitas I.I. Schmalhausen varblastel, kelle hulgas on reeglina säilinud keskmise tiiva pikkusega isendeid.

Ökosüsteemi tase

6. Ökosüsteemi mehhanism tagab üksikute organismide ja isegi tervete populatsioonide asendamise nende surma korral kahjulike mõjude tagajärjel. See võimaldab ökosüsteemil taastada välisstruktuuri, säilitades samal ajal energia- ja materiaalsete ressursside kasutamise kõrge taseme. Asendusvõimalus on seda suurem, mida rikkalikum on saadaolevate erinevate ökoloogiliste omadustega liikide valik. Sellest on selge, mis seletab ökoloogide avastatud mustrit: koos liigilise mitmekesisuse suurenemisega ökosüsteemis suureneb selle vastupidavus looduslikele ja inimtekkeliste mõjudele.

7. Inimpopulatsioonide aktiivsus, mis väljendub jätkusuutlikkuse kaitsmise kunstlike vahendite loomises, eristub. See hõlmab mitte ainult riideid, eluase, vaid ka tööriistu, jahi- ja sõjaväerelvi, autosid ja palju muud. Seda mehhanismi, mida rakendatakse spetsiaalsete infosüsteemide, teaduste, tehnoloogiate loomisel, võib nimetada sotsiaalseks.

Ökosüsteemide jätkusuutlikkuse oluline aspekt on erinevate tegurite mõju olemus neile. Seega on lühiajalistel mõjudel vähe mõju jätkusuutlikkusele, kuid pikaajalised mõjud võivad põhjustada ökosüsteemis katastroofilisi muutusi. Mõjud suurele hulgale komponentidele või olulisele osale ökosüsteemi poolt hõivatud territooriumist põhjustavad samasuguseid hävitavaid tagajärgi. Võib öelda, et mida kauem mõju kestab, mida suurema ala see haarab, mida rohkem komponente see mõjutab, seda suurem on ökosüsteemi hävimise tõenäosus.

Seal on erineva vastupidavusega ökosüsteeme. Seega peetakse tundra- ja kõrbeökosüsteeme ebastabiilseteks ning kõige stabiilsemaks liigikoosseisu poolest kõige rikkamaid troopilisi metsi.

Madala stabiilsusega ökosüsteeme iseloomustavad üksikute liikide arvukuse puhangud (tundras on mõnel aastal lemmingude arvukus uskumatult kõrge). Lisaks hävivad madala takistusega süsteemid kergesti välismõjude (ülekarjatamine, tehnilised koormused jne) mõjul. Näiteks tundras võivad pärast raskete maastikusõidukite läbisõitu roopad püsida mitu aastat. Ebastabiilsete ökosüsteemide hulka kuuluvad ka inimese loodud agroökosüsteemid, mida tavaliselt seletatakse ühe põllukultuuri (monokultuur) või väga väheste taimeliikide kasvatamisega (viki-kaera põld jne).

Tootjate, tarbijate ja lagundajate roll elu säilimisel Maal

Elusorganismide roll bioloogilises tsüklis

7.2 Ökosüsteem (biogeocenoos), selle komponendid: tootjad, tarbijad, lagundajad, nende roll

Milline on tootjate roll looduslikes ja tehisökosüsteemides?

Troofilise (toidu)ahela kirjeldus

Lagundajate ja koristajate erinevus

Energiakadu üleminekul ühelt toiduahela tasandilt teisele

Biomassi suhe erinevatel tasemetel

Lõpuks

Sarnased artiklid