Ciclul de substanțe și fluxul de energie în ecosisteme
Ciclul substanțelor este mișcarea materiei sub formă de elemente chimice și compușii lor de la producători până la descompunere, prin consumatori sau fără ei, și din nou către producători.
Substanța organică, formată din plante, trece în corpul animalelor și apoi, cu participarea bacteriilor, se transformă din nou în substanțe anorganice asimilate de plante. Astfel, în ecosistem, se efectuează un ciclu de substanțe.
Fluxul de energie - trecerea energiei sub forma legăturilor chimice ale compușilor organici (alimente) de-a lungul lanțurilor alimentare de la un nivel trofic la altul (mai mare). Soarele este singura sursă de energie de pe Pământ. Oferă un flux continuu, continuu și neîntrerupt de energie către Pământ. Spre deosebire de substanțele care circulă prin legăturile ecosistemului și intră în ciclu, fiind folosite de mai multe ori, energia poate fi utilizată doar o singură dată.
Lanțul alimentar este principalul canal al transferului de energie în ecosistem. Plantele sunt furnizorii primari de energie pentru toate celelalte organisme din lanțurile alimentare. Există anumite modele de transfer de energie de la un nivel trofic la altul împreună cu alimentele consumate.
În fiecare parte a lanțului alimentar, cea mai mare parte a energiei este consumată sub formă de căldură, pierdută, ceea ce limitează numărul de legături. În medie, cheltuielile maxime pentru respirație în total cu alimente nealocate sunt de aproximativ 90% din consum.
Prin urmare, tranziția energiei de la un nivel trofic la altul reprezintă doar aproximativ 10% din energia consumată în alimente. Acest tipar se numește "regula de zece procente".
Productivitatea biologică a ecosistemului
Productivitatea biologică este abilitatea ecosistemului de a reproduce biomasa plantelor, microorganismelor și animalelor care compun compoziția sa.
Productivitatea biologică poate fi exprimată în produse - este o măsură a productivității biologice și reprezintă cantitatea de biomasă reproducată pe 1 km Km. m sau 1 metru cub. m pentru unitatea de timp și este exprimată în grame de carbon sau materie organică uscată.
Biomasa și produsele sunt principalii indicatori ai ecosistemului. Biomasa sau recolta pe vița de vie reprezintă masa materiei organice închise în corpurile organismelor vii pe unitatea de suprafață. Biomasa poate fi viu sau mort (de exemplu, lemn).
Producție - creștere a biomasei pe unitate de timp. Există produse primare și secundare. Producția primară este o substanță organică care formează producătorii în procesul de fotosinteză (sau chemosinteză). Producția secundară - biomasă, formată pe unitate de timp de către toți reproducătorii și consumatorii.
Raportul dintre numerele, biomasa și produsele (fluxurile energetice) ale populațiilor aparținând unor niveluri trofice succesive se numește piramide ecologice. Ele sunt reprezentate sub formă de diagrame, unde lățimea barelor reflectă indicele corespunzător fiecărui nivel.
Efectul piramidei sub formă de modele a fost inventat de ecologul american C. Elton. Există trei tipuri de piramide ecologice:
1. Piramida numerelor reflectă numărul de organisme la nivel trofic, iar numărul persoanelor care se deplasează de la producători la consumatori de comenzi diferite este redus semnificativ.
2. Piramida biomasei arată raportul biomasei tuturor organismelor din acest ecosistem la nivelurile trofice. În ecosistemele terestre, masa producătorilor este mai mare decât masa consumatorilor din prima ordine, consumatorii de ordin I sunt mai mari decât consumatorii de ordin secundar și așa mai departe. astfel încât graficul arată ca o piramidă normală. În ecosistemele acvatice, piramida ecologică este inversată, deoarece aprovizionarea cu biomasă crește odată cu creșterea nivelului trofic.
3. Piramida energetică este un fel de piramidă a biomasei, în care este reprezentată cantitatea de energie conținută în fiecare dintre nivelurile trofice ale ecosistemului sau care trece prin aceste niveluri.
Piramidele fluxurilor de energie nu sunt niciodată "inversate", deoarece următorul nivel trofic poate "trece prin sine" doar o parte a energiei asimilate de nivelul anterior.
Succesiunea ecologică
Comunitățile se formează și se schimbă în timp. Aceasta modifică compoziția speciilor, abundența diferitelor grupe de organisme, structura trofică, productivitatea și toți ceilalți indicatori. Ecosistemul se confruntă cu aceleași procese dinamice ca și în populațiile și comunitățile sale: ciclicitatea, modificarea populației și a biocenozelor etc.
schimbare secvențială biocenozelor alta se numește succesiune ecologică (din succesiunea latină -. Sequence, schimbare). În general, lanțul biocenozei succesive numite succesiune închidere sau serii (etape seriale). În succesorale fiecare număr de ordine este un pas biocenoze definit de formare comunitate finită, numită climacterica (punctul culminant grecesc. - scări) sau menopauza. Un exemplu de succesiune care conduce la înlocuirea unei comunități de alta, poate servi ca un mic lac prea mare, cu apariția ulterioară în locul ei mlaștină, și apoi - pădurea.
Natura generală a succesiunii este împărțită în primar și secundar.
succesiune primară începe pe teren, complet lipsit de viață: tuf vulcanic și lavă domenii, nisip în vrac, roci, piatră Masini de introducere. Aici rolul primilor coloniști este mare: bacterii, licheni, alge.
Succesiuni secundare se dezvoltă pe amplasament, unde anterior a existat o biocenoză bine dezvoltată. De exemplu, în locul unei păduri arse, a unui teren abandonat, a unei mlaștini drenate sau a altei comunități deranjate.
Succesiunea este un proces natural și direct, care cuprinde schimbări comune care au loc într-o anumită etapă, specifice fiecărei comunități. Principalele tipuri de modificări succesive sunt următoarele:
- Speciile de plante și animale în curs de succesiune se schimbă în mod constant;
- Schimbările de succesiune sunt întotdeauna însoțite de o creștere a diversității speciilor de organisme;
- există o creștere a biomasei materiei organice;
- schimbările constau în reducerea producției nete a comunității și creșterea respirației, care este cel mai important fenomen de succesiune.