Контрольная работа по биологии для 7 класса
1 вариант.
Часть А. .
1.Хорда сохраняется у взрослых
А) ланцетников Б) рыб В) земноводных Г) пресмыкающихся
2. Какое древнее животное считают предком птиц:
А) стегоцефала Б) археоптерикса В) трилобита Г) птеродактиля 3. Хищных птиц нельзя уничтожать, так как они: А) плохо размножаются Б) уничтожают грызунов, больных животных В) служат пищей крупным хищникам Г) питаются главным образом рыбой 4. У морских млекопитающих приспособление к жизни в воде: А) развитое зрение Б) большие клыки В) обтекаемая форма тела Г) густой мех 5. У каких животных в процессе эволюции появляется второй круг кровообращения? А) хрящевых рыб Б) костных рыб В) земноводных Г) пресмыкающихся
6. Легкие как орган дыхания появляется в связи с:
А) увеличением скорости передвижения; Б) наземной средой обитания; В) увеличением размеров тела; Г) изменением способа движения.
7. Органы чувств, характерные только для рыб:
А) слух Б) зрение В) боковая линия Г) осязание
8. К врожденным рефлексам млекопитающих НЕ относится:
А) слюноотделение на запах пищи; Б) выполнение несложной команды; В) кормление детеныша; Г) чихание при попадании в дыхательные пути инородного тела.
9. Примером природной экосистемы служит: А) пшеничное поле Б) оранжерея В) дубрава Г) теплица
10. Заяц-беляк и заяц-русак, обитающие в одном лесу, составляют: А) одну популяцию одного вида Б) две популяции одного вида В) две популяции двух видов Г) одну популяцию двух видов
Часть В. В1.Выберите 3признака, характерные для царства Животных: А) растут в течение всей жизни Б) активно перемещаются в пространстве В) питаются готовыми органическими веществами Г) образуют органические вещества в процессе фотосинтеза Д) имеют органы чувств Е) являются основным поставщиком кислорода на Земле
В2. Установите последовательность организмов в пищевой цепи.
А) паук Б) скворец В) наездник Г) растение Д) тля Е) ястреб
В3. Установите последовательность систематических категорий, характерных для царства животных, начиная с наименьшей.
A) род Б) отряд B) класс Г) семейство Д) вид Е) царство
Часть С. .
2 вариант.
Часть А. Выберите из четырех предложенных ответов один правильный .
1. Двойную (бинарную) номенклатуру для обозначения видов ввел: А) Дарвин Б) Ламарк В) Бэр Г) Линней 2. К лесным птицам относят:
А) журавля Б) утку В) дятла Г) орла 3. Уровень обмена веществ у птиц по сравнению с пресмыкающимися: А) ниже Б) такой же, как у крокодилов В) выше 4. К отряду Хищные относятся: А) семейство Волчьи Б) семейство Кошачьи В) семейство Медвежьи Г) все перечисленные 5. Млекопитающих можно отличить от других позвоночных по наличию: А) волосяного покрова и ушных раковин Б) голой кожи, покрытой слизью В) рогового панциря или щитков Г) сухой кожи с роговыми чешуями
6 Основными типами размножения в природе являются:
А) половое, вегетативное; Б) бесполое, половое; В) половое, деление клетки надвое; Г) бесполое, вегетативное.
7. Замкнутая кровеносная система характерна для:
А) плоских червей; Б) круглых червей; В) кольчатых червей; Г) членистоногих.
8. У пресмыкающихся трехкамерное сердце характерно: А) для всех рептилий Б) для всех, кроме черепах В) для всех, кроме крокодилов Г) для всех кроме змей
9. Наибольшее число видов характерно для экосистемы: А) березовой рощи Б) экваториального леса В) дубравы Г) тайги
10. К редуцентам, как правило, относятся
А) Низшие растения Б) Беспозвоночные животные В) Вирусы Г) Грибы и бактерии
Часть В В1. У насекомых с полным превращением: А) три стадии развития Б) четыре стадии развития В) личинка похожа на взрослое насекомое Г) личинка отличается от взрослого насекомого Д) за стадией личинки следует стадия куколки Е) во взрослое насекомое превращается личинка
В2. Выберите абиотические факторы среды:
А) вырубка леса Б) соленость воды В)симбиоз грибов и высших растений Г) видовое разнообразие Д) температура воздуха Е) морские течения
В3 Установите последовательность систематических категорий, характерных для царства животных, начиная с наибольшей.
A) род Б) вид B) царство Г) семейство Д) отряд Е) класс
Часть С. Что такое естественный отбор?
Ответы к контрольной работе. 7 класс
Часть С. Вариант 1. Почему дельфинов относят к млекопитающим, а не к рыбам? Дельфины относятся к млекопитающим, т.к. у них:1. вскармливают детенышей молоком 2. органы дыхания – легкие, а не жабры
Часть С. Вариант 2. Что такое естественный отбор?
Естественный отбор – это выживание наиболее приспособленных к условиям среды организмов и уничтожение неприспособившихся.
Обобщающий тест к разделу «Основы экологии»1 вариант
Выберите 1 правильный ответ
Форма взаимоотношений, при которой один вид получает какое-либо преимущество, не принося другому ни вреда, ни пользы, называется:
в) комменсализмом;
г) аменсализмом.
Симбиотические отношения, при которых присутствие каждого из двух видов становится обязательным для другого партнера, называются:
б) мутуализмом;
в) протокооперацией;
б) всегда приводит хозяина к смерти;
в) приносит определенную пользу хозяину;
б) промежуточным хозяином;
в) переносчиком;
5. Показателем процветания популяций в экосистеме служит:
а) связь с другими популяциями;
б) связь между особями популяции;
в) их высокая численность;
г) колебания численности популяций.
6. Численность популяций колорадского жука, завезенного из Америки в Европу, сильно выросла:
а) из-за благоприятного здесь климата;
б) более снежных зим;
в) более влажного климата;
г) отсутствия врагов этого насекомого.
7. Истребление хищниками больных и ослабленных животных способствует тому, что численность популяций жертв:
а) сокращается;
б) увеличивается;
в) изменяется по сезонам года;
г) поддерживается на определенном уровне.
8. Наименьшее число видов входит в биоценоз:
а) тропического леса;
в) широколиственного леса;
г) тундры.
9. Ярусное строение фитоценоза:
а) дает растениям возможность более полно использовать ресурсы среды;
б) не имеет никакого значения для растений;
в) связано с ярусным распределением животных в сообществе;
г) приводит к уменьшению видового разнообразия.
10. К важнейшим показателям, характеризующим структуру сообщества, относят:
а) видовой состав, видовое разнообразие;
б) перемещение (круговорот) веществ и энергии;
в) экологические взаимодействия организмов.
11. Азотфиксирующие бактерии относятся:
а) к продуцентам;
б) консументам I порядка;
в) консументам II порядка;
г) редуцентам.
12. Наземные цепи питания, в основе которых лежат пищевые связи, начинаются с растений, так как:
а) они обеспечивают все живые организмы пищей и энергией;
б) на Земле существует огромное разнообразие растений;
в) растения расселились во все среды обитания;
г) численность растений каждого вида очень высокая.
14. Потери вещества и энергии при переходе с одного трофического уровня на другой составляют:
15. Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, относят:
а) к автотрофам;
б) гетеротрофам;
в) продуцентам;
г) хемотрофам.
16. е стественная смена одних растительных сообществ другими выражается в том, что:
а) ни один вид не уничтожается полностью другим видом;
б) в экосистеме постоянно происходит колебание численности видов;
в) менее приспособленные виды вытесняются более приспособленными;
г) на смену менее устойчивой экосистеме приходит более устойчивая.
17. Причинами смены одного биогеоценоза другим являются:
а) сезонные изменения в природе;
б) изменения погодных условий;
в) колебания численности популяций одного вида;
г) изменения среды обитания в результате жизнедеятельности организмов.
18. Укажите причину массовой гибели птиц в прибрежных зонах морей:
а) недостаток пищи;
г) приливы и отливы.
19. Из перечисленного ниже примером первичной сукцессии являются:
20. Слив в водоемы ядохимикатов, избыток удобрений в результате полива могут вызвать большие изменения в данной экосистеме, причиной которых является фактор:
а) антропогенный;
б) биотический;
в) лимитирующий;
г) метеорологический.
2 вариант
1. В желудке и кишечнике жвачных млекопитающих постоянно обитают бактерии, вызывающие брожение. Это является примером:
а) хищничества;
в) комменсализма;
г) симбиоза.
2. Форма взаимосвязей между видами, при которой организмы одного вида живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида, называется:
а) хищничеством;
б) симбиозом;
в) аменсализмом;
3. Некоторые грибы растут на корнях определенных деревьев. Такой тип взаимоотношений называется:
б) комменсализмом;
в) симбиозом;
г) сапрофитизмом.
4. Хищники в природном сообществе:
а) уничтожают популяцию жертв;
б) способствуют росту популяции жертв;
в) оздоровляют популяцию жертв и регулируют ее численность;
г) не влияют на численность популяции жертв.
5. Возрастная структура популяции:
а) определяется внешними условиями;
б) не зависит от жизненного цикла вида;
в) зависит от интенсивности смертности и от величины рождаемости;
г) зависит от размеров популяции.
6. Заяц-беляк и заяц-русак, обитающие в одном лесу, составляют:
а) одну популяцию одного вида;
б) две популяции одного вида;
в) две популяции двух видов;
г) одну популяцию двух видов.
7. Сохранению популяций и видов промысловых животных способствует:
а) полный запрет на охоту;
б) вселение их в новую экосистему;
в) регуляция численности частичным запретом на охоту;
г) полное уничтожение их врагов.
8. Совокупность взаимосвязанных между собой и со средой обитания видов, длительное время обитающих на определенной территории с однородными природными условиями, представляет собой:
а) экосистему;
б) биосферу;
в) сообщество;
г) агроценоз.
9. Примером природной экосистемы служит:
а) пшеничное поле;
б) оранжерея;
в) дубрава;
г) теплица.
10. Наибольшее число видов характерно для экосистемы:
а) березовой рощи;
б) экваториального леса;
а) поедают растительноядных животных;
б) живут в сходных местообитаниях;
в) имеют примерно одинаковые размеры;
г) имеют разнообразную кормовую базу.
12. Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, относят:
а) к автотрофам;
б) гетеротрофам;
в) продуцентам;
г) хемотрофам.
13. Определите правильно составленную пищевую цепь:
а) ястреб → дрозд → гусеница → крапива;
б) крапива → дрозд → гусеница → ястреб;
в) гусеница → крапива → дрозд → ястреб;
г) крапива → гусеница → дрозд → ястреб.
14. Количество энергии, передаваемой с одного трофического уровня на другой, составляет от количества энергии предыдущего уровня:
15. Согласно правилу пирамиды чисел общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном:
а) уменьшается;
б) увеличивается;
в) остается неизменным;
г) изменяется по синусоидному графику (циклически).
16. Из перечисленного ниже примером первичной сукцессии являются:
а) мхи – лишайники – травянистые растения;
б) лишайники – травянистые растения – мхи;
в) лишайники – мхи – травянистые растения;
г) травянистые растения – мхи – лишайники.
17. В процессе сукцессии в сообществе происходят следующие основные изменения:
а) смена видового состава растений и животных;
б) уменьшение видового разнообразия организмов;
в) уменьшение биомассы органического вещества;
г) увеличение чистой продукции сообщества.
18. Слив в водоемы ядохимикатов, избыток удобрений в результате полива могут вызвать большие изменения в данной экосистеме, причиной которых является фактор:
а) антропогенный;
б) биотический;
в) лимитирующий;
г) метеорологический.
19. К глубоким изменениям экосистемы степи приводит:
а) отмирание надземных частей растений летом;
б) изменение активности животных в течение суток;
в) распашка земель;
г) бурное развитие растительности зимой.
20. Укажите причину массовой гибели птиц в прибрежных зонах морей:
а) недостаток пищи;
б) загрязнение воды в морях нефтепродуктами;
в) сезонные изменения в природе;
г) приливы и отливы.
1 вариант
2 вариант
Вид контроля: тематическийФорма контроля: фронтальная
Метод контроля: тестирование
Экосистема включает в себя все живые организмы (растения, животные, грибы и микроорганизмы), которые в той или иной степени, взаимодействуют друг с другом и окружающей их неживой средой (климат, почва, солнечный свет, воздух, атмосфера, вода и т.п.).
Экосистема не имеет определенного размера. Она может быть столь же большой, как пустыня или озеро, или маленькой, как дерево или лужа. Вода, температура, растения, животные, воздух, свет и почва - все взаимодействуют вместе.
Суть экосистемы
В экосистеме каждый организм имеет свое собственное место или роль.
Рассмотрим экосистему небольшого озера. В нем, можно найти все виды живых организмов, от микроскопических до животных и растений. Они зависят от , такой как вода, солнечный свет, воздух и даже от количества питательных веществ в воде. (Нажмите , чтобы узнать подробнее о пяти основных потребностях живых организмов).
Схема экосистемы озера
Каждый раз, когда "постороннее" (живое существо(а) или внешний фактор, например, повышение температуры) вводятся в экосистему, могут произойти катастрофические последствия. Это происходит потому, что новый организм (или фактор) способен искажать естественный баланс взаимодействия и нести потенциальный вред или разрушение неродной экосистеме.
Как правило, биотические члены экосистемы, вместе с их абиотическими факторами зависят друг от друга. Это означает отсутствие одного члена или одного абиотического фактора может повлиять на всю экологическую систему.
Если нет достаточного количества света и воды, или, если почва содержит мало питательных веществ, растения могут погибнуть. Если растения погибают, животные, которые от них зависят также оказываются по угрозой. Если животные, зависящие от растений гибнут, то другие животные, зависящие от них также погибнут. Экосистема в природе работает одинаково. Все ее части должны функционировать вместе, чтобы поддерживать баланс!
К сожалению, экосистемы могут разрушиться в результате стихийных бедствий, таких как пожары, наводнения, ураганы и извержения вулканов. Человеческая деятельность также способствует разрушению многих экосистем и .
Основные виды экосистем
Экологические системы имеют неопределенные размеры. Они способны существовать на небольшом пространстве, например под камнем, гниющем пне дерева или в небольшом озере, а также занимать значительные территории (как весь тропический лес). С технической точки зрения, нашу планету можно назвать одной огромной экосистемой.
Схема небольшой экосистемы гниющего пня
Виды экосистем в зависимости от масштаба:
- Микроэкосистема - экосистема небольшого масштаба, как пруд, лужа, пень дерева и т.д.
- Мезоэкосистема - экосистема, такая, как лес или большое озеро.
- Биом. Очень большая экосистема или совокупность экосистем с аналогичными биотическими и абиотическими факторами, такими как целый тропический лес с миллионами животных и деревьев, и множеством различных водных объектов.
Границы экосистем не обозначены четкими линиями. Их часто разделяют географические барьеры, такие как пустыни, горы, океаны, озера и реки. Поскольку границы не являются строго установленными, экосистемы, как правило, сливаются друг с другом. Вот почему озеро может иметь множество небольших экосистем со своими собственными уникальными характеристиками. Ученые называют такое смешивание "Экотон".
Виды экосистем по типу возникновения:
Помимо вышеперечисленных видов экосистем, существует также разделение на естественные и искусственные экологические системы. Естественная экосистема создается природой (лес, озеро, степь и т.д.), а искусственная - человеком (сад, приусадебный участок, парк, поле и др.).
Типы экосистем
Существует два основных типа экосистем: водные и наземные. Любые другие экосистемы мира относятся к одой из этих двух категорий.
Наземные экосистемы
Наземные экосистемы могут быть найдены в любом месте мира и подразделены на:
Лесные экосистемы
Это экосистемы, в которых есть обилие растительности или большое количество организмов, живущих в относительно небольшом пространстве. Таким образом, в лесных экосистемах плотность живых организмов достаточно высока. Небольшое изменение в этой экосистеме может повлиять на весь ее баланс. Также, в таких экосистемах можно встретить огромное количество представителей фауны. Кроме того, лесные экосистемы подразделяются на:
- Тропические вечнозеленые леса или тропические дождевые леса: , получающие среднее количество осадков более 2000 мм в год. Они характеризуются густой растительностью, в которой преобладают высокие деревья, расположенные на разных высотах. Эти территории являются убежищем для различных видов животных.
- Тропические лиственные леса: Наряду с огромным разнообразием видов деревьев, здесь также встречаются кустарники. Данный тип леса встречается в довольно многих уголках планеты и является домом для большого разнообразия представителей флоры и фауны.
- : Имеют довольно небольшое количество деревьев. Здесь преобладают вечнозеленые деревья, которые обновляют свою листву в течение всего года.
- Широколиственные леса: Расположены во влажных умеренных регионах, которые имеют достаточное количество осадков. В зимние месяца, деревья сбрасывают свою листву.
- : Расположенная непосредственно перед , тайга определяется вечнозелеными хвойными деревьями, минусовыми температурами на протяжении полугода и кислыми почвам. В теплое время года здесь можно встретить большое количество перелетных птиц, насекомых и .
Пустынная экосистема
Пустынные экосистемы расположены в районах пустынь и получают менее 250 мм осадков в год. Они занимают около 17 % всей суши Земли. Из-за чрезвычайно высокой температуры воздуха, плохого доступа к и интенсивного солнечного света, и не столь богаты, как в других экосистемах.
Экосистема луга
Луга расположены в тропических и умеренных регионах мира. Территория луга в основном состоит из трав, с небольшим количеством деревьев и кустарников. Луга населяют пасущиеся животные, насекомоядные и растительноядные. Выделяется два основных вида экосистем луга:
- : Тропические луга, имеющие сухой сезон и характеризующиеся отдельно растущими деревьями. Они обеспечивают пищей большое количество травоядных животных, а также являются местом охоты многих хищников.
- Прерии (умеренные луга): Это область с умеренным травяным покровом, полностью лишенная крупных кустарников и деревьев. В прериях встречается разнотравье и высокая трава, а также наблюдаются засушливые климатические условия.
- Степные луга: Территории сухих лугов, которые располагаются вблизи полузасушливых пустынь. Растительность этих лугов короче, чем в саваннах и прериях. Деревья встречаются редко, и как правило, находятся на берегах рек и ручьев.
Горные экосистемы
Горная местность обеспечивает разнообразный спектр местообитаний, где можно найти большое количество животных и растений. На высоте, обычно преобладают суровые климатические условия, в которых могут выжить только альпийские растения. Животные, обитающие высоко в горах, имеют толстые шубы для защиты от холодов. Нижние склоны, как правило, покрыты хвойными лесами.
Водные экосистемы
Водная экосистема - экосистема, расположенная в водной среде (например, реки, озера, моря и океаны). Она включает в себя водную флору, фауну, а также свойства воды, и подразделяется на два типа: морскую и пресноводную экологические системы.
Морские экосистемы
Являются крупнейшими экосистемами, которые покрывают около 71% поверхности Земли и содержат 97% воды планеты. Морская вода содержит большое количество растворенных минералов и солей. Морская экологическая система подразделяется на:
- Океаническую (относительно мелкая часть океана, которая находится на континентальном шельфе);
- Профундальную зону (глубоководная область не пронизанная солнечным светом);
- Бентальную область (область, заселенная донными организмами);
- Приливную зону (место между низкими и высокими приливами);
- Лиманы;
- Коралловые рифы;
- Солончаки;
- Гидротермальные жерла, где хемосинтезирующие составляют кормовую базу.
Многие виды организмов живут в морских экосистемах, а именно: бурые водоросли, кораллы, головоногие моллюски, иглокожие, динофлагелляты, акулы и т.д.
Пресноводные экосистемы
В отличие от морских экосистем, пресноводные охватывают лишь 0,8% поверхности Земли и содержат 0,009% от общего количества мировых запасов воды. Существует три основных вида пресноводных экосистем:
- Стоячие: воды, где отсутствует течение, как бассейны, озера или пруды.
- Проточные: быстро движущиеся воды, такие как ручьи и реки.
- Водно-болотные угодья: места, в которых постоянно или периодически затопленная почва.
Пресноводные экосистемы являются местами обитания рептилий, земноводных и около 41% видов рыб в мире. Быстро движущиеся воды обычно содержат более высокую концентрацию растворенного кислорода, тем самым поддерживают большее биологическое разнообразие, чем стоячие воды прудов или озер.
Структура, компоненты и факторы экосистемы
Экосистема определяется как природная функциональная экологическая единица, состоящая из живых организмов (биоценоза) и их неживой окружающей среды (абиотической или физико-химической), которые взаимодействуют между собой и создают стабильную систему. Пруд, озеро, пустыня, пастбища, луга, леса и т.д. являются распространенными примерами экосистем.
Каждая экосистема состоит из абиотических и биотических компонентов:
Структура экосистемы
Абиотические компоненты
Абиотические компоненты представляют собой не связанные между собой факторы жизни или физическую среду, которая оказывает влияние на структуру, распределение, поведение и взаимодействие живых организмов.
Абиотические компоненты представлены в основном двумя типами:
- Климатическими факторами , которые включают в себя дождь, температуру, свет, ветер, влажность и т.д.
- Эдафическими факторами , включающие в себя кислотность почвы, рельеф, минерализацию и т.д.
Значение абиотических компонентов
Атмосфера обеспечивает живые организмы углекислым газом (для фотосинтеза) и кислородом (для дыхания). Процессы испарения, транспирации и происходят между атмосферой и поверхностью Земли.
Солнечное излучение нагревает атмосферу и испаряет воду. Свет также необходим для фотосинтеза. обеспечивает растения энергией, для роста и обмена веществ, а также органическими продуктами для питания других форм жизни.
Большинство живой ткани состоит из высокого процента воды, до 90% и даже более. Немногие клетки способны выжить, если содержание воды падает ниже 10%, и большинство из них погибают, когда вода составляет менее 30-50%.
Вода является средой, с помощью которой минеральные пищевые продукты поступают в растения. Она также необходима для фотосинтеза. Растения и животные получают воду с поверхности Земли и почвы. Основной источник воды - атмосферные осадки.
Биотические компоненты
Живые существа, включая растения, животных и микроорганизмы (бактерии и грибы), присутствующие в экосистеме, являются биотическими компонентами.
На основе их роли в экологической системе, биотические компоненты могут быть разделены на три основные группы:
- Продуценты производят органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию;
- Консументы питаются готовыми органическими веществами, произведенными продуцентами (травоядные, хищники и );
- Редуценты. Бактерии и грибы, разрушающие отмершие органические соединения продуцентов (растений) и консументов (животных) для питания, и выбрасывающие в окружающую среду простые вещества (неорганические и органические), образующихся в качестве побочных продуктов их метаболизма.
Эти простые вещества повторно производятся в результате циклического обмена веществ между биотическим сообществом и абиотической средой экосистемы.
Уровни экосистемы
Для понимания уровней экосистемы, рассмотрим следующий рисунок:
Схема уровней экосистемы
Особь
Особь - это любое живое существо или организм. Особи не размножаются с индивидуумами из других групп. Животные, в отличие от растений, как правило, относятся к этому понятию, поскольку некоторые представители флоры могут скрещиваться с другими видами.
В приведенной выше схеме, можно заметить, что золотая рыбка взаимодействует с окружающей средой и будет размножаться исключительно с представителями своего вида.
Популяция
Популяция - группа особей данного вида, которые живут в определенной географической области в данный момент времени. (Примером может служить золотая рыбка и представители ее вида). Обратите внимание, что популяция включает особей одного вида, которые могут иметь различные генетические отличия, такие как цвет шерсти/глаз/кожи и размер тела.
Сообщество
Сообщество включает в себя всех живых организмов на определенной территории, в данный момент времени. В нем могут присутствовать популяции живых организмов разных видов. В приведенной выше схеме, обратите внимание, как золотые рыбы, лососёвые, крабы и медузы сосуществуют в определенной среде. Большое сообщество, как правило, включает в себя биоразнообразие.
Экосистема
Экосистема включает в себя сообщества живых организмов, взаимодействующих с окружающей средой. На этом уровне живые организмы зависят от других абиотических факторов, таких как камни, вода, воздух и температура.
Биом
Простыми словами, представляет собой совокупность экосистем, имеющих схожие характеристики с их абиотическими факторами, адаптированными к окружающей среде.
Биосфера
Когда мы рассматриваем различные биомы, каждый из которых переходит в другой, формируется огромное сообщество людей, животных и растений, живущих в определенных местах обитания. является совокупностью всех экосистем, представленных на Земле.
Пищевая цепь и энергия в экосистеме
Все живые существа должны питаться, чтобы получать энергию, необходимую для роста, движения и размножения. Но чем же эти живые организмы питаются? Растения получают энергию от Солнца, некоторые животные едят растения, а другие едят животных. Это соотношение кормления в экосистеме, называется пищевой цепью. Пищевые цепи, как правило, представляют последовательность того, кто кем питается в биологическом сообществе.
Ниже приведены некоторые живые организмы, которые могут разместиться в пищевой цепи:
Схема пищевой цепи
Пищевая цепь - это не одно и то же, что и . Трофическая сеть представляет собой совокупность многих пищевых цепей и является сложной структурой.
Передача энергии
Энергия передается по пищевым цепям от одного уровня к другому. Часть энергии используется для роста, размножения, передвижения и других потребностей, и не доступна для следующего уровня.
Более короткие пищевые цепи сохраняют больше энергии, чем длинные. Израсходованная энергия поглощается окружающей средой.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Прежде, чем дать понятие экосистемы, обратимся к определению биоценоза и биогеоценоза. Биоценоз - это совокупность совместно обитающих популяций разных видов микроорганизмов, растений и животных. Термин «биоценоз» впервые применил Мебиус (1877 г.), изучая группу организмов устричной банки, то есть с самого начала это сообщество организмов было ограничено неким географическим пространством, в данном случае границами отмели. В дальнейшем это пространство было названо биотопом. Биотоп – это однородный участок суши или воды заселенный живыми организмами. Компоненты биотопа не просто существуют рядом, а активно взаимодействуют между собой, создавая определенную биологическую систему, которую академик В.Н.Сукачев назвал биогеоценозом . В этой системе совокупность биотических и абиотических компонентов имеет свою, особую специфику взаимодействий и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющее собой противоречивое внутреннее диалектическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии. (Сукачев, 1971 г.).
Однако, несколько раньше, в 1935 г., английским ботаником А.Тенсли был введен термин «экосистема». Экосистема - это совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, или совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, то есть факторов местообитания в широком смысле. Самая большая экосистема - биосфера Земли, далее по уменьшению: суша, океан, тундра, тайга, лес, озеро, пень от дерева, горшок с цветами. Несмотря на то, что, на первый взгляд, понятие «экосистема» и «биогеоценоз» могут показаться идентичными, на самом деле это не так. Экосистема - это единство организмов и среды существования, тогда, как биогеоценоз является сочетанием единства организмов и условий существования. В биогеоценоз входят только биологические объекты в пределах фитоценоза, которые возникают и существуют на основе единого биологического круговорота веществ в данной системе. Среда существования организма включает в себя другие организмы, физические факторы, химические факторы, географические процессы и явления, деятельность человека, а также рельеф и климат (по А. Тенсли).
Попробуем выделить отличия биогеоценоза и экосистемы:
по системообразующим связям – в биогеоценозе существует причинно-следственное взаимодействие таких противоположностей, как организмы и условия их существования. Они взаимопорождают, взаимоизменяют и обуславливают существование друг друга. Экосистема состоит из разнообразных объектов, объединенных корреляционными связями, они не порождают друг друга;
биогеоценоз является носителем биологической формы движения материи. Все содержание этой системы возникает и существует только на основе биологического обмена веществ. В экосистеме нет общей причины существования ее компонентов, нет единого процесса, который бы порождал ее компоненты.
Схематично можно изобразить следующее:
Классификации природных систем биосферы базируются на ландшафтном подходе, так как экосистемы - неотъемлемая часть природных географических ландшафтов, образующих географическую (ландшафтную) оболочку Земли. Биогеоценозы образуют на поверхности Земли так называемуюбиогеосферу, являющуюся основой биосферы, которую В. И. Вернадский называл «пленкой жизни», а В. Н. Сукачев - «биогеоценотическим покровом».
Ландшафт- это природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (верхние горизонты литосферы, рельеф, климат, воды, почвы, биота) находятся в сложном взаимодействии, образуя однородную по условиям развития единую систему.
Ландшафтный подход в экологии имеет, прежде всего, большое значение для целей природопользования. По происхождению выделяют два основных типа ландшафтов - природный и антропогенный.
Природный ландшафт формируется исключительно под влиянием природных факторов и не преобразован хозяйственной деятельностью человека. Изначально выделяли следующие природные ландшафты:
- геохимический - обозначает участок, выделенный на основе единства состава и количества химических элементов и соединений;
- элементарный ландшафт обозначает участок, сложенный определенными породами, находящимися на одном элементе рельефа, в равных условиях залегания грунтовых вод, с одинаковым характером растительных ассоциаций и одним типом почв;
- охраняемый ландшафт, на котором в установленном порядке регламентированы или запрещены все или отдельные виды хозяйственной деятельности.
Антропогенный ландшафт - это бывший природный ландшафт, преобразованный хозяйственной деятельностью настолько, что изменена связь его природных компонентов. Сюда относятся ландшафты:
- агрокультурный (сельскохозяйственный) - растительность которого в значительной степени заменена посевами и посадками сельскохозяйственных и садовых культур;
- техногенный, структура которого обусловлена техногенной деятельностью человека, связанной с использованием мощных технических средств (нарушение земель, загрязнение промышленными выбросами). Сюда же входит ландшафт индустриальный, образующийся в результате воздействия на среду крупных промышленных комплексов;
- городской (урбанистический) - с постройками, улицами и парками.
Биом характеризуется определенным типом структуры сообщества, выражающим комплекс адаптации к условиям среды. Основные типы наземных и водных биомов представлены в виде таблицы (таблица 3.1).
Таблица 3.1 - Классификация экосистем на ландшафтной основе
|
Экосистемы |
||
|
Наземные | ||
|
Пресноводные | ||
|
Хвойный лес (тайга); Лиственный лес; Влажные тропические леса; Пустыня; Саванна. |
Лентические (лат. lentes- спокойный; озера, пруды и т.д.); Лотические (лат. lotus- омывающий; реки, ручьи, родники); Заболоченные угодья (болота, болотистые леса). |
Открытый океан (пелагическая); Воды континентального шельфа (прибрежные воды); Глубоководные рифовые зоны; Районы апвеллинга- плодородные районы с продуктивным рыболовством); Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т.д.). |
Наземные экосистемы
Тундра - это биом, расположенный в арктическом поясе Земли (это север Евразии и Северной Америки), сложился в условиях холодного климата. Он характеризуется наличием многолетней мерзлоты, безлесьем, мощным развитием мохового и лишайникового покровов и переувлажнением. Среднее количество осадков не превышает 250 мм в год. Растения - низкорослые, в основном, многолетние (лишайники, мхи, травы, кустарники и кустарнички), прирост растений медленный. Фауна небогата, число оседлых видов невелико. Из млекопитающих наиболее важны северный олень, песец, грызуны (в первую очередь лемминги), волк, заяц-беляк. Среди птиц преобладают водоплавающие. Обильны насекомые, особенно кровососущие (гнус). Пищевые цепи сравнительно коротки, поэтому изменение одного из трофических уровней сильно отражается на других, вызывая резкие колебания численности. Считается, что тундровые экосистемы уязвимы и хрупки, особенно под антропогенным воздействием.
Хвойный лес (тайга) сложился в условиях относительно короткого безморозного периода (около четырех месяцев), холодных зим с устойчивым снежным покровом и количеством осадков, превышающим испарение (это до 750 мм в год). На Земле около 10% суши занято тайгой. По сравнению с тропическими лесами тайга бедна видами и жизненными формами. Древесный ярус составляют преимущественно хвойные породы деревьев, однако в местах пожаров и вырубок растут производные, лиственные леса (в основном березовые и осиновые). Развитие кустарникового и травяного яруса зависит от освещенности под пологом леса (в еловых и пихтовых лесах подлесок редок, а в сосновых и лиственничных - хорошо выражен). Здесь обитают характерные для всей лесной зоны млекопитающие: лось, медведь, рысь, соболь, куница, белка, барсук, бурундук и другие. Типичные птицы: глухарь, рябчик, кедровка, клесты, дятлы, совы и прочие. Множество насекомых связано с хвойными деревьями: сосновый шелкопряд, жуки-усачи, короеды, таежные виды муравьев и другие. Обилен гнус. В тайге сосредоточены значительные ресурсы древесины, пищевого и лекарственного сырья, ведется интенсивный охотничий промысел.
Лиственный лес - биом, занимающий южную часть лесной географической зоны умеренного пояса. Отличается от тайги большим числом обитающих здесь видов животных и растений. Главные доминирующие породы деревьев - лиственные. Ярусность хорошо выражена, при этом, ярусы зачастую делятся на подъярусы. Из животных, помимо встречающихся в тайге, характерны различные виды оленей, косуля и кабан. Увеличивается количество и видовое разнообразие птиц и насекомых. Лиственные леса также являются объектом интенсивной хозяйственной деятельности человека.
Влажные тропические леса распространены в экваториальном, тропическом и субтропическом поясах Земли - в Южной Америке, Африке, Юго-Восточной Азии, Новой Гвинее и Океании. Они занимают площадь примерно 30 млн кв. км, развиваются в условиях избытка влаги и тепла. Осадков здесь выпадает боле 2400 мм в год. Распространены древесные виды растений, которые преобладают над травянистыми. Деревья цветут, плодоносят и сменяют листья на протяжении всего года. Ярусы древостоя практически не выражены, кустарники чаще всего отсутствуют, травяной покров беден. Флора и фауна чрезвычайно богаты. Здесь произрастает около 80% всех видов растений. Разнообразное животное население сосредоточено, главным образом, в кронах деревьев. Из млекопитающих характерны обезьяны (в том числе человекообразные: шимпанзе, гориллы, орангутанги, гиббоны) и крупные хищники: леопард, тигр, ягуар. Из птиц - попугаи, колибри, туканы и так далее. Много земноводных и пресмыкающихся. Чрезвычайно разнообразны беспозвоночные, в первую очередь насекомые. Биоценозы тропических лесов наиболее продуктивны на нашей планете. Занимая около 6% земной суши, они дают более 28% общей продукции органического вещества. Из-за интенсивного промывания и обилия беспозвоночных и грибов, разрушающих подстилку, почвы тропических лесов бедные - гумуса в них значительно меньше, чем в лесах умеренной зоны. Влажный тропический лес играет исключительную роль в нормальном функционировании и развитии всей биосферы, поддерживая ее водный и газовый режим, сохраняя разнообразие жизненных форм. В результате деятельности человека площадь тропических лесов постоянно сокращается, что свидетельствует о необходимости значительных усилий по их охране.
Степь - это тип биома, который сложился в условиях продолжительного жаркого лета и более-менее холодной зимы при количестве осадков от 200 до 500 мм в год. Степи занимают обширные территории в Евразии, образуют высотный пояс в горах, аналогами их в Северной Америке являются прерии, в Южной Америке - пампасы. Из растений преобладают многолетние морозо- и засухоустойчивые травы (преимущественно злаки). Для почв характерно образование значительного по толщине плодородного слоя. Много стадных копытных и грызунов. Обилие грызунов привлекает хищных птиц и млекопитающих. Степи широко используются человеком для развития земледелия и пастбищного скотоводства, в результате чего сейчас они почти полностью освоены и преобразованы в сельскохозяйственные угодья.
В областях с крайне засушливым климатом распространены пустыни - биомы с сильно разреженным и обедненным растительным покровом. Количество осадков здесь не превышает 200 мм в год (при высокой испаряемости). Пустыни занимают примерно треть территории суши на всех материках. Доля покрытой растительностью площади не превышает 10 - 20%. В наиболее засушливых областях высшие растения отсутствуют на значительных площадях. Растения пустыни приспособлены к длительному существованию при минимальных запасах влаги (например, кактусы, опунции и молочаи, запасающие влагу в теле растения, или саксаул, имеющий очень длинный корень и достигающий водоносных слоев). Исключение составляют арктические пустыни, зависящие не от сухости климата, а от низких температур. Там обитают преимущественно мхи и лишайники. Для пустынной фауны в целом характерно довольно большое число видов млекопитающих, в основном грызунов (тушканчики, суслики, песчанки и другие). Встречаются копытные (кулан, джейран) и хищники (волк, койот, корсак, барханный кот и другие). В пустынях Евразии обитают верблюды, а в Южной Америке - викунья и гуанако (в одомашненном состоянии соответственно альпака и лама). Из птиц интересны дрофа-красотка, рябчики, жаворонки. Много пресмыкающихся, насекомых и паукообразных. Площадь пустынь постоянно увеличивается как по естественным причинам, так и под влиянием деятельности человека.
Следует отметить, что наряду с основными типами биомов существует множество переходных вариантов: лесотундра, лесостепь, хвойно-лиственный лес, полупустыня и другие. Особый интерес представляет саванна - переходная зона между тропическими лесами и пустынями. Саванна развивается в условиях четкой смены сухого и дождливого сезонов при незначительном количестве осадков (примерно как в степи). Занимает около 40% площади Африки, встречается в Южной Америке, Южной Азии, Австралии. Характеризуется обилием травяного покрова. Деревья редки, далеко отстоят друг от друга, в понижениях встречаются кустарники. Обилие растительной пищи способствует существованию богатого животного населения, особенно крупных травоядных животных - антилоп, жирафов, буйволов, слонов, зебр, кенгуру (в Австралии), а также хищных - львов, гепардов и др. Много грызунов, бегающих птиц (страусов), пресмыкающихся и насекомых.
Важно отметить, что на нашей планете наблюдается смена биомов в широтном (с юга на север) и вертикальном (при подъеме в горы) направлениях.
Пресноводные экосистемы
Озера – естественные пресноводные водоемы, образовались геологически сравнительно недавно - за последние несколько десятков тысяч лет, и лишь возраст некоторых из них исчисляется миллионами лет, например Байкала. Наличие у большинства озер профундальной зоны (профундальная зона- дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет) сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее перемешивании и распределении кислорода в ней. Эти процессы сезонны, как и стратификация (расслоение) озера по температурному режиму.
Пруды обладают хорошо развитой литоралью (литоральная зона- толща воды, где солнечный свет доходит до дна) и практическим отсутствием стратификации, образуются они в различных понижениях, часто временно пересыхают летом или в засушливые годы. Фауна прудов способна переживать сухие периоды в покоящемся состоянии или перебираться в другие водоемы (земноводные). Естественные пруды высокопродуктивны. В искусственных прудах, в основном, человек сам подкармливает рыб.
Водохранилища создаются человеком при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не природная экосистема, а природно-техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины. Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества, если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. В первом случае спускается вода гиполимниона (гиполимнион - область холодной воды, где нет циркуляции), во втором - эпилимниона (эпилимнион - глубина, где происходит циркуляция воды). Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию (перенасыщение воды биогенами) участка реки.
Перечисленные пресноводные экосистемы относятся к лентическим .
Лотические экосистемы – реки –отличаются от стоячих водоемов тремя основными условиями: 1) течения - важный лимитирующий и контролирующий фактор; 2) обмен между водой и сушей значительно более активен; 3) распределение кислорода более равномерно, так как практически отсутствует стратификация. Скорость течения влияет на распределение рыб в реках -они могут жить и под камнями, и в заводях, под перекатами, но это будут разные виды, адаптированные к конкретным условиям. Река - открытая экосистема, в которую поступает с прилегающих пространств большое количество органического вещества.
Заболоченные пресноводные участки – болота – низинные и верховые. Низинные имеют, как правило, питание подземными водами; а верховые- атмосферными осадками. Верховые могут встречаться в любом понижении или даже на склонах гор, низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц. Они покрыты водными макрофитами, болотными растениями и кустарниками.
Болотные почвы и торфяники содержат много углерода (14 - 20%), сельскохозяйственная отработка которых приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа, что усугубляет проблему СО 2 .
Морские экосистемы
Открытый океан одна из самых больших экосистем (94 % гидросферы). Жизненная среда океана непрерывна, в ней отсутствуют границы, препятствующие расселению живых организмов (на суше граница - океан между материками, на материке - реки, горы и тому подобное). В океане вода находится в постоянном движении. Существуют горизонтальные и вертикальные течения. В воде растворено - 48-10 т солей.
Эти физико-химические особенности создают благоприятные условия для образования и развития разнообразных организмов. В океане насчитывается:
150 000 видов животных (это около 7 % от общего их количества).
10 000 видов растений (это около 8% от общего их количества). В основном, различные виды водорослей.
Однако, органическая жизнь распределяется по горизонтали и вертикали неравномерно. В зависимости от абиотических факторов (световой режим, температура, солёность и так далее) океан подразделяют на несколько зон.
В зависимости от освещения:
- верхняя освещаемая - до 200 м (эвфотическая);
Нижняя, лишённая света - свыше 200 м (афотическая).
Экосистема океана также делится на:
Толща воды (пелагиаль);
Дно (бенталь).
В зависимости от глубины:
До 200 м (литоральная зона);
До 2500 м (батиальная зона);
До 6000 м (абиссальная зона);
Более 6000 м (ультраабиссальная зона).
В открытом океане по сравнению с прибрежной зоной пища менее сконцентрирована, поэтому здесь разнообразны активно плавающие организмы (рыбы, кальмары, акулы, киты и так далее.).
Прибрежная зона имеет оптимальные условия для жизни по сравнению с открытым океаном (свет, температура, достаточное количество питательных веществ) - поэтому здесь наблюдается максимальное видовое разнообразие флоры и фауны (до 80 %).
Глубоководная рифовая зона океана открыта в 1977 году в зоне подводного хребта Тихого океана к северо-востоку от Галапагосских островов. Здесь, на глубине 2600 м, существуют «оазисы жизни» - гигантские черви (до 1,5 м), крупные белые моллюски, креветки, крабы, отдельные виды рыб. Поражает очень высокая плотность биомассы -до 15 кг/м, в других местах на такой же глубине - до 0,01 кг/м(в 1500 раз больше). Глубоководная зона характеризуется полной темнотой, огромным давлением. Адаптация - редукция плавательного пузыря, органов зрения, развитие органов свечения и тому подобное. В рифовой зоне, кроме полной темноты, высокое содержание сероводорода и ядовитых металлов, имеются выходы термальных источников. Аналогичные участки встречаются в других районах океана.
В данной экосистеме серные бактерии играют роль растений, используя вместо солнечного света сероводород и соединения серы (хемосинтез). Серобактерии - первое звено в пищевой цепи, далее - погонофоры, внутри тела которых обитают бактерии, перерабатывающие сероводород и поставляющие организму необходимые питательные вещества. Также, в симбиозе с серобактериями существуют моллюски.
Районы апвеллинга наиболее продуктивны в Мировом океане. Апвеллинг- это процесс подъема холодных вод с глубины океана там, где ветры постоянно перемещают воду прочь от крутого материкового склона, взамен которой из глубины поднимается вода, обогащенная биогенами. Области апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Они богаты рыбой и птицами, живущими на островах. Но при изменении направления ветра приходит спад цветения планктона и наблюдается массовая гибель рыб вследствие развития бескислородных условий – эвтрофикация.
Биотическая структура экосистемы. Несмотря на громадное разнообразие экосистем - от тропических лесов до пустынь, леса, болота, озера, им свойственна одинаковая биотическая структура. Все экосистемы включают одни и те же основные категории организмов, взаимодействующих друг с другом. Это продуценты (автотрофы), консументы (гетеротрофы), редуценты (миксотрофы).
Продуценты – это, в основном, зеленые растения (одноклеточные водоросли, травы, деревья, и так далее), а также хемосинтезирующие и автотрофные бактерии. Их основная функция - это создание органического вещества из минеральных веществ посредством фотосинтеза. Фотосинтез - это химическая реакция, протекающая при участии хлорофилла клетки зеленых растений с использованием солнечной энергии, углекислого газа, воды и солнечной энергии. При этом происходит образование глюкозы (простейший из сахаров) и кислорода. Фотосинтез идет в каждой клетке зеленых листьев.
6СO 2 +6 Н 2 O + Q= C 6 H 12 O 6 +6O 6
Кислород выделяется в атмосферу. Из глюкозы и минеральных элементов растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав организма (белки, жиры, углеводы, ДНК).
Растения продуцируют сложные органические соединения из простых неорганических. При этом, солнечная энергия накапливается в органических соединениях наряду с химическими элементами.
Консументы. Животные питаются органическим веществом, используя его как источник энергии и материал для формирования своего тела. Зелёные растения продуцируют пищу для других организмов экосистемы. Принято выделять консументы первого порядка- фитофаги (фито- растения, фагос- пожиратель) и консументы второго порядка- зоофаги. Бывают консументы третьего, четвёртого и более высоких порядков. Заяц ест морковь - первичный консумент, лиса, съевшая зайца - вторичный консумент. Человек - ест овощи - первичный консумент, а мясо - вторичный, хищную рыбу (щуку) - третьего порядка.
Редуценты – это организмы, которые питаются мёртвыми растительными и животными остатками, еще их можно назвать детритофагами (опавшие листья, фекалии, мёртвые животные - это называется детрит). Их задачей является переработка отмерших остатков и отходов жизнедеятельности до минеральных веществ. Это грибы и бактерии. Питаясь мёртвой органикой, детритофаги разлагают её. Отмирая, сами становятся частью детрита.
Некоторые организмы не укладываются в эту схему. Например: насекомоядные растения. Они улавливают насекомых, частично переваривают их с помощью ферментов и органических кислот, в результате чего восполняют недостаток азота и других питательных веществ. В России их около 20 видов (венерика мухоловка, саррацения, росянка). Обитают такие растения в местах с недостатком азота, фосфора, калия (болота очень бедны питательными веществами).
Пищевая сеть. Трофические уровни. При изучении биотической структуры экосистемы становится очевидным, что одно из важнейших взаимоотношений между организмами - это пищевое. Можно проследить бесчисленные пути движения вещества в экосистеме, при котором один организм поедается другим, а тот - третьим и так далее.
Пищевая цепь - это путь движения вещества (источник энергии и строительный материал) в экосистеме от одного организма к другому.
Растение жук лягушка змея птица
В природе пищевые цепи редко изолированы друг от друга. Гораздо чаще представители одного вида (растительноядные) питаются несколькими видами растений, и сами служат пищей для нескольких видов. Несмотря на многообразие пищевых сетей, они все соответствуют общей схеме: от зелёных растений к первичным консументам, от них к вторичным консументам и так далее и к детритофагам. На последнем месте всегда стоят детритофаги, они замыкают пищевую цепь.
Трофический уровень - это совокупность организмов, занимающих определённое место в пищевой сети. Детритофаги могут находиться на втором и выше трофическом уровне. Обычно в экосистеме насчитывается три-четыре трофических уровня. Это объясняется тем, что значительная часть потребляемой пищи тратится на энергию (90 - 99 %), поэтому масса каждого трофического уровня меньше предыдущего. На формирование тела организма идет относительно немного (1 - 10 %). Соотношение между растениями, консументами, детритофагами выражают в виде пирамид (графически).
Пирамида биомассы - показывает соотношение биомасс различных организмов на трофических уровнях.
Пирамида энергии - показывает поток энергии через экосистему.
Очевидно, что существование большего числа трофических уровней невозможно из-за быстрого приближения биомассы к нулю.
Автотрофы составляют первое звено в пищевой цепи и находятся на первом трофическом уровне. Гетеротрофы находятся на втором и выше трофическом уровне. На рисунке 3.1 показан пример пирамиды биомассы.
Рисунок 3.1- Пирамида биомассы
Экологическая сукцессия. Ю. Одум (1986) под экологической сукцессией понимает вообще весь процесс развития экосистемы. Более конкретное определение дает этому явлению Н. Ф. Реймерс (1990): « Сукцессия- последовательная смена биоценозов, возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием природных факторов (в том числе и внутренних противоречий самих биоценозов) или воздействия человека». Изменения в сообществе в результате сукцессии носят закономерный характер и обусловлены взаимодействием организмов между собой и с окружающей абиотической средой.
Для возникновения сукцессии необходимо свободное пространство. В зависимости от первоначального состояния субстрата, различают первичную и вторичную сукцессии. Первичная сукцессия- это если формирование сообществ начинается на первоначально свободном субстрате, а вторичная сукцессия- это последовательная смена одного сообщества, существовавшего на данном субстрате, другим, более совершенным для данных абиотических условий.
Первичная сукцессия позволяет проследить формирование сообществ с самого начала. Она может возникнуть на склоне после оползня или обвала, на образовавшейся отмели при отступлении моря и изменении русла рекой, на обнаженных песках пустыни, не говоря уже об антропогенных нарушениях: свежая лесосека, намывная полоса морского побережья, искусственные водохранилища.
В качестве примера первичной сукцессии можно привести зарастание
еловым лесом новых территорий на севере нашей страны. Ельник- это последняя климаксная стадия развития экосистемы в климатических условиях Севера, т. е. уже коренной биоценоз. Вначале же здесь развиваются березняки, ольховники, осинники, под пологом которых растут ели. Постепенно они перерастают березу и вытесняют ее, захватывая пространство (рис.3.2).
Рисунок 3.2- Смена березняка ельником
Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией. Она наблюдается в природе не только в лесах, болотах и озерах, но и на стволах отмирающих деревьев и в пнях, где происходит закономерная смена сапрофитов и сапрофагов, в лужах и прудах и так далее. Сукцессии разномасштабны и иерархичны, так же как и сами экосистемы.
Состояние окончательного равновесия или гомеостаза сообщества называют климаксом . Ю.Одум дал следующее определение: климаксное сообщество – это самоподдерживающееся сообщество, находящееся в равновесии с физическим местообитанием. Еще можно сказать, что климакс – это финальная относительно устойчивая фаза естественного развития биогеоценоза или растительного сообщества, наиболее соответствующая экологическим характеристикам данной местности в определенный период геологического времени.
Экосистема относится к ключевым понятиям экологии. Само слово расшифровывается как "экологическая система". Термин был предложен экологом А. Тенсли в 1935 году. Экосистема объединяет несколько понятий:
- Биоценоз — сообщество живых организмов
- Биотоп — среда обитания этих организмов
- Виды связей организмов в данном ареале обитания
- Обмен веществ, который происходит между этими организмами в данном биотопе.
То есть, по сути, экосистема — это объединение компонентов живой и неживой природы, между которыми происходит обмен энергией. А благодаря этому обмену возможно создание условий, необходимых для поддержания жизни. Основой любой экосистемы на нашей планете является энергия солнечного света.
Для классификации экосистем ученые выбрали один признак — среду обитания. Так удобнее выделять отдельные экосистемы, так как именно ареал обуславливает климатические, биоэнергетические и биологические особенности. Рассмотрим виды экосистем.
Природные экосистемы образуются на земле самостихийно, при участии сил природы. Например, естественные озера, реки, пустыни, горы, леса и т.д.
Агроэкосистемы — это один из видов искусственных экосистем, созданных человеком. Они отличаются слабыми связями между компонентами, меньшим видовым составом организмов, искусственностью взаимообмена, но при этом именно агроэкосистемы наиболее продуктивны. Их человек создает ради получения сельскохозяйственной продукции. Примеры агроэкосистем: пашни, пастбища, сады, огороды, поля, насаженные леса, искусственные пруды...
Лесные экосистемы - это сообщество живых организмов, обитающих на деревьях. На нашей планете треть суши занимают именно леса. Почти половина из них — тропические. Остальные — хвойные, лиственные, смешанные, широколиственные.
В структуре лесной экосистемы выделяют отдельные ярусы. В зависимости от высоты яруса меняется состав живых организмов.
Главными в экосистеме леса являются растения, причем основным является один (реже несколько) видов растения. Все остальные живые организмы — либо потребители, либо разрушители, так или иначе влияющие на обмен веществ и энергией...
Растения и животные являются лишь составной частью какой-либо экосистемы. Так, животные — это важнейший природный ресурс, без которого невозможно существование экосистемы. Они более мобильны, чем растения. И, несмотря на то, что по видовому разнообразию фауна проигрывает флоре, именно животные обеспечивают устойчивость экосистемы, активно участвуя в обмене веществ и энергии.
При этом, все животные образуют генетический фонд планеты, обитая только в тех экологических нишах, где для них созданы все условия для выживания и размножения.
Растения же являются основополагающим фактором для существования любой из экосистем. Именно они чаще всего являются редуцентами — то есть, организмами, перерабатывающими солнечную энергию. А солнце, как уже отмечалось выше — основа существования жизненных форм на Земле.
Если рассматривать представителей флоры и фауны по отдельности, то каждое животное и растение представляет собой микроэкосистему на той или иной стадии существования. Например, ствол дерева по мере его развития — это одна цельная экосистема. Ствол упавшего дерева — это уже другая экосистема. Так же и с животными: эмбрион в стадии размножения можно считать микроэкосистемой...
Водные экосистемы - это системы, приспособленные к жизни в воде. Именно вода определяет уникальность того сообщества живых организмов, которые в ней обитают. Разнообразие видов животных и растений, состояние, устойчивость водной экосистемы зависит от пяти факторов:
- Солености воды
- Процента содержащегося в ней кислорода
- Прозрачности воды в водоеме
- Температуры воды
- Доступности питательных веществ.
Принято разделять все водные экосистемы на два больших класса: пресноводные и морские. Морские занимают более 70% земной поверхности. Это океаны, моря, соленые озера. Пресноводных меньше: большая часть рек, озер, болота, пруды и другие более мелкие водоемы...
Устойчивостью экосистемы называют способность данной системы противостоять изменения внешних факторов и сохранять свою структуру.
В экологии принято выделять два вида устойчивости ЭС:
- Резистентную — это вид устойчивости, при которой экосистема способна сохранять свою структуру и функциональность в неизменном виде, несмотря на изменения внешних условий.
- Упругую
— этот вид устойчивости присущ тем экосистемам, которые могут восстанавливать свою структуру после изменения условий или вовсе после разрушения. Например, когда лес восстанавливается после пожара, говорят именно об упругой устойчивости экосистемы.
Экосистема человека
В человеческой экосистеме доминатным видом будет человек. Такие экосистемы удобнее разделять по сферам:
Экосистема представляет собой устойчивую систему компонентов живого и неживого происхождения, в которой участвуют, как и объекты неживой природы, так и объекты живой природы: растения, животные и человек. Каждый человек, вне зависимости от места рождения и проживания (будь то шумный мегаполис или деревня, остров или большая земля, пр.) является частью экосистемы....
В настоящее время влияние человека на любую экосистему ощущается повсеместно. В своих целях человек либо разрушает, либо улучшает экосистемы нашей планеты.
Так, расточительное отношение к земле, вырубка лесов, осушение болот относят к разрушительному воздействию человека. И наоборот, создание заповедников, восстановление популяций животных способствуют восстановлению экобаланса Земли и является созидательным влиянием человека на экосистемы...
Главное различие таких экосистем состоит в способе их образования.
Естественные, или природные экосистемы создаются при участии сил природы. Человек либо вообще не оказывает на них влияния, либо влияние есть, но незначительное. Самой большой природной экосистемой является наша планета.
Искусственные экосистемы называют еще антропогенными. Они создаются человеком ради получения "выгоды" в виде продуктов питания, чистого воздуха, других продуктов, необходимых для выживания. Примеры: сад, огород, ферма, водохранилище, оранжерея, аквариум. Даже космический корабль можно рассматривать как пример антропогенной экосистемы.
Главные отличия искусственных экосистем от естественных.