Раздел VI. Биосфера и человек

Тема 6.1. Экосистемы (многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы)

OОсновные понятия

Понятия об экосистеме и биогеоценозе. Элементы экосистем (биотоп, биоценоз). Биотическая структура экосистем: продуценты, консументы, редуценты как компоненты круговорота, обеспечивающего целостность экосистем.

Биоразнообразие как основа устойчивости живых систем.

Виды природных экосистем (озеро, лес, пустыня, тундра, океан, биосфера).

Пищевые (трофические) цепи, пирамиды. Энергетические потоки в экосистемах, правило 10%.

Экологические факторы: биотические и абиотические факторы, антропогенные факторы Толерантность, пределы толерантности. Формы биотических отношений (хищник-жертва, паразитизм, нейтрализм).

Среда обитания и экологическая ниша

& Краткое содержание

Термин "экология" предложен в 1866 г. немецким биологом Геккелем для обозначения специальной биологической науки об организмах "у себя дома", т.е. о взаимоотношениях организмов, в первую очередь диких, и среды их обитания. Примерно с 60-х годов XX в. под экологией (наукой об окружающей среде) стали понимать науку о различных аспектах взаимодействия организмов между собой и с окружающей средой.

Эта отрасль знаний занимается проблемами взаимодействия природной среды и общества и является своеобразным мостом между естественными и общественными дисциплинами. Яснее представить себе задачи экологии можно, ознакомившись с учением об экосистемах – открытых живых системах, обменивающихся с окружающей природной средой веществом, энергией, информацией. Наименьшей единицей экологии является совокупность существ одного биологического вида – популяция. Любая популяция – элемент экосистемы. Все организмы экосистемы, как автотрофные (преобразующие неорганические вещества в сложные органические), так и гетеротрофные (разлагающие органические вещества на простые неорганические), образуют меж собой трофические (пищевые) связи, замыкающиеся в единый круговорот. Продуценты (автотрофы) à консументы 1 порядка (фаготрофы, поедающие растения) à консументы 2 порядка (фаготрофы, поедающие животных) à сапротрофы (питаются мертвыми тканями). Продуцируемые сапротрофами простые органические вещества усваиваются и перерабатываются автотрофами. Цепочка замыкается. Совокупность всех экосистем образует экосферу. Экологические системы отличаются и по энергетической характеристике, на этой основе экологами выделены четыре фундаментальных типа экосистем:

1. Системы полностью зависимые от солнечного излучения (например океан);

2. Системы, движимые Солнцем, но получающие дополнительную энергию из других природных источников (тропические леса, материковый шельф и др.);

3. Природные системы, движимые Солнцем и получающие энергию от ископаемого топлива (сельское хозяйство, примитивная промышленность);

4. Индустриально-городские системы современности, использующие главным образом энергию ископаемого топлива и ядерную энергию радиоактивных веществ.

Последний тип экосистем крайне нестабилен и недолговечен. Именно он породил основную массу современных экологических проблем, ставящих человечество на грань самоуничтожения, ограничивающих возможности его роста и могущества (согласно одному из докладов международного объединения ученых и общественных деятелей «Римский клуб», если будет продолжаться бесконтрольный рост потребления, производства и населения Земли, то в определенный момент настанет катастрофа). Ситуация, однако, не столь трагична, человек, как разумное существо, способен найти выход из экологического тупика, в который он сам себя загнал бесконтрольным развитием техногенной цивилизации.