1) Понятие об экосистемах и биогеоценозах в экологии. Или 2) Радиационное загрязнение среды обитания человека. Или 3) Характер воздействия факторов среды на организмы.Диапозон действия факторов.Лимитирующий фактор.

Оглавление
Введение
1.Учение об экосистемах
2.Основные компоненты экосистем
3.Роли организмов, входящих в экологические системы
4.Трофические связи и поток энергии
5.Основные закономерности взаимосвязей организмов в экосистеме
6.Озерные системы как пример экологической системы
Заключение
Библиография
Приложение 1

1) Понятие об экосистемах и биогеоценозах в экологии. Или 2) Радиационное загрязнение среды обитания человека. Или 3) Характер воздействия факторов среды на организмы.Диапозон действия факторов.Лимитирующий фактор.

Примером экосистемы, в которой основным источником пищи служат живые зеленые растения можно назвать пастбищные экосистемы. Существуют экосистемы, в которых почти совсем или совсем отсутствует свет и поэтому живых растений в них очень мало или нет вообще. Это морское дно на больших глубинах или сильно затененный лес, а также лесные озера или ручьи. В этих детритных экосистемах источником пищи служат зеленые растения, растущие на более освещенных участках. Организмы, обитающие в лесных ручьях, питаются за счет листьев и веток, падающих с растущих над ними деревьев. Обитатели глубин океана питаются за счет мертвых организмов, опускающихся вниз из верхних слоев воды. Однако и для них первичным источником энергии служит Солнце.
Некоторые бактерии для создания необходимой им пищи используют
3. Роли организмов, входящих в экологические системы
Каждая экосистема имеет определенную функциональную структуру. В состав каждой из экосистем входят группы организмов разных видов, различаемые по способу питания. Например, существуют автотрофы («самопитающиеся») и гетеротрофы («питающиеся другими»). Они составляют биотический компонент экосистемы. Автотрофы – это организмы, которые получают первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза. Их еще называют продуценты. Например, к продуцентам относятся зеленые растения.
Гетеротрофы – это организмы, которые получают энергию из процессов окисления органического вещества. К гетеротрофам относятся животные и микроорганизмы, потребители готовых органических веществ.
Может сложиться впечатление, что зеленые растения – продуценты независимы от других организмов; однако если бы на Земле существовали только зеленые растения, то, в конце концов, все минеральные вещества оказались бы связанными этими растениями и рост растений прекратился бы. В экосистемах существуют микроорганизмы – редуценты.
Редуценты разлагают органические вещества, заключенные в мертвых растениях и животных и используют их в качестве источника энергии и пищи. Эти органические вещества микроорганизмы разлагают до простых атомов, которые в последствие могут быть использованы автотрофами. Кроме бактерий к редуцентам можно отнести грибы, а также животных, которые питаются падалью, например, некоторых насекомых и червей.
Необходимо отметить, что экосистема могла бы существовать определенно долго, если бы в ее состав входили только продуценты и редуценты. Однако обильные запасы энергии и элементов питания, заключенные в организмах живых продуцентов, потребляются в большинстве природных экосистем не только редуцентами, но и разнообразными консументами.
Консументы и редуценты – это компоненты, формирующие трофическую или пищевую цепь в экосистеме. Соответственно, животные – это консументы, она потребляют продукцию автотрофов. К ним относятся растительноядные животные, питающиеся растительной пищей; плотоядные – животные, поедающие других животных и всеядные, которые потребляют как растительную, так и животную пищу, а также паразиты.
На основе выше сказанного можно привести в качестве схематического примера строение экосистемы, которое предложил Н. Ф Реймерс. (Приложение 1)
4. Трофические связи и поток энергии
Взаимосвязи и взаимозависимости между живыми организмами реализуются через трофические цепи. Трофическая цепь представляет собой ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, связанные между собой отношениями пища - потребитель.4 Звенья – это группы организмов, к которым относятся, например, биологические виды – от простейших организмов до высокоорганизованных животных. Первое звено в такой цепи не имеет предшественника и является продуцентом. А в последнем звене организмы не выступают в качестве пищи для других живых организмов.
Эти отношения определяются тем, что организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена. В результате происходит цепной перенос энергии и вещества, а это основа круговорота веществ в природе.
На каждом уровне происходит потеря полезной энергии. Поэтому на высших трофических уровнях количество ее невелико. Подсчитано, что потенциальная энергия теряется на 80—90%.
В таких пищевых цепях число звеньев редко превышает 4—5 звеньев: растения, растительноядные и два или три уровня плотоядных. Такие животные, как, например, волки или тигры, находятся на самой вершине пищевой сети, питаясь растительноядными или мелкими плотоядными животными. Волку иногда приходится проделывать по 30 км в день, чтобы добыть себе пищу, а площадь индивидуальной территории тигра достигает 300 кв. км. Любому животному, которое оказалось бы на еще более высоком трофическом уровне, поедая волков или тигров, пришлось бы покрывать в несколько раз большую площадь, чтобы отыскать свою сильно рассеянную добычу. При этом количество энергии, затраченное на поиски пищи, значительно превышало бы то ее количество, которое животное могло бы получить из этой пищи. Например, организмы, питающиеся на этих хищниках высшего порядка – паразитические черви и блохи – фактически получают очень маленький процент от «энергетического пирога» системы. 5
Разные уровни питания в экосистеме называют трофическими уровнями. Первый трофический уровень образуют продуценты (растения), второй – первичные консументы, растительноядные животные, третий – вторичные консументы – плотоядные животные и т.д. Многие животные питаются более чем на одном трофическом уровне, поедая как растения, так и первичных консументов, или первичных, так и вторичных консументов.
Выделяются пастбищные и детритовые трофические цепи.
В виде схемы пастбищную трофическую цепь можно изобразить следующим образом:
автотрофы → зоопланктон → хищники 1-го порядка (рыбы) → хищники 2-го порядка (щука).
Детритовые трофические цепи (цепи разложения) могут быть следующими:
детрит (органических останков) → микроорганизмы → детрифаг → хищник
Поток энергии через экосистему можно измерить в разных ее точках, установив тем самым, какое количество солнечной энергии получает данная система; сколько энергии содержится в органических веществах, образованных в процессе фотосинтеза; какую часть энергии, заключенной в растительном материале, может использовать растительноядное животное; какую часть этой энергии успевает использовать растительноядное, прежде чем его съедает плотоядное, и так далее, от одного трофического уровня к другому.
Суммарная скорость, с которой растения данной экосистемы запасают энергию солнечного света в виде создаваемых ими органических веществ, называют общей первичной продуктивностью этой экосистемы. Примерно половина энергии, запасенной в процессе фотосинтеза, почти немедленно используется самим растением для дыхания; остальная энергия составляет чистую первичную продукцию:
Чистая энергия = общая энергия – затраты на дыхание
Поскольку энергия и элементы питания поступают в живые системы вместе, чистую первичную продуктивность можно определить как скорость увеличения веса растения. Чиста первичная продукция – это пища, доступная растительноядным животным; она бывает различной в разных сообществах или в разных биомах, т.е. в экосистемах одной природно-климатической зоны.
Продуктивность сильно варьируется в разных местах в связи с тем, что для роста растений необходим ряд ресурсов. Если одного из них в данной среде недостаточно, то он становится лимитирующим фактором. Например, в пустыне лимитирующим фактором обычно бывает недостаток воды, а в тундре – низкая температура. Заметим, температура имеет особое значение, потому что процессы, такие как фотосинтез, дыхание и рост, у большинства живых организмов протекают быстрее при температуре от 20 до 40 градусов.
Продуктивность океанов зависит от наличия элементов питания, солнечного света и тепла. Например, коралловые рифы, образующиеся только в теплых мелководных морях, в изобилии получают биогенные элементы, высвобождающиеся из мертвых растений и животных, живущих на рифах. Большая часть открытого океана, если даже он теплый, бедна элементами питания. Континентальные шельфы (материковые отмели) – относительно узкие полосы мелководья, окаймляющие материковые массивы – более продуктивны потому, что биогенные элементы приносятся в них реками.
Чистая первичная продуктивность всего земного шара составляет примерно 170 млрд. тонн (по сухой массе) нового растительного материала в год: из них 115 млрд. тонн дает суша и 55 млрд. тонн – мировой океан (несмотря на то, что он занимает почти 70% поверхности земного шара).
Однако только около 0,5% всей энергии, излучаемой Солнцем на Землю в форме видимого света, связывается в процессе фотосинтеза на Земле. В ходе превращения энергии некоторая доля полезной энергии рассеивается в виде бесполезной тепловой энергии. Она теряется и в процессе перехода от одного звена трофической цепи к другому. И так можно продолжить.
5. Основные закономерности взаимосвязей организмов в экосистеме
Жизнеспособность экосистем зависит от их разнообразности и многокомпонентности. При этом выделяется ряд закономерностей:
1. Чем разнообразнее условия биотопов в пределах экосистемы, тем больше видов содержит соответствующий биоценоз;
2. Чем больше видов содержит экосистема, тем меньше особей насчитывают соответствующие видовые популяции. В биоценозах тропических лесов при большом видовом разнообразии популяции относительно малочисленны.
Напротив, в системах с малым видовым разнообразием - биоценозы степей, пустынь, тундры – некоторые популяции достигают большой численности;
3. Чем больше разнообразие биоценоза, тем больше экологическая устойчивость экосистемы;
4. Эксплуатируемые человеком экосистемы, представленные одним или очень малым видом (например, агроценозы с земледельческими монокультурами) неустойчивы по своей природе и не могут самоподдерживаться;
5. Никакая часть экосистемы не может существовать без другой. Если по какой – то причине не происходит нарушение структуры экосистемы, исчезает группа организмов, вид, по закону цепных реакций, может сильно измениться или даже разрушиться все сообщество.
Но в экосистемах наблюдается, что время после исчезновения одного вида на его месте оказываются другие организмы или другой вид, которые выполняют исходную функцию в экосистеме. Эта закономерность называется правилом замещения или дублированием: у каждого вида в экосистеме есть «дублер».