Экология сообществ и экосистем

Ульяновский Государственный университет

Факультет последипломного медицинского и фармацевтического

образования

 

 

 

Реферат по экологии на тему:

« Экология сообществ и экосистем».

 

 

 

                                                                                Выполнила:

                                                                                студентка 4 курса

                                                                                группы ФАРМ-О-12/1

                                                                               Фрунтова Е.А.

                                                                               Проверил:

                                                                              Ст. преподаватель         

                                                                              кафедры лесного

                                                                              хозяйства экологического

                                                                              факультета Парамонова Т.А.

 

Ульяновск, 2015 год.

 

Содержание

1.Введение………………………………………………………………….2

2.Глава 1. Понятие о сообществе  и экосистемах………………………...4

3.Глава 2. Структура и  продуктивность сообществ…………………….6

4.Глава 3. Динамика и устойчивость экосистем………………………..13

5.Глава 4. Неустойчивость  искусственных экосистем…………………19

6. Заключение……………………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Основу экологии составляет изучение совместного функционирования особей, популяций, сообщества, экосистем, человека и их взаимосвязи, взаимодействий с окружающей средой. Так как любые изменения видов, популяций, сообществ, экосистем являются своеобразным биоиндикатором окружающей среды, с их помощью мы можем оценить степень загрязнения окружающей среды и прогнозировать вредные последствия искусственных изменений в окружающей среде на организм человека. Для этого необходимо изучить сообщества и экосистемы, их структуру, процессы, которые в них происходят.

Для существования  сообщества важна не только величина численности организмов, еще важнее видовое разнообразие, которое является основой биологического разнообразия в живой природе. Согласно Конвенции  о биологическом разнообразии Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), под биоразнообразием понимается разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.  
* Разнообразие в рамках вида является основой стабильности в развитии популяций, разнообразие между видами и, следовательно, популяциями — основа существования биоценоза как основной части экосистемы

Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение неразделимо связаны друг с другом в экосистемах, находятся в постоянном взаимодействии. Любая единица, включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями, представляет собой экологическую систему. Экологическая система, или экосистема, — основная функциональная единица в экологии, важное понятие, так как в нее входят организмы и неживая среда — компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые условия для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле. Термин «экосистема» впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли (1871—1955). Он ввел понятие об экосистемах. Само же представление об экосистеме возникло значительно раньше. Упоминание об единстве организмов и среды можно найти в самых древних письменных памятниках истории. Однако только в конце XIX в. стали появляться высказывания такого рода, при этом практически одновременно в американской, европейской и русской литературе (К. Мебиус, 1877; С. Форбс, 1877; В. Докучаев, 1886 и др.). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1

Понятие о сообществе и экосистеме.

Группа популяций разных видов, населяющая определенную территорию, образует сообщество. Представление о любом ландшафте в первую очередь связывается с его растительностью. Тундра, тайга, листопадные леса, луга, степи, пустыни состоят из разнообразных растительных сообществ. Березовые леса отличаются от дубрав не только древесным составом, но и подлеском и травяным покровом. Каждое растительное сообщество населено свойственными ему сообществами животных, грибов и микроорганизмов.

Все сообщества растений, животных, микроорганизмов, грибов находятся в теснейшей связи друг с другом, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и их популяций — биоценоз, который также называют сообществом. Можно выделить сообщества любого размера и уровня. Например, в сообществе степей — сообщество луговых степей, а в нем — сообщества растений, позвоночных и беспозвоночных животных, микроорганизмов.

Среда и сообщество, а также члены сообщества между собой обмениваются веществами и энергией: живые организмы из среды или друг от друга получают вещества и энергию и возвращают их обратно в окружающую среду. Благодаря этим процессам обмена, организованным в виде потока энергии и круговорота веществ, сообщество (биоценоз) и окружающая его среда представляют собой неразрывное единство, одну сложную систему. Такую систему называют экосистемой или биогеоценозом. В последнее время термин «экосистема» употребляется чаще.

Итак, делаем вывод, что:

Экосистема — это любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами.

Сообщество — совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.  
При этом выделяют следующие структурные компоненты сообщества:

• фитоценоз - растительный компонент биоценоза, 
• зооценоз - животный компонент биоценоза,
• микробоценоз — микробный компонент биоценоза. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2

 Структура и продуктивность  сообществ

Структура сообщества - показатель соотношения различных групп организмов, различающихся по систематическому положению; по роли, которую они играют в процессах переноса энергии и вещества; по месту, занимаемому в пространстве, в пищевой (трофической) сети, либо по иному признаку, существенному для понимания закономерностей функционирования естественных экосистем.

Видовая структура

Одним из важнейших показателей структуры сообщества является видовой состав входящих в него организмов. Видовой состав сообщества определяется рядом факторов, важнейшие среди которых: географическое местоположение, определяющее состав флоры и фауны, особенности климата, тип ландшафта и его высота над уровнем моря, водный режим, возраст самого сообщества. В пределах отдельных континентов и климатических зон сходные по видовому составу сообщества формируются в районах, сходных по экологическим условиям.

Между лесами на юге и полярными льдами на севере расположена обширная полоса безлесной местности - зона тундры. Факторами, определяющими состав населения тундры, являются: низкие температуры, короткий сезон вегетации, промерзший (за исключением тонкого слоя - всего несколько сантиметров) грунт. Растительность здесь представлена злаками, осоками, лишайниками, иногда карликовыми деревьями. Животное население представлено птицами (включая перелетных), крупными (северный олень, овцебык) и мелкими (лемминги, полевки) растительноядными млекопитающими, хищниками (белый медведь, волк, песец). Интересно, что небольшие районы тундры со сходным составом жизненных форм (а в ряде случаев и видов) встречаются в высоких горах умеренной зоны и даже тропиков (альпийская тундра).

Много общего в составе населения северных хвойных лесов, вытянувшихся широким поясом через всю Евразию и Северную Америку, в населении степей, предгорий, пустынь, пойменных участков рек, иногда отдаленных друг от друга сотнями и даже тысячами километров.

Долевое участие каждого вида в сообществе различно. В сообществе, как правило, имеется несколько видов, представленных большим числом особей, или большой биомассой, и сравнительно много видов с низкой численностью. Виды с высокой численностью играют значительную роль в жизни сообщества, особенно так называемые виды - средообразователи. В лесных экосистемах, например, к ним относятся виды преобладающих древесных растений. От них зависят условия, необходимые для выживания других видов живых существ: трав, насекомых, птиц, зверей, мелких беспозвоночных и микроорганизмов лесной подстилки и др.

В то же время редкие, как правило, стенобионтные виды часто оказываются лучшими индикаторами (показателями) состояния сообщества. Это связано с тем, что для поддержания жизни редких видов требуются строго определенные сочетания различных факторов (например, температуры, влажности, состава почв, определенных видов пищевых ресурсов).

Морфологическая и пространственная структура

Любые сообщества, независимо от местоположения или состава присутствующих в нем видов, обладают некоторыми признаками, которые существенно облегчают их анализ и сопоставление друг с другом. К таким признакам относят соотношение организмов с определенными типами внешнего строения и пространственную организацию сообщества.

Общие сведения, определенные типы внешнего строения организмов, возникшие как приспособления к условиям местообитаний, называются жизненными формами.

Жизненные формы у растений и животных очень разнообразны. Так, наиболее распространенные жизненные формы растений - деревья, кустарники, травы.

О характерных чертах растительного сообщества, например, можно судить по соотношению присутствующих здесь жизненных форм. Ведь число жизненных форм, входящих в биоценоз организмов, обычно гораздо меньше числа образующих его видов, а преобладание тех или иных форм характеризует общие условия жизни организмов. Набор жизненных форм, их соотношение определяют морфологическую структуру сообщества. По преобладающим (доминирующим) жизненным формам растительности, например, определяется принадлежность сообщества к тому или иному типу (лесу, лугу).

Разные жизненные формы, сосуществующие в сообществе, как правило, обособлены пространственно. Это выражается в горизонтальном и вертикальном расчленении фитоценоза на отдельные элементы, каждый из которых играет свою роль в накоплении и преобразовании вещества и энергии. Такое расчленение характеризует пространственную структуру сообщества.

Подземная ярусность представляет собой как бы зеркальное отражение надземной: корни наиболее высоких растений (деревьев) проникают глубже всех, корни низких (трав, кустарников) располагаются у поверхности почвы или прямо в подстилке. Наибольшая масса корней находится в верхних слоях почвы.

Животное население биоценоза, связанное с растениями, также распределено по ярусам. Например, микрофауна почвенных животных наиболее богата в подстилке. Достаточно четко приурочены к ярусам определенные группы насекомых. Разные виды птиц строят гнезда и кормятся в разных ярусах - на земле (трясогузка), в кустарниках (малиновка, соловей), в кронах деревьев (грачи, сороки).

По горизонтали сообщество также расчленяется на отдельные элементы -микрогруппировки, расположение которых отражает неоднородность условий жизни. Особенно хорошо это видно в структуре наземного (напочвенного) покрова - в наличии «мозаики» из различных микрогруппировок растений (например, кочки или куртины трав; светолюбивые травы в «окнах» сомкнутых крон, теневыносливые травы - под кронами деревьев (пятна мхов или голого грунта).

Морфологическая и пространственная структура сообщества является показателем разнообразия условий жизни организмов, богатства и полноты использования ими ресурсов среды. В определенной мере они характеризуют также устойчивость сообществ, то есть их способность противостоять внешним воздействиям...

Важным функциональным указателем сообществ является их способность к созданию (продуцированию) новой биомассы. Это свойство лежит в основе понятия продуктивность, сходного по смыслу с понятием плодородие, которое используется по отношению к сельскохозяйственным или иным экосистемам, чье функционирование подчинено потребностям человека (как, например, рыбоводство, лесоразведение).

Прирост биомассы сообщества выражают суммарным приростом биомассы его элементов (автотрофного и гетеротрофного компонентов, отдельных трофических уровней, популяции каких-либо видов). Скорость продуцирования биомассы определяют в экологии специальным показателем — продукцией. В популяции продукция — это общая (суммарная) величина приращения ее биомассы за единицу времени. Продукция трофического уровня - это суммарная продукция  всех популяций, занимающих этот уровень.

Собственно продуцирование, или синтез нового биологического вещества, происходит за счет роста организмов и нарождения новых особей. И тот и другой процессы требуют определенных затрат энергии и вещества.

Автотрофы получают эти ресурсы, используя свободную энергию солнечного излучения и запасы минеральных веществ. Ресурсом гетеротрофов являются организмы предшествующих трофических уровней.