Предыдущая страница реферата | 1  2  3

Замыкающей группой пищевых цепей являются редуценты (лат. reducere возвращать), перерабатывающие остатки органического вещества всех групп (растительный опад, трупы, экскременты). К редуцентам относятся самые разнообразные организмы от птиц и млекопитающих, поедающих падаль, до трупоядных насекомых и гнилостных бактерий. В почвах степных экосистем минерализация органики происходит достаточно интенсивно, и органические остатки не накапливаются на поверхности. В болотных биоценозах вследствие затрудненной деятельности редуцентов преобладает накопление органической массы.

Окончательная переработка органики осуществляется редуцентами-деструкторами, разлагающими органику на неорганические молекулы (воду, углекислый газ, аммиак и другие минеральные вещества), которые вновь используются растениями. Одни из самых важных деструкторов — грибы — разлагают даже такие компоненты древесины, которые не поддаются бактериям. Без них лес был бы завален отмирающими стволами.

Только совместная жизнедеятельность продуцентов, консументов и редуцентов обеспечивает существование экосистемы. Без зеленых растений не могут обойтись животные, отсутствие растительноядных делает невозможным существование хищников. Без редуцентов экосистемы заполнились бы мертвой органикой, а запасы минеральных веществ быстро бы иссякли. В тропических лесах все доступные минеральные вещества почв потребляются растениями, но их недостатка не ощущается — редуценты быстро разлагают опад. Минеральная часть образующихся веществ вновь поглощается растениями.

Простейший пример экосистемы — лишайник. Роль продуцентов выполняют водоросли, осуществляющие фотосинтез. Грибница выступает консументом, питающимся продуктами фотосинтеза, а бактерии и простейшие — редуцентами.

Большинство видов питаются несколькими другими, и сами служат пищей многим членам экосистемы. Хищные птицы ловят мышей, зайцев, змей, лягушек и ящериц. Змеи охотятся на мышей, лягушек и мелких птиц. Медведи — хищники, но употребляют мед, растительную пищу и падаль. Питаются плодами и лисы. Цепи питания переплетены в сложные сети, выпадение одного из звеньев, как правило, не нарушает равновесия. Чем большее количество видов составляет биоценоз, тем он устойчивее. Если, например, из цепи питания растения--зайцы--лисы выпадут по каким-либо причинам зайцы, то в богатом биоценозе лисы могут охотиться на мышей и птиц.

В особую группу выделяют детритные пищевые цепи, они начинаются не с живых растений, а с мертвого детрита. Например, опад листьев служит пищей дождевым червям, а их экскрементами питаются грибы и бактерии.

Даже небольшие с виду нарушения в пищевых цепях могут приводить к тяжелым последствиям. Жители одного из островов Индонезии решили избавиться от москитов и протравили помещения ДДТ, умершими москитами отравились ящерицы. Ядовитыми ящерицами отравились кошки. Расплодившиеся крысы вызвали вспышку чумы. Большая партия привезенных кошек улучшила положение, но к тому времени стали рушиться дома — после исчезновения ящериц размножились термиты и подточили балки строений.

Первичным источником энергии для круговорота веществ в экосистемах служит солнечный свет. При этом атомы и молекулы могут использоваться многократно, а энергия света должна постоянно поступать от Солнца. Энергия солнечных фотонов в процессе жизнедеятельности экосистемы рассеивается в виде тепла и, согласно второму началу термодинамики, не может быть использована в системе заново (как не может вновь нагреться остывший стакан чая).

Интенсивность фотосинтеза варьирует в широких пределах. Она особенно высока (15-25%) у водорослей, растений, обитающих близ пределов существования растительности — на Крайнем Севере и в горах, а также при малой освещенности мест обитания. Значителен КПД использования света у культурных сортов: у картофеля 5%, свеклы 8%, ячменя 13,5%. В естественных условиях растения усваивают в среднем около 1% солнечной энергии, 90% которой тратят на поддержание жизнедеятельности (в основном на процессы дыхания — биологического окисления) и лишь 10% — на увеличение биомассы. Растительноядные животные на собственный рост и размножение тратят всего около 10% потребляемой энергии. Поедающие их хищники расходуют на увеличение биомассы также около 10% полученной энергии. На каждый следующий уровень переходит около 10% биомассы и энергии, поэтому зеленая биомасса растений способна обеспечить питанием пищевую цепь не более 3-5 уровней, например: растения--кузнечики--лягушки--змеи--совы, водоросли--рачки--салака--треска--тюлень.

Вместе с веществом через экосистему проходит поток энергии, заключенной в его химических связях. Относительное количество передаваемых на каждый следующий трофический уровень веществ и энергии изображают в виде экологической пищевой пирамиды. Согласно правилу пирамиды, 1 т растений кормит 100 кг травоядных животных, 10 кг вторичных консументов и только 1 кг третичных. Для построения 1 кг тела человека требуется 10 кг трески, потребившей 100 кг мелких рыб, съевших 1 т зоопланктона (рачков, инфузорий и пр.), усвоившего 10 т фитопланктона (мелкие водоросли, бактерии). В таких количествах планктон потребляют только усатые киты.

Количество особей на каждом трофическом уровне также составляет пирамиду. На 1 гектар лугов приходится до 10 млн. растений (продуценты), около 1 млн. растительноядных насекомых (первичные консументы), 300 тыс. хищных насекомых (вторичные консументы) и всего 3 птицы.

Правило экологической пирамиды успешно применяется в рыбном хозяйстве. Поскольку до высоких трофических уровней доходит всего 0,1-0,01% энергии биомассы продуцентов, то в искусственных водоемах обычно выращивают рыб, наиболее близких в пищевой цепи к продуцентам. Так, карпов выгоднее выращивать, чем щук, являющихся консументами более высокого порядка: водоросли--зоопланктон--мелкая рыбешка--хищник (окунь)--щука.

Нарушение правила экологической пирамиды в промысловой деятельности чревато серьезными последствиями. В северной Атлантике, Баренцевом и Белом морях прибрежные популяции трески были оставлены без пищи и резко сократились из-за хищнической добычи мойвы, салаки и кильки.

Промышленные и бытовые сточные воды в Ладожском озере и Финском заливе, не опасные для выживания рыбы, привели к гибели значительной части первичных консументов — водных беспозвоночных (ракообразных и микроскопических кольчатых червей). Это значительно увеличило численность продуцентов — одноклеточных водорослей, вызвавших "цветение" воды, особенно сильное в нижнем течении Невы и Невской губе Финского залива. Причиной скопления там сточных вод стали сооружения, защищающие Санкт-Петербург от наводнений. Чрезмерное количество отмирающих продуцентов вызвало накопление илистых отложений, уменьшение содержания кислорода, сокращение количества рыбы и, в конечном счете, деградацию экосистемы.

Продукция экосистем. Важные параметры любой экосистемы — биомасса и ее прирост, т.е. урожай. Самой высокой биомассой обладают тропические дождевые леса, самой низкой — тундры и пустыни. Биомасса тропических лесов составляет 500 т/га, широколиственных лесов умеренной зоны — 300 т/га, пустынь — не более 10 т/га. Среди животных наибольшей биомассой обладают почвенные беспозвоночные — дождевые черви — 300-900 кг/га, биомасса лесных позвоночных в сто раз меньше, чем червей (менее 10 кг/га).

Общая площадь листьев растений в широколиственных лесах умеренной зоны, произрастающих на 1 га почвы, составляет 4-6 га, ежегодный прирост зеленой массы — 5-6 т/га, корней — 3-4 т/га. Общая продукция биомассы лесным массивом составляет, таким образом, 10 т/га.

Биомасса водорослей океана (основу ее составляет фитопланктон) в 10 тыс. раз меньше, чем растений суши, а ее продукция меньше только в 3 раза. При беспрепятственном размножении зеленые водоросли теоретически способны накопиться в количестве, равном массе земной коры, всего за 25 суток (бактерии — за 2 суток, а слоны — за 1300 лет). Биомасса водорослей в океане воспроизводится почти ежедневно, а в широколиственном лесу — каждые 30 лет. Существенно более продолжительный цикл воспроизводства лесной биомассы обусловлен в основном значительной инертной массой древесных стволов. Пирамида биомасс большинства земных экосистем сходна с пирамидой продукции, а пирамида биомасс океана перевернута вверх основанием за счет высокой продуктивности и малой массы планктона.

На океаническом шельфе больше света и питательных веществ, поэтому в прибрежных акваториях биомассы содержится в 5-10 раз больше, чем в открытых морях.

Таким образом, каждая экосистема занимает определенную территорию, обладает конкретным видовым составом, характеризуется трофической структурой и биопродуктивностью.

Скачали данный реферат: Angelina, Моряев, Кедров, Jerast, Юрлов, Дейнеко.
Последние просмотренные рефераты на тему: изложение 6 класс, реферат революция, шпори, новшество.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3