Презентация на тему "ЭКОСИСТЕМНЫЙ УРОВЕНЬ"

Содержание

• 
  Слайд 1

  ЭКОСИСТЕМНЫЙ УРОВЕНЬ

  СООБЩЕСТВО, ЭКОСИСТЕМА, БИОГЕОЦЕНОЗ

• 
  Слайд 2

  СООБЩЕСТВО = биоценоз

  это совокупность живых организмов, длительное время сосуществующих в определенном пространстве и представляющих собой экологическое единство. Все виды сообщества обеспечивают друг друга пищей, укрытиями, защитой, условиями для размножения и прочим. Сообщества складываются не случайно. В сходных условиях формируются похожие сообщества (озера средней полосы) Термин  «биоценоз»  был  предложен  в1877  г.  немецким  гидробиологом  К.Мебиусом. Примеры: биоценоз норы, ручья, болотной кочки, ковыльной степи

• 
  Слайд 3

  Границы биоценозов

  Границы биоценоза на суше определяются: на суше относительно однородным участком растительности в водной среде — экологическими подразделениями частей водоемов (абиссальные и пелагические биоценозы и др). Границы сообществ очень редко бывают четкими. Как правило, образуются обширные пограничные зоны, отличающиеся особыми условиями – экотоны «Правило экотона», или краевого эффекта, состоит в том, что на стыках биоценозов увеличивается число видов и особей в них (пример – опушка леса).

• 
  Слайд 4

  Экосистема

  Это сообщество живых организмов вместе с физической средой их обитания, объединенные обменом веществ и энергии в единый комплекс. Примеры: пруд – обитатели, вода, дно, атмосферный воздух, контактирующий с поверхностью пруда, солнечная радиация. Энергия и вещества заимствуются из неживой природы и возвращаются в неё, формируя биогеохимические циклы. Экосистема – это очень широкое понятие

• 
  Слайд 5

  БИОГЕОЦЕНОЗ

  элементарная природная экосистема на как составная часть природного ландшафта Экотоп – однородный в экологическом отношении участвок территории или акватории, занятый одним биоценозом Биоценоз – совокупность живых организмов, населяющих экотоп

• 
  Слайд 6

  Элементы биоценоза

• 
  Слайд 7

  Классификация экосистем

  Основана на доминирующем растительном сообществе с учетом климатических (зональных) признаков: Тундра моховая Лес еловый Степь ковыльная Болото сфагновое Экосистемы не имеют четких физических границ и постепенно переходят друг в друга при смене природных условий. Все природные экосистемы формируют глобальную ЭС – БИОСФЕРУ (Вернадский – «учение о биосфере)

• 
  Слайд 8

  Состав и структура сообществ

  Экосистемный уровень

• 
  Слайд 9

  Структуры сообщества

  Видовая – многообразие видов, входящих в структуру сообщества Пространственная: Горизонтальная - расчлененность в горизонтальном направлении Вертикальная - вертикальное расслоения биоценозов на разновысокие части Морфологическая – совокупность жизненных форм живых организмов, входящих в структуру сообщества Трофическая – соотношение живых организмов по их участию в биологическом круговороте веществ

• 
  Слайд 10

  Видовая структура сообществ

  Видовая структура биоценоза характеризуется: видовым разнообразием количественным соотношением видов. Виды, которые преобладают по численности, называют доминантными. Они занимают господствующее положение в биоценозе. Обычно наземные биоценозы называют по доминирующим видам: лиственничный лес, сфагновое болото, ковыльно-типчаковая степь. Виды, живущие за счет доминантов, называют предоминантами. Например, в дубовом лесу предоминантами являются кормящиеся за счет дуба насекомые, сойки, мышевидные грызуны. Виды, создающие условия для жизни других видов данного биоценоза называют эдификаторами. Как правило, это растения. О состоянии биоценозов судят по редким видам, которые наиболее требовательны к экологическим факторам в данной экосистеме.

• 
  Слайд 11

  Пространственная структура сообщества

  Пространственная структура биоценоза включает структуры: Вертикальную (ярусность) Горизонтальную (мозаичность)

• 
  Слайд 12

  Ярусность

  Ярусность — это явление вертикального расслоения биоценозов на разновысокие части. Четко определяется ярусное строение в фитоценозах. Ярусно располагаются и подземные части растений: в поверхностных слоях почвы корней значительно больше, чем в глубинных. Растения каждого яруса и обусловленный ими микроклимат способствуют образованию определенной ярусности фауны — от насекомых, птиц до млекопитающих. Следовательно, ярусы в биоценозе различаются не только высотой, но и составом организмов, их экологией и той ролью, которую они играют в жизни всего сообщества. ярус — это часть слоя  в сообществе,  образованная функционально различными органами растений и сопряженные с нею консументы и редуценты.

• 
  Слайд 13
  

  1-й ярус — это деревья первой величины (дуб, ель, сосна, береза, осина); 2-й — деревья второй величины (рябина, черемуха, яблоня, груша); 3-й — подлесок из кустарников (лещина, бересклет, шиповник, жимолость, крушина); 4-й — подлесок из высоких кустарничков и крупных трав (багульник, голубика, вереск, аконит, иван-чай); 5-й — низкие кустарнички и мелкие травы (клюква, кислица); 6-й — мхи, напочвенные лишайники.

• 
  Слайд 14

  Мозаичность

  Мозаичность - расчлененность в горизонтальном направлении, свойственна почти всем фитоценозам. Мозаичность обусловлена неоднородностью микрорельефа почв, биологическими особенностями растений. Мозаичность может возникнуть в результате деятельностичеловека (выборочная рубка, кострища) или животных (выбросыпочвы и их последующее зарастание, образование муравейников,вытаптывание травостоя копытными). В горизонтальной структуребиоценоза выделяют синузии — обособленные части фитоценоза,характеризующиеся определенным видовым составом и эколого-биологическим единством входящих в нее видов. Например, синузия сосны

• 
  Слайд 15

  Синузии

  Синузия орляка обыкновенного (третий травянистый ярус)

• 
  Слайд 16

  Морфологическая структура сообщества

  Это набор жизненных форм живых организмов в структуре сообщества Жизненная форма (биоморфа) – это тип внешнего строения живого организма как результат его приспособления к условиям местообитания Жизненные формы растений: деревья, кустарники, травы Жизненные формы животных: бегающие, плавающие, летающие Жизненные формы водных организмов: планктон и бентос

• 
  Слайд 17

  Жизненные формы

  Общий вид организма, определяющий ту или иную жизненную форму, является результатом адаптации в процессе эволюции к определенным аспектам окружающей среды. Понятие «жизненная форма» определил в 1884 г. при исследовании растительности датский ботаник Й. Варминг: форма, в которой вегетативное тело растения находится в гармонии с внешней средой в течение всей жизни. Начало изучению жизненных форм положил немецкий естествоиспытатель А. Гумбольдт. Он установил 19 растительных форм, которые характеризуют ландшафты: деревья, кустарники, травы, лианы и т.д. В основу классификации животных по жизненным формам могут быть положены разные критерии: способы добывания пищи и ее особенности, степень активности, приуроченность к определенному ландшафту и т.д. Например, среди морских животных по способу добывания пищи и ее особенностям можно выделить такие группы, как растительноядные, хищные, трупоеды, детритоядные (фильтраторы и грунтоеды), по степени активности — плавающие, ползающие, сидячие, летающие.

• 
  Слайд 18

  Жизненные формы растений

  Особенно широко распространена система жизненных форм, разработанная датским экологом и геоботаником К. Раункиером в 1905 г. 1-3 — фанерофиты; 4, 5- хамефиты; 6, 7- гемикриптофиты; 8-11 — криптофиты; 12 — семя с зародышем; 13 — терофит Она основана на положении почек возобновления (верхушек побегов) по отношению к поверхности почвы в неблагоприятных условиях (зимой или в засушливый период). 

• 
  Слайд 19

  Трофическая структура сообществ

  По участию в биологическом круговороте веществ в биоценозе различают три группы организмов: продуценты, консументы, редуценты

• 
  Слайд 20

  ПРОДУЦЕНТЫ

  Продуценты — автотрофные организмы — синтезируют органические соединения с помощью солнечного света из С02 и Н20, а также минеральных веществ, преобразуя при этом световую энергию в химическую. Биомасса органического вещества, синтезированного в ходе фотосинтеза автотрофами, называется первичной продукцией, а скорость ее формирования — биологической продуктивностью экосистем. Продуктивность выражается количеством биомассы, синтезируемой за единицу времени (или энергетическим эквивалентом), либо в единицах энергии (Дж/м2 за сутки), либо в единицах сухого органического вещества (кг/1 га за сутки). Накопленная в виде биомассы организмов-автотрофов чистая первичная продукция служит источником питания для представителей следующих групп организмов.

• 
  Слайд 21

  КОНСУМЕНТЫ

  Консументы ~ гетеротрофные организмы (животные организмы) — являются непосредственными потребителями первичной продукции: они питаются готовым органическим веществом растений или животных. Консументы частично используют пищу для обеспечения жизненных процессов, а частично строят на ее основе собственное тело, осуществляя таким образом первый, важный этап трансформации органического вещества, синтезированного продуцентами. При этом консументы выделяют в окружающую среду отходы, образующиеся в процессе их жизнедеятельности. Процесс создания и накопления биомассы на уровне консуменгов обозначается как вторичная продукция..

• 
  Слайд 22

  РЕДУЦЕНТЫ

  Редуценты, или деструкторы (бактерии, грибы), полностью разлагают все растительные и животные остатки до неорганических составляющих, которые потребляются продуцентами, тем самым замыкая путь обмена веществ, и снова могут быть вовлечены в круговорот веществ.

• 
  Слайд 23

  ЦЕПИ ПИТАНИЯ

  В процессе круговорота веществ энергия, содержащаяся в одних организмах, потребляется другими организмами. Перенос энергии и пищи от ее источника — автотрофов (продуцентов) через ряд организмов происходит по пищевой цепи путем поедания одних организмов другими.   Пищевая цепь — это ряд видов или их групп, каждое предыдущее звено в котором служит пищей для следующего. Число звеньев в ней может быть различным, но обычно их бывает 3 — 5.

• 
  Слайд 24

  ТИПЫ ЦЕПЕЙ ПИТАНИЯ

  ПАСТБИЩНАЯ ЦЕПЬ ВЫЕДАНИЯ начинается с зеленого растения  и  идет далее к пасущимся растительноядным животным   и  к  хищникам ДЕТРИТНАЯ ЦЕПЬ РАЗЛОЖЕНИЯ от мертвого органического вещества идет к микроорганизмам, а затем кдетритофагам (организмам, поедающим детрит) и хищникам. «дождь трупов»

• 
  Слайд 25

  Пищевая сеть

  Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетаются друг с другом, образуя так называемые пищевые сети. Пищевая сеть — условное образное обозначение трофических взаимоотношений консументов, продуцентов и редуцентов в сообществе.

• 
  Слайд 26

  Трофический уровень

  Трофический уровень — совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца и химических реакций (от автотрофов) через одинаковое число посредников трофической цепи, т.е. занимающих определенное положение в общей цепи питания.  Первый трофический уровень (I) занимают автотрофы —зеленые растения (продуценты),  второй (II) — травоядные (консументы первого порядка),  третий (III) — первичные хищники,поедающие травоядных животных (консументы второго порядка),  четвертый (IV) — вторичные хищники (консументы третьего порядка), питающиеся более слабыми хищниками. Эта трофическая классификация относится к функциям, но не к видам как таковым. Группа особей одного вида может занимать один или несколько трофических уровней, исходя из того, какие источники пищи она использует

• 
  Слайд 27

  Потоки вещества и энергии в экосистемах

  Правило Линдемана только часть (примерно 10%) энергии, поступившей на определенный системный уровень, передаётся организмам, находящимся на более высоких уровнях. Например, растения могут усваивать при фотосинтезе до 1% солнечной энергии. В свою очередь, растительноядные  животные потребляют около до 10%  энергии растений (или:  до 90% энергии, накопленной растениями, просто  теряется). Хищники, питаясь  растительноядными животными,  получают 10%  энергии,  содержащихся в биомассе всего ими съеденного. 

• 
  Слайд 28
  
• 
  Слайд 29

  Пирамиды численности

  Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. В экологии пирамида численностей используется редко, так как из-за большого количества особей на каждом трофическом уровне очень трудно отобразить структуру биоценоза в одном масштабе. Перевернутая пирамида чисел. Это можно наблюдать в лесу, где на одном дереве живут насекомые, которыми питаются насекомоядные птицы. Таким образом, численность продуцентов меньше, нежели консументов.

• 
  Слайд 30

  Пирамида биомасс

  Пирамида биомасс - соотношение между продуцентами и консументами, выраженное в их массе (общем сухом весе, энергосодержании или другой мере общего живого вещества).  Обращенная (перевернутая) пирамида биомасс - биомасса продуцентов оказывается меньше, чем консументов, а иногда и редуцентов, и в основании пирамиды находятся не растения, а животные. Это касается в основном водных экосистем. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса его в данный момент может быть меньше, чем у зоопланктона и конечного потребителя-консумента (киты, крупные рыбы, моллюски).

• 
  Слайд 31

  Пирамида энергии

  Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь.  Общая закономерность процесса передачи энергии такова: через верхние трофические уровни энергии проходит значительно меньше, чем через нижние. Вот почему большие хищные животные всегда редки, и нет хищников, которые питались бы, к примеру, волками. В таком случае они просто не прокормились бы, настолько волки немногочисленны.

• 
  Слайд 32

  Продукция экосистемы

  Продуктивность экосистемы тесно связанна с потоком энергии, проходящим через нее. В каждой экосистеме только часть поступающей энергии накопляется в виде органических соединений. Скорость ассимиляции энергии называется продукцией Величина продукции, отношение к единице площади экосистемы называется продуктивностью.

• 
  Слайд 33

  Первичная продуктивность

  Первичная продуктивность (Р) экосистемы определяется как скорость, с которой лучистая энергия усваивается продуцентами в процессе фото- и хемосинтеза накапливаясь в виде органических веществ, количество ее выражают в сырой или сухой фазе растений или энергетических единицах (ккал, Дж). В создании первичной биологической продукции определяющую роль играют возможности фотосинтетического аппарата растений.

• 
  Слайд 34

  Вторичная продуктивность

  Вторичная продуктивность – накопление энергии на уровне консументов т.к. консументы используют ранее созданные питательные вещества часть из них расходуется на дыхание, а остальная часть на формирование тканей и органов (вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого проживающего уровня, т. к прирост массы для каждого из них происходит за счет энергии, поступающие предыдущем.

• 
  Слайд 35

  Экологическая сукцессия

  Это последовательная смена одних сообществ другими, свойственна любому сообществу, не зависит от его видового состава или географического местоположения

• 
  Слайд 36

  Равновесие и сукцессия

  Если первичная продукция эквивалентна энергии, требуемой на поддержание остальных уровней консументов, то общая биомасса в такой системе остается постоянной, а сама система неизменной – РАВНОВЕСНОЙ. Отсутствие равновесия приводит к сукцессии. Сукцессия всегда направлена в сторону равновесного состояния.

• 
  Слайд 37

  ТИПЫ РАВНОВЕСИЯ ЭКОСИСТЕМ

  Замкнутые экосистемы– дополнительная биомасса не поступает, вся продукция расходуется на поддержание жизни. Равновесие: расходы на поддержание жизни = собственной продукции экосистемы Открытые экосистемы текучей воды – органическое вещество возникает внутри экосистемы и приносится извне. Равновесие: расходы на поддержание жизни = собственной продукции экосистемы + биомасса привнесённого вещества Открытые сельскохозяйственные экосистемы – органическое вещество изымается (с урожаем) Равновесие: расходы на поддержание жизни = собственной продукции экосистемы - биомасса изъятого вещества

• 
  Слайд 38

  Стадии сукцессий

  Первичная – сукцессия на лишенном жизни месте (лишайники на камнях) Вторичная – развитие на месте сформировавшегося ранее сообщества (развитие экосистемы на брошенной пашне) Скорость вторичной сукцессии многократно превышает скорость первичной

• 
  Слайд 39

  Свойства сукцессий

  Виды растений и животных в процессе сукцессии непрерывно сменяются. Сукцессия сопровождается повышением видового разнообразия В ходе сукцессии биомасса возрастает В ходе сукцессии скорость прироста биомассы постепенно снижается

• 
  Слайд 40

  Длительность сукцессии

• 
  Слайд 41

  Значение сукцессий

  Равновесное сообщество устойчиво к смене факторов окружающей среды Развивающееся сообщество уязвимо, но НА ПЕРВЫХ СТАДИЯХ СУКЦЕССИИ ОНО ПРОИЗВОДИТ ГОРАЗДО БОЛЬШЕ БИОМАССЫ Пример: первая стадия – зарастание пахоты пшеницей, вторая – сорняками, третья – кустарниками. Поддержание первой стадии дает максимальный прирост полезной биомассы