*

Модель живой системы

*взаимозависимость,

* разнообразие,

*самовосстанавливаемость,

*приспособляемость,

*непредсказуемость,

*предельность

Уровни организации живых систем

*молекулярный (генный) уровень ;

*клеточный уровень;

*тканевый уровень;

*органный уровень;

*организменный уровень;

*популяционно-видовой уровень;

*биоценотический;

*биогеоценотический (экосистемный) уровень;

*биосферный уровень.

А. Тенсли Экологическая

система –

взаимосвязанная,

единая

функциональная

совокупность живых

организмов и среды

обитания

1935 г.

Биоценоз.

Растения Животные

Микроорганизмы

Биотоп.

Атмосфера

Гидросфера Литосфера

Биогеоценоз.

Растения Животные

Микроорганизмы

Вещество, энергия, информация

Атмосфера

Литосфера Гидросфера

Сукачев Владимир Николаевич

Основоположник биогеоценологии – ввел понятие "биогеоценоз" в 1940 г.

Биогеоценоз –

природные

экосистемы

*

* совокупность живых и неживых компонентов;

* в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

* экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени.

Структура экосистемы.

*

Неживые компоненты

* Неорганические вещества

* Органические соединения

* климатический режим

Живые Компоненты (Биомасса)

* продуценты

* консументы

* редуценты (деструкторы, декомпозиторы)

**1. Эмерджентность

*2. Биоразнообразие.

*3. Устойчивость динамической системы и ее способность к самосохранению

*4. Гомеостаз

*5. Принцип неравновесности

*6. Равновесие

*7. Живучесть

*

*

По продуктивности:

*Автотрофные

*Гетеротрофные

По размеру:

*микроэкосистемы

*мезоэкосистемы (лес)

*макроэкосистемы (континенты, океаны)

*глобальная экосистема (биосфера)

Экосистемы разделяются

По источникам энергии, обеспечивающей жизнедеятельность: *автотрофные (используют энергию Солнца или химической реакции) *гетеротрофные (энергия берется из пищи (химическая), созданных человеком энергетических установок)

Экосистемы разделяются

* Наземные

* Пресноводные

* Морские

Классификация природных экосистем

*

Б. Небелу, 1993

Экосистемы

Наземные

Тундра

Бореальные хвойные леса(тайга)

Листопадные леса умеренной зоны

Степи умеренной зоны

Чапарраль

Тропический грасленд и саванны

Пустыни травянистая и кустарниковая

Полувечнозеленые сезонные тропические леса

Вечнозеленые тропические леса

Пресноводные

Лотические

Лентические

Заболоченные угодья

Морские

Открытый океан

Область континентального шельфа

Апвеллинга

Эстуарии, лиманы, устья рек, бухты, и тд

Глубоководная рифтовая зона

В. А. Вронский, 1997

*

*

три среды обитания специализированные:

водную толщу –

обитают планктонные организмы

(фитопланктон, зоопланктон и

бактериопланктон);

донные отложения – функционируют

бентосные сообщества (бентос);

поверхность различных субстратов (камни,

подводные части растений, затопленные

деревья, железобетонные конструкции,

трубы и пр.) заселяется перифитоном.

Экологическая зональность морских экосистем

(Христофорова, 2000)

Зоны Место обитания Характеристика, м

Толща

воды(пелагиа

ль)

Эпипелагиаль

Мезапелагиаль

Глубоководная зона

0 – 200 от поверхности воды

200–1000

глубже 1000

Прибрежные

зоны и

морское

дно(бенталь)

Супралитораль

Литораль

Сублитораль

Батиаль

Абиссаль

Ультраабиссаль

Верхняя приливная зона

Приливно-отливная зона

Материковая отмель (до 200)

Континентальный склон 200–3 000

Океаническое ложе 3 000–6 000

максимальные глубины более 6 000

открытый океан

область континентального шельфа

Районы апвеллинга

Эстуарии – прибрежные области смешивания речных вод с морскими

Глубоководная рифтовая

зона океана

*

Типизация пресноводных экосистем

Типы Прозрачн

ость, м

Продукция,

мг/мл

Бактерии,

млн клеток/мл

Олиготрофные 4–20 4–40 0,5

Мезотрофные 1–4 40–150 0,5–2

Евтрофные 0,3–1 150–600 2–15

Гиперевтрофные 0,15–0,3 более 600 более 15

Дистрофные 2–4 10–20 1,5–2

*

Тундра: арктическая и альпийская

Бореальные хвойные леса (тайга)

Степи умеренной зоны

Чапарраль

Манзанитовый чапараль в Национальном резервате Кливленд. Калифорния, Сан-Диего.

Умбелулария Uumbellularia californica – крупное дерево из сем. Лавровых, листья которого пахнут лавровым деревом.

Тропические злаковники

(грасленд) и саванна

Пустыня: травянистая

и кустарниковая

Полувечнозеленый сезонный

(листопадный) тропический лес

Вечнозеленые тропические

дождевые леса

*

Биом –это совокупность экосистем со сходным типом растительности,

расположенных в одной природно-климатической зоне.

Помимо основных типов природных экосистем (биомов) различают

переходные типы — экотоны.

Экотон – граница между экосистемами (биогеоценозами). Экотон всегда

отличается более высоким видовым разнообразием и плотностью популяций

по отношению к центральной части биогеоценоза.

Закономерности действия экологических факторов

Влияние факторов на живые организмы характеризуется некоторыми количественными и качественными закономерностями

**Закон Минимума

*Закон Толерантности

*Обобщающая концепция

лимитирующих факторов

*Закон конкурентного

исключения

*Основной закон Экологии

*

Закон минимума

Ю. Либих (1840 г.)

Жизненные возможности организма зависят от фактора, находящегося в минимуме

(несмотря на то, что другие факторы могут присутствовать в избытке и не использоваться в полной мере)

Лимитирующий (ограничивающий) фактор

Это фактор, сдерживающий развитие организма из-за его недостатка или избытка по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием)

Закон толерантности

В. Шелфорд (1913 г.)

Определять жизнеспособность организма может как недостаток, так и избыток экологического фактора

Диапазон между минимумом и максимумом фактора определяет величину толерантности к данному фактору

Толерантность - способность организма выносить отклонения значений экологических факторов от оптимальных для себя

1 – стенобионтные виды,

2 – эврибионтные виды.

*

*

*закон толерантности: отсутствие или

невозможность процветания

определяется недостатком или

избытком любого фактора, уровень

которого может оказаться близким к

пределам устойчивости или

выносливости, т.е. к пределам

толерантности.

*

*Принцип Г.Ф. Гаузе: два вида

не могут занимать одну

экологическую нишу, один вид

вытесняет другой.

Экологическая ниша

*

*

*Принцип В.Олли - закон,

согласно которому скопление

особей, усиливает конкуренцию

между ними за пищевые ресурсы

и жизненное пространство, но

приводит к повышенной

способности группы к выживанию.

Адаптация

процесс приспособления организма к определенным условиям окружающей среды

• Поведенческая адаптация (затаивание у жертв, выслеживание добычи у хищников)

• Физиологическая адаптация (зимовка, миграция)

• Морфологическая адаптация (изменение жизненных форм растений и животных)

Сообщества изменяются во времени.

*

Развиваются не только организмы и

виды, но и экосистемы

*Сукцессия (от лат. successio —

преемственность, наследование),

последовательная смена одних

фитоценозов (биоценозов,

биогеоценозов) другими на

определённом участке среды.

*Первичные сукцессии.

*Вторичные сукцессии.

Виды экологических сукцессий

1. По характеру биотопа

2. По заключительной стадии

• Прогрессивные • Регрессивные

3. По причинам, вызывающим сукцессию • Экзогенные сукцессии – связаны с действием внешних факторов

a) Климатические b) Почвенные. c) Геологические d) Антропогенные.

• Эндогенные сукцессии – связаны с внутренними процессами экосистемы

Примеры экологических сукцессий

Ельник черничник

(возраст 100-120 лет)

Рубка Вырубка

злаковая

Вырубка с порослью и всходами

лиственных пород

Молодой лиственный лес со

всходами хвойных пород

Спелый лиственный лес с

подростом хвойных

Хвойный лес

Олиготрофный

водоем

Внесение в воду

фосфатов и нитратов

органического

происхождения

Эвтрофный

водоем

Бурное

развитие

водорослей

Болото Луг Лес

Пример сукцессии в водной экосистеме

*Сукцессия: «захват»

территории древесной

растительностью.

*

*Закон совокупности (совместного)

действия природных факторов –

величина урожая (благополучие вида,

популяции, организма) зависит не от

отдельного, пусть даже лимитирующего,

фактора, но от всей совокупности

экологических факторов одновременно.

(Э. Митчерлих, А. Тинеман, Б. Бауле, 1911 г.)

*

* Барри Коммонер (1917) — американский

биолог и эколог.

1. Всё связано со всем

2. Всё должно куда-то деваться

3. Природа знает лучше

4. Ничто не даётся даром