Энергетические соотношения в экосистемах (экологические эффективности)
Соотношения B/R (биомасса к дыханию) и P/R (продуктивность к дыханию)[8]. Первое соотношение (B/R) показывает необходимое количество энергии, затрачиваемой на поддержание существующей биомассы. В случае, если сообщество находится в критических условиях, данное соотношение уменьшается, так как необходимо затратить больше энергии на поддержание той же биомассы. Обычно в таких ситуациях биомасса также уменьшается. Второе соотношение, величина (P/R), характеризует эффективность затрачиваемой энергии (дыхания) на производство биомассы (продуктивность). Такое соотношение можно наблюдать в популяции мелких млекопитающих (к примеру, грызунов).
График изменения соотношения P/B в экосистемах (по А. К. Бродскому, 2002)
Соотношения A/I (ассимилированная энергия к поступившей) и P/A (продуктивность к ассимилированной энергии)[8]. Первое (A/I) называется эффективностью ассимиляции, а второе (P/A) — эффективностью роста тканей. Эффективность ассимиляции обычно варьирует от 1-4 % для растений и до 20-60 % для животных, для которых всё определяется качеством пищи: травоядные обычно усваивают не более 10-15 % поступившей энергии (но этот показатель может достигать и 80 % при поедании семян и плодов). Хищники, наоборот, могут ассимилировать до 60-90 %. Эффективность роста тканей в большой степени зависит таже и от коэффициента P/R и изменяется в довольно больших пределах. Поэтому, как и P/R, эффективность роста тканей обычно достигает максимальных значений в популяциях малых организмов, в условиях, где не требуется больших затрат на поддержание гомеостаза.
Соотношение P/B (суммарная продуктивность сообщества к его биомассе) является важной характеристикой зрелости сообщества[8]. Коэффициент P/B безразмерен и может рассчитываться как продукция за определённый промежуток времени к средней за этот промежуток биомассе, или в конкретный момент времени как продуктивность в этот момент к существующей биомассе. Это соотношение обычно намного больше единицы в молодых сообществах, но с ростом числа видов и приближением к климаксному сообществу этот коэффициент стремится к единице.
Трофический уровень — это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания. К одному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней.
-
Содержание
- Антропогенные экосистемы: агроэкосистемы и урбоэкосистемы. Отличия их от естественных биоценозов.
- Биогеохимические функции живого вещества: газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная, биохимическая, деструктивная. Функциональная целостность биосферы.
- Биоразнообразие. Причины исчезновения биоценозов. Ресурсный и системный подход в организации охраны экосистем. Формы охраны экосистем. Красная книга, её цели и задачи.
- Глобальные экологические проблемы современности: демографическая проблема, изменение климата (парниковый эффект, озоновый экран), энергетическая проблема и др.
- Жизненные стратегии популяции по л.Г. Раменскому: виоленты, патиенты, эксплеренты; по Пиянко: k- и г-стратегии; по Грайму.
- Концепция устойчивого развития. Концепция перехода России к устойчивому развитию.
- Кривые роста. Экспоненциальная и логистическая модели роста популяции, «плотность насыщения», как показатель ёмкости среды.
- Круговорот воды. Особенности физико-химических свойств воды и её биологическое значение. Пути перемещения воды, вода в биосфере, круговорот воды в экосистеме. Поток энергии.
- Круговорот фосфора. Геологическая роль фосфора. Фосфор как лимитирующий фактор. Роль грибов в круговороте фосфора. Последствия антропогенного нарушения круговорота фосфора.
- Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Формы международного сотрудничества. Наиболее известные союзы и программы. Международные природоохранные организации.
- Продуктивность экосистем
- Энергетические соотношения в экосистемах (экологические эффективности)
- Основные этапы использования вещества и энергии в экосистемах. Трофические уровни. Потеря энергии при переходе с одного трофического уровня на другой.
- Основные этапы развития биосферы. Эволюция биосферы.
- Основные этапы развития экологии. Причины экологизации науки и практических сфер деятельности. Дискуссия о предмете и объекте современной экологии. Экология как междисциплинарная область знаний.
- Особо охраняемые территории, объекты, заповедники, заказники, национальные парки, памятники природы. Охрана природы в рмэ.
- Пищевые цепи и сети в океанических экосистемах.
- Преднамеренное и непреднамеренное, прямое и косвенное воздействие человека на природу. Ограниченность ресурсов и загрязнение среды как фактор, лимитирующий развитие человечества.
- Связь экологии с социальными процессами. Значение экологического образования и воспитания. Необходимость формирования правовых и этических норм отношения человека и природы.
- Соотношение понятий экосистема, биогеоценоз, биоценоз. Подходы и методы изучения экосистем. Типы и классификация сообществ и экосистем.
- Составные компоненты биогеоценоза и основные факторы, обеспечивающие его существование. Функциональные группы организмов в сообществе: продуценты, редуценты, консументы и депонированное вещество.
- Структура популяций: возрастная, половая, пространственная. Характер пространственного размещения особей: случайное, групповое, равномерное. Механизмы поддержания пространственной структуры.
- Сукцессия – смена сообществ во времени. Типы и механизмы сукцессии. Концепция климакса.
- Учение о биосфере. Понятие о биосфере, границы биосферы. Истоки учения в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере.
- Фундаментальные свойства живых систем. Уровни биологической организации: клеточный, организменный, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный.
- Экологические пирамиды: численности, биомассы, энергии. Примеры экологических пирамид в наземных и морских экосистемах.
- Экономическая и эстетическая причины, побуждающие охранять природу. Переход от антропоцентризма и биоцентризму.