Синэкология

биосферу Земли в целом)
Совокупность всех живых организмов нашей планеты занимает

пространство, именуемое биосферой.
Изучать биосферу, как единый комплекс, чрезвычайно сложно, поэтому принять разделять её на более или менее цельные иерархически связанные звенья (сообщества популяций, биоценозы, биогеоценозы, экосистемы). Рассмотрим свойства этих важных звеньев биосферы.

определённой целостностью ,географическим положением и структурно-функциональными связями.
В каждой экосистеме

устанавливается баланс процессов синтеза и распада органических веществ, который под воздействием меняющихся внешних факторов, который может быть нарушен вследствие природной катастрофы или негативного воздействия антропогенных факторов.

дерева);
2.Мезоэкосистема (пруд, озеро, лесная поляна и т.п.);
3.Макроэкосистема (океан, континент и

т.п.);
4. Мегаэкосистема (биосфера Земли).
Экосистема может быть искусственной (например,жилище,аквариум,космический корабль и т.п.) и естественной.

умеренного пояса, степи умеренной зоны, саванны ,пустыни, влажные тропические леса

(джунгли, сельва и т.п.), горные экосистемы.
Среди морских экосистем выделяют неритические (прибрежные), эстуарные, океанические эпипелагические (приповерхностные) и глубоководные экосистемы.
Наконец, пресноводные экосистемы - это лентические, лотические и заболоченные участки.

структуры к низшим

зелёными растениями – продуцентами ,(как на суше, так и в

гидросфере) кислорода в атмосферу и поглощением из неё диоксида углерода (углекислого газа), при участии солнечной радиации, при этом неорганика переходит в органические соединения:
6СО2 + 12 Н2О + 2821,9 Кдж →хлорофилл→С2Н12О6 + 6Н2О + 6О2

, связанные с окислением серных соединений называются серобактериями , их

называют также хемосинтетиками , в отличие зелёных растений - фотосинтетиков.
Процессы хемосинтеза также осуществляются в несколько этапов. На первом этапе окисляется сероводород и накапливается сера, а в дальнейшем идёт поэтапное окисление серы до серной кислоты , причём водород каждого промежуточного продукта окисляется кислородом. Эти процессы необходимы для накопления энергии , обеспечивающей реакцию образования органического вещества путём хемосинтеза: 6СО2+12Н2S→ (СН2О)+6Н2О +12S.
Вторая группа хемосинтезирующих бактерий - нитрифицирующие бактерии. Они окисляют аммиак (NН3) до оксидов азота с образованием нитритов и нитратов.
Третья группа хемосинтезирующих бактерий окисляет соединения двухвалентного железа в трёхвалентное, с последующим ипользованием выделяющейся энергии на восстановление СО2. Это железобактерии.

энергии первичными продуцентами в форме органического вещества, которое может быть

использовано в пищу, называется первичной продукцией.
Хлорофиллом используется примерно 1-5% падающего на растения солнечного света для синтеза органических веществ.
Скорость, с которой растения накапливают химическую энергию, называется валовой первичной продукцией (ВПП).
Примерно 20% этой энергии расходуется растениями на дыхание и фотодыхание, а остальные 80% - это чистая первичная продукция (ЧПП),это энергия, которую могут использовать организмы следующих трофических уровней.
Общее количество органического вещества, накопленного гетеротрофными организмами, называется вторичной продукцией.
Животные, как и растения, тоже теряют часть энергии при дыхании, пищеварении и выделительных процессах, остаточная энергия идёт на рост, поддержание жизнедеятельности и размножение.

периодической.
Ещё один вид динамики – синоптическая (смена погоды).
В процессе

эволюции, а иногда и в течение небольших временных интервалов, когда биоценоз только начал своё развитие, например, в молодом лесу, новом водоёме или в результате пожара или человеческой деятельности, биоценозы претерпевают в природных условиях непериодические целенаправленные изменения.
Эти непериодические изменения называют экологической сукцессией.

или антропогенных факторов биоценоз существенно изменяется или полностью разрушается. В

таких случаях развивается другой, новый биоценоз, более приспособленный к новым условиям. Цепь сменяющих друг друга во времени биоценозов называется сукцессионным рядом, или серией. В сукцессионом ряду каждый биоценоз представляет собой определённую стадию формирования конечного, завершающего, или так называемого климаксового сообщества.

По мере смены биоценозов сообщества усложняются, совершенствуются связи между популяциями.

Менее приспособленные к новым условиям виды сменяются более приспособленными, до тех пор, пока не появятся виды, которых условия среды полностью устраивают и они уже не замещаются новыми видами.
В результате сообщество становится стабильным, устойчивым, и достигает завершающей стадии - климаксового состояния.

Классическим примером сукцессии является формирование елового леса на брошенных

землях или после лесного пожара.
Первыми на заброшенной пашне из деревьев появляются берёза, осина и ольха, поскольку семена этих деревьев легко разносятся ветром. Таких первопоселенцев называют “пионерами”.
Пионеры, постепенно изменяя среду, создают условия, пригодные для “растений-захватчиков”, вытесняющих пионеров. “Захватчики” в свою очередь изменяют среду и замещаются более приспособленными к новым условиям видами.
Условия, благоприятные для ели, например, создаются только после смыкания крон берёз, то есть примерно через 30-50 лет. Постепенно формируется смешанный лес. Он существует сравнительно недолго, так как светолюбивые берёзы не выносят затенения и под пологом елей молодые берёзы не растут. Устойчивый еловый лес на заброшенной пашне или на пожарище формируется примерно через 80-120 лет после первых всходов берёзы.
Берёза - ольха - осина -ель - являются так называемыми “доминантами”, которых сопровождают много других растений- консортов.

развивается на абсолютно лишённом жизни месте. При первичной сукцессии скорость

изменений невелика. Примерами первичных сукцессий является формирование жизни на вновь появившейся песчаной дюне, на застывшем лавовом потоке, в послеледниковый период, после поднятия из воды островов и т.п.
Вторичная сукцессия развивается на месте, где раньше существовал хорошо развитый биоценоз. В таких местах обычно сохраняются богатые жизненные ресурсы - органика, микроэлементы и т.п. Поэтому вторичные сукцессии приводят к образованию климаксового сообщества значительно быстрее, чем первичные.
В современных условиях вторичные сукцессии происходят повсеместно после пожаров, наводнений, распашки целинных земель, вырубки лесов, осушения болот, строительства плотин, водохранилищ и т.п.

сукцессии изменяется, одни виды замещаются другими (пример: берёза –ольха –осина

-ель).
2. Биомасса органического вещества увеличивается по ходу сукцессии и происходит это вследствие накопления в биотопе разлагающейся в результате жизнедеятельности органики.
3.Видовое разнообразие имеет тенденцию увеличиваться по ходу сукцессии, вследствие того, что по мере роста биомассы растёт число экологических ниш (например, в лесу биомасса растёт за счёт лесной подстилки, гумуса, коры, сухостоя и т.п.). Наиболее интенсивно растёт биомасса гетеротрофов.
4. Продуктивность сообщества на разных стадиях сукцессии различна, постепенно она возрастает до определённого максимума, ограниченного ёмкостью среды.
Сначала органического материала создаётся больше, чем необходимо для жизнедеятельности сообщества, поэтому наблюдается интенсивный рост биомассы. Но затем, по мере роста расходов на дыхание, рост биомассы замедляется и эти процессы уравновешиваются.

веществ:
1-резервный фонд (большая часть медленно движущихся веществ, слабо связанных с

организмами;
2-обменный фонд (меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением).
Биогеохимические круговороты бывают двух основных типов:
1) круговороты газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере, и 2) осадочные циклы с резервным фондом в земной коре.

так и растений. Биоредуценты (микроорганизмы) минерализуют органические соединения из отмершей

органики в фосфаты, которые снова могут использоваться растениями. Много фосфатов со сточными водами попадают в моря и океаны, где пройдя через пищевые цепи погружаются на большие глубины, частично они вновь используются морскими экосистемами благодаря явлению апвеллинга. Частичный возврат фосфатов на сушу происходит с помощью морских птиц (на берегах Перу и близлежащих островов имеются огромные залежи “гуано” - помёта колоссального количества обитающих здесь морских птиц). Кроме того, фосфаты возвращаются на сушу в виде выловленных фосфоросодержащих морских и океанических рыб (ежегодно это около 90 млн.тонн).
Резервуаром, или резервным фондом фосфора, служат горные породы или другие отложения, образовавшиеся в прошлые геологические эпохи. Породы эти постепенно поднимаются, подвергаются эрозии и высвобождают фосфаты, которые вновь поступают в экосистемы.

организмов составляет около 45% от их сухой биомассы.
Первый этап

круговорота углерода - это поглощение углекислого газа из атмосферы в процессе фотосинтеза. Часть поглощённого углерода используется на образование органических веществ с выделением кислорода. При этом часть органических веществ, разлагаясь, расходуется при дыхании, а углекислый газ возвращается в атмосферу.
Второй этап - это использование органических веществ животными и растениями при питании и частичное возвращение углерода в атмосферу при дыхании.
Третий этап - это частичный уход органики животных и растений в почву. Мёртвая органика разлагается с выделением углекислого газа. Кроме того, сами микроорганизмы и корни растений при дыхании выделяют углекислый газ (происходит так называемое “почвенное дыхание”).

высокой кислотности,органика не разлагается полностью, и в почвах накапливается “гумус”,

торф,образуются торфяные болота со слоем торфа до 20 м и более. В океане часть углерода в составе мёртвой органики оседает на дно в виде осадочных пород, например, известняков. То есть происходит замедление круговорота: органические вещества накапливаются в виде ископаемых пород - каменного угля, нефти или сланцев, часть углерода при этом переходит в резервный фонд, из которого высвобождается при разработках полезных ископаемых, природных катастрофах, или вымывается из поднявшихся к поверхности земли или дна океана пород.

человеческой деятельности.
За последние 100 лет баланс в круговороте углерода под

влиянием человека серьёзно нарушился: содержание углекислого газа в атмосфере возросла на 13%.
Главная причина - сжигание огромного количества горючих углеродосодержащих ископаемых (нефти, газа, угля и др.),в которых углерод накапливался в течение миллионов лет.
В норме содержание СО2 в атмосфере - 0,032%. по прогнозам, при увеличении его содержания вдвое, то есть до 0,064%, средняя температура на поверхности Земли повысится на 3-4 градуса С. при нагреве воды ещё более увеличится ее способность растворять углекислый газ, в результате ввиду “парникового эффекта” - растают вечные льды и уровень океана поднимется на 50-60 м. Вода затопит ряд стран целиком, все приморские территории, города и порты.
Это произойдёт уже в середине ХХ1 века, если антропогенное поступление углекислого газа в атмосферу существенно не уменьшится.