Екосистеми та їх функціонування

ЕКОСИСТЕМИ ТА ЇХ ФУНКЦІОНУВАННЯТема уроку9 клас

Основні поняття й ключові терміни: Ланцюги живлення. Правило екологічної піраміди. Колообіг речовин і потік енергії

Поміркуйте!Що пов’язує ці організми між собою?

Які зв’язки є визначальнимиу функціонуванні екосистеми?Всередині екосистеми обмін речовин, енергії та інформації здійснюється завдяки діяльності:пов’язаних між собою харчовими зв’язками.продуцентівконсументів редуцентів

Наприклад. Листя дерев у лісі споживає гусінь, Гусінь поїдають синиці, На синиць полює яструб. Така послідовність називається ланцюгом живлення, а кожна його ланка – трофічним рівнем

Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) – це послідовний ряд живих організмів, пов’язаних харчовими зв’язками, який відображає передачу речовини та енергії в екосистемі. Термін «ланцюг живлення» запропонував Чарльз Елтон у 1934 р. Чарлз Сазерленд Елтон —відомий британський еколог та зоолог. У 1927 р. Ч. Елтон випустив перший підручник-монографію з екології

Першою ланкою більшості ланцюгів живлення є продуценти, якими є автотрофні організми. Наступні ланки трофічних ланцюгів займають гетеротрофні консументи: рослиноїдні, м’ясоїдні та всеїдні тварини. Рештки організмів ще містять органічні речовини й енергію, тому можуть бути використані редуцентами. Це сапротрофні бактерії, гриби й тварини. Функціональними компонентами екосистем є продуценти, консументи й редуценти.

За джерелом надходженняенергії до консументів ланцюги живлення поділяють на: Пасовищні,Детритні,або ланцюги виїдання – це ряд організмів, який починається із зелених рослин (наприклад, трава – зелений коник – ящірка – яструб)або ланцюги розщеплення - це ряд організмів, що починається з мертвої органічної речовини (наприклад, опале листя – дощовий черв’як – кріт – лисиця).

Переплітаючись, ланцюги живлення формують мережу живлення (трофічну мережу). Трофічна мережа. У будь-якій екосистемі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а взаємопереплетені

Які основні закономірності функціонування екосистем?ФУНКЦІОНУВАННЯ ЕКОСИСТЕМ – сукупність процесів, що забезпечують діяльність, існування та розвиток екосистеми в часі. Основними закономірностями функціонування екосистем є такі:1. Правило екологічної піраміди2. Закон односпрямованості потоку енергії3. Закон внутрішньої динамічної рівноваги

1. Правило екологічної піраміди Правило екологічної піраміди (або закон піраміди енергії Ліндемана (1942), правило «10 %») – екологічна ефективність кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша попередньої внаслідок втрат енергії на кожному трофічному рівні. Реймонд Ліндеман, американський еколог

ЕКОЛОГІЧНА ПІРАМІДА – це графічне відображення трофічної структури ланцюга живлення. Залежно від показника, покладеного в основу, є різні види екологічних пірамід: • піраміда чисел – відображає кількість особин у кожному рівні ланцюга живлення; може бути оберненою; • піраміда біомаси – кількість органічної речовини; лише прямого типу; • піраміда енергії – кількість енергії в їжі; лише прямого типу. Графічно це правило можна зобразити у вигляді піраміди, складеної з окремих блоків.

2. Закон односпрямованості потоку енергіїЗакон односпрямованості потоку енергії – енергія, що її отримує екосистема, передається в одному напрямку:від продуцентівдо консументів та редуцентів.

Оскільки із зворотним потоком (від редуцентів до продуцентів) надходить мізерна кількість від вихідної енергії (не більш ніж 0,25  %), говорити про колообіг енергії не можна. Ця закономірність ілюструє другий закон термодинаміки: будь-який вид енергії врешті-решт перетворюється в теплоту.

3. Закон внутрішньої динамічної рівноваги. Закон внутрішньої динамічної рівноваги – речовина, енергія, інформація та процеси, що їх пов’язують, перебувають у тісному взаємозв’язку. Зміна одного з показників неминуче призводить до змін інших за умови збереження фундаментальних властивостей – саморегуляції, самооновлення та самовідтворення.

Що є основною умовою функціонування екосистем?Колообіг речовин і потік енергії в екосистемі – це перенесення речовин та енергії в екосистемі, що здійснюється за участі продуцентів, консументів та редуцентів.

Джерелом енергії для переважної більшості екосистем нашої планети є Сонце. Енергію сонця поглинають зелені рослини і «зв’язують» у органічні речовини, які утворюються в процесах фотосинтезу. Далі ця зв’язана Сонячна енергія у вигляді зеленої органічної маси (первинна продукція) поїдається рослиноїдними тваринами. Рослиноїдні тварини, в свою чергу, слугують поживою для хижаків.

У колообігу речовин бере участь величезна кількість хімічних елементів і сполук, але найважливішими з них є колообіг: Води Оксигену. Вуглекислого газу. Колообіг речовин в екосистемі має циклічний характер. Поживні елементи і сполуки, що надходять до організмів з абіотичної частини, врешті-решт до нього й повертаються у вигляді решток чи продуктів життєдіяльності живих істот.

Енергія Сонця надходить до організмів, які перетворюють її у хімічну, механічну, світлову, і при цьому перетворення одного виду енергії в інший, згідно з другим законом термодинаміки, супроводжується втратами у вигляді теплоти. Врешті-решт вся енергія, що надійшла до живого компонента екосистеми, розсіюється в середовищі. Потік енергії в екосистемі має лінійний характер

Завдання. Визначте за правилом екологічної піраміди скільки рослинності необхідно, щоб прогодувати лисицю масою 14 кг. Побудуйте пряму екологічну піраміду біомаси.

Розв'язання:1. Складаємо ланцюг живлення: рослини → заєць → лисиця. 2. Згідно з правилом екологічної піраміди на кожен трофічний рівень переходить не більше ніж 10 % енергії, отже, знаючи масу лисиці, можна обчислити потрібну масу рослинності: 1400кг —140кг—14 кг (рослини—заєць—лисиця). Відповідь: щоб прогодувати лисицю масою 14 кг, необхідно 1400 кг рослинності. Продуценти (Рослинність) — 1400 кг Консументи I порядку (Зайці) — 140 кг. Консумент II порядку (Лисиця) — 14 кг

Завдання:

Домашнє завдання: § 55. Практичні вправи «Побудова екологічних пірамід» 1, 2 на С. 237 письмово. Завдання для самоконтролю – усно.