Основы экологии. Экосистемы

Определение. Экосистема

Экосистема — исторически сложившаяся совокупность живых организмов (биоценоз) и компонентов неживой природы (биотоп), объединённых потоком энергии и круговоротом веществ. Термин ввёл А. Тенсли (1935).

Любая экосистема включает четыре обязательных компонента: продуценты (создают органику), консументы (потребляют), редуценты (разлагают) и абиотическая среда.

Экологические факторы

Группа факторов|Что включает|Примеры Абиотические|Факторы неживой природы|Свет, температура, влажность, солёность, pH, давление, ветер, рельеф Биотические|Влияние живых организмов|Хищничество, конкуренция, симбиоз, паразитизм, комменсализм Антропогенные|Влияние человека|Вырубка лесов, загрязнение, распашка земель, охота, урбанизация

Лимитирующий фактор — фактор, ограничивающий распространение и численность вида (закон минимума Либиха). Например, для растений в пустыне лимитирующий фактор — вода, в тундре — тепло.

Цепи питания и трофические уровни

Цепь питания — последовательность организмов, по которой передаётся энергия. Различают пастбищные цепи (начинаются с продуцентов) и детритные (начинаются с мёртвой органики).

Трофический уровень|Группа организмов|Примеры 1-й (продуценты)|Автотрофы: фотосинтетики и хемосинтетики|Растения, цианобактерии, хемосинтезирующие бактерии 2-й (консументы I порядка)|Растительноядные животные|Заяц, корова, кузнечик, гусеница 3-й (консументы II порядка)|Хищники, поедающие растительноядных|Лиса, волк, божья коровка 4-й (консументы III порядка)|Верховные хищники|Орёл, акула, медведь Редуценты|Разлагатели органики|Бактерии гниения, грибы, дождевые черви

Примеры пищевых цепей:

💡 Пастбищная цепь (луг): Клевер → Кузнечик → Лягушка → Уж → Ястреб

💡 Детритная цепь (лес): Опавшие листья → Дождевой червь → Крот → Лиса

💡 Водная цепь (озеро): Фитопланктон → Дафния → Мелкая рыба → Щука

Экологические пирамиды

Правило 10% (правило Линдемана): на каждый следующий трофический уровень переходит не более 10% энергии предыдущего уровня. Остальные 90% тратятся на дыхание, движение, тепло и непереваренные остатки.

Типы пирамид:

Тип пирамиды	Что показывает	Особенность
Пирамида энергии	Количество энергии (кДж) на каждом уровне	Всегда сужается вверх — строгое правило 10%
Пирамида биомассы	Масса организмов (кг/м²)	Может быть перевёрнутой в водных экосистемах
Пирамида чисел	Количество особей	Может быть перевёрнутой (одно дерево — тысячи насекомых)

Круговорот энергии в экосистеме

В отличие от веществ, которые циркулируют, энергия проходит через экосистему однонаправленно. Солнечная энергия → фотосинтез (продуценты) → консументы → редуценты → тепло. На каждом этапе часть энергии рассеивается в виде тепла и не может быть использована снова.

📌 Экосистема — открытая система: она требует постоянного притока энергии извне (Солнце). Без него экосистема прекратит существование.

Важно!

⚠️ Чем длиннее цепь питания, тем меньше энергии доходит до вершины. Поэтому в природе редко встречаются цепи длиннее 5–6 звеньев: на 5-м уровне остаётся менее 0,01% исходной энергии.

⚠️ Хищники «выше» в цепи — не «главнее». Они зависят от всех нижележащих уровней. Если исчезнут продуценты, рухнет вся экосистема, включая верховных хищников.