Природная экосистема наиболее устойчива чем больше в ней
Экология
Информативные ответы на все вопросы курса «Экономическая и социальная география» в соответствии с Государственным образовательным стандартом.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Экология предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
6. Стабильность и устойчивость экосистем
Понятия «стабильность» и «устойчивость» в экологии часто рассматриваются как синонимы, и под ними понимают способность экосистем сохранять собственную структуру и функциональные свойства при действии внешних факторов.
Более разумно разграничивать эти термины понимая под устойчивостью — способность экосистемы возвращаться в исходное (или близкое к тому) состояние при влиянии факторов, которые выводят ее из равновесия. Кроме этого, для более полной характеристики ответной реакции экосистем на внешние факторы разумно использовать в дополнение к названным еще два термина: «упругость» и «пластичность».
Упругая система та, которая способна воспринимать существенные воздействия, значительно не изменяя своей структуры и свойств. Но если экосистемы, приведенные в качестве примера, рассмотреть с точки зрения перечисленных выше различий устойчивости и стабильности, то они попадут в различные категории. Устойчивость и стабильность — параметры экосистем зависящие чаще не так от структуры самих сообществ (их разнообразия), как от биолого-экологических характеристик видов-эдификаторов и доминантов образующих эти сообщества. Например, высокая стабильность и значительная устойчивость относится к сосновым лесам на бедных песчаных почвах, несмотря на небольшое видовое разнообразие таких экосистем. Это связано прежде всего с тем, что сосна очень пластична и поэтому на трансформацию условий, в частности уплотнение почв она реагирует понижением продуктивности и иногда — распадом экосистемы. Но и в последнем случае в силу скудности субстрата питательными веществами и влагой ее подрастающее поколение не встречает серьезной конкуренции со стороны других видов, и экосистема очень быстро снова восстанавливается в том же виде эдифического климакса. Другие параметры устойчивости и стабильности типичны, например, для сосняков на богатых почвах, где они могут смениться еловыми лесами, которые обладают более сильными эдификаторными свойствами. В них, несмотря на большое разнообразие (видовой состав, ярусность, трофическая структура и т. п.), экосистемы сосновых лесов отличаются низкой стабильностью и низкой устойчивостью. Сосна в этом случае выступает как промежуточное звено сукцессионного ряда. Ей удается занять и удержать какое-то время такие местообитания только в силу каких-нибудь необычных обстоятельств. Например, после пожаров, когда уничтожаются сильные конкуренты (ель или лиственные древесные породы).
Природная экосистема наиболее устойчива чем больше в ней
Верны ли следующие суждения о свойствах экосистемы?
А. Экосистема характеризуется числом организмов на каждом трофическом уровне.
Б. Чем больше видов, тем сложнее сети питания.
Ответ: 2 верно только Б.
Основными свойствами экосистем являются:
— Целостность и самовоспроизводимость
— Развитие и смена (сукцессия)
Большинство экосистем различаются видовым составом и свойствами среды обитания.
Потоки вещества и энергии обеспечивают целостность экосистемы — взаимосвязь ее организмов друг с другом и с природной средой. Основными условиями самовоспроизводства экосистемы являются:
— наличие в среде пищи и энергии (для автотрофов — солнечной, для хемотрофов — химической);
— способность существ к размножению;
— способность организмов воспроизводить химический состав и физические свойства природной среды (структуру почвы, прозрачность воды).
Устойчивость экосистем падает с обеднением видового состава. Самые устойчивые — богатые жизнью тропические леса (свыше 8000 видов растений), достаточно устойчивы леса умеренной полосы (2000 видов), менее устойчивы тундровые биоценозы (500 видов), мало устойчивы экосистемы океанических островов. Еще менее устойчивы фруктовые сады, а посевные поля без поддержки человека вообще не могут существовать, они быстро зарастают сорняками и уничтожаются вредителями.
Обычно устойчивость связывали и связывают с биоразнообразием видов в экосистеме, то есть, чем выше биоразнообразие, чем сложнее организация сообществ, чем сложнее пищевые сети, тем выше устойчивость экосистем. Но уже 40 и более лет назад на данный вопрос существовали различные точки зрения, и на данный момент наиболее распространено мнение, что как локальная, так и общая устойчивость экосистемы зависят от значительно большего набора факторов, чем просто сложность сообществ и биоразнообразие.
Эффективность саморегуляции определяется разнообразием видов и пищевых взаимоотношений между ними. Если снижается численность одного из первичных консументов, то при разнообразии видов хищники переходят к питанию более многочисленными животными, которые раньше были для них второстепенными.
Длинные цепи питания часто пересекаются, создавая возможность вариации пищевых отношений
Причины устойчивости и смены экосистем
Содержание:
Одни биогеоценозы более стабильные, по сравнению с другими. Устойчивость естественных экосистем достигается с помощью видового разнообразия флоры и фауны, способности к саморегуляции численности особей в популяциях. Характерна высокая первичная продуктивность, практически отсутствуют неиспользованные органические остатки. Примеры стабильных экосистем: дубрава, влажный тропический лес, ельник, озеро (таблица 1).
Видовое разнообразие дубравы
Группы организмов по типу питания
Примеры растений, животных, микроорганизмов
Продуценты — растения
Верхний ярус — высокие деревья.
Дуб, ясень, клен, липа, дикая груша.
Средний ярус — кустарники.
Лещина, калина, бересклет, бузина, крушина.
Нижний ярус — травы.
Валериана, купена, медуница, чистотел.
Консументы — животные
Грызуны, зайцы, дикие кабаны, косули, зерноядные птицы.
Хищные птицы, ласка, куница, волк, лиса.
Редуценты
Факторы устойчивости дубравы:
Причина смены биогеоценозов — достижение стабильного состояния. Развитие продолжается до тех пор, пока не сформируется уравновешенное природное сообщество, которое способно поддерживать баланс веществ и энергии в экосистеме.
Смена экосистем сопровождается:
Неустойчивые экосистемы изменяются быстрее. Происходит смена растительного покрова, популяций животных. Постепенно, одни экосистемы превращаются в другие. На месте озера появляется болото, на заброшенной плантации шалфея восстанавливается степная растительность.
Существует две основные причины неустойчивости биогеоценозов:
Даже биогеоценозы с малым видовым разнообразием (тундра, полупустыня, пустыня) более устойчивы, по сравнению с искусственными экосистемами. Неустойчивость последних — следствие наличия монокультуры, простоты пищевых цепей, невозможности саморегуляции.
Тундры и пустыни без сильной антропогенной нагрузки, в условиях отсутствия значительных климатических изменений, способны существовать длительно. В этих и других устойчивых экосистемах все, что производят растения, используется гетеротрофными организмами.
Человек, изымая значительную часть органики в искусственно созданных экосистемах, прерывает естественные потоки веществ и энергии. Энергия частично возвращается с удобрениями, но этого недостаточно. Агроэкосистемы быстро деградируют без вмешательства человека (обработки почвы, внесения удобрений, борьбы с болезнями и вредителями).
Устойчивость экосистемы.
Однако, в течение определенного и достаточно длительного времени экосистема устойчива и у этой устойчивости есть определенные критерии.
Критерий №1
Поток энергии и круговорот веществ.
Дальше по известной схеме трофических сетей органические вещества переходят с одного уровня на другой и поступают к редуцентам.
Критерий №2
Критерий №3
И все же экосистемы вечными не бывают.
Давайте рассмотрим примеры смен экосистем (кстати, в ЕГЭ эти вопросы встречаются в части С).
Абиотические разрушающие факторы: свет, выветривание, влажность;
Биотические разрушающие факторы: бактерии, лишайники, водоросли, грибы;
Создаются органические вещества, которые способствуют образованию почвы.
Затем появятся травянистые формы, потом кустарники и затем уже деревья.
Сукцессия водоема
Экосистема
Биоценоз (сообщество) – это совокупность живых организмов, населающих определеное местообитание. Например, биоценоз пруда.
Экосистема – это совокупность живых организмов и среды их обитания, характеризующаяся круговоротом веществ и потоком энергии (пруд, луг, лес).
Биогеоценоз – это экосистема, находящаяся в определенном участке суши и неразрывно связанная с этим конкретным участком. (Временные, искусственные и водные экосистемы не считаются биогеоценозами.)
Процессы в экосистемах
Круговорот веществ в экосистеме происходит за счет пищевых цепей: продуценты забирают из неживой природы неорганические вещества и делают из них органику, консументы передают её по цепи, редуценты разлагают органику и возвращают неорганические вещества в неживую природу.
Поток энергии: большинство экосистем получают энергию от солнца. Растения в процессе фотосинтеза запасают ее в органических веществах. Эта энергия используется для жизнедеятельности всех остальных организмов экосистемы. Проходя по пищевым цепям, эта энергия постепенно расходуется (правило 10%), в конце концов вся солнечная энергия, поглощенная продуцентами, превращается в тепло.
Устойчивость экосистемы (саморегуляция): чем больше в экосистеме видов, тем больше там пищевых цепей, и тем более устойчивым (сбалансированным) является круговорот веществ и сама экосистема. За счет устойчивости (саморегуляции) экосистемы могут выдерживать неблагоприятные воздействия, например, лес может сохраниться (восстановиться) после нескольких лет засухи, бурного размножения майских жуков и/или зайцев. Если количество видов (биологическое разнообразие) уменьшается, то экосистема становится неустойчивой и теряет способность к саморегуляции.
Смена экосистемы (сукцессия). Экосистема, в которой производится больше органических веществ, чем потребляется, неустойчива. Она зарастает, это нормальный процесс саморазвития экосистемы (живые организмы сами меняют свою среду обитания). Например, лесной пруд превращается в болото, степь – в лесостепь, березняк – в дубраву и т.п. К смене экосистемы могут приводить и внешние воздействия, например, пожар или вырубка леса. Всё это были примеры вторичной сукцессии, первичная происходит на безжизненном участке.
Еще можно почитать
Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Благодаря саморегуляции в экосистеме
1) ни один вид полностью не уничтожается другим видом
2) постоянно сокращается численность популяций
3) происходит круговорот веществ
4) организмы размножаются
Выберите один, наиболее правильный вариант. Основной причиной неустойчивости экосистем является
1) колебание температуры среды
2) недостаток пищевых ресурсов
3) несбалансированность круговорота веществ
4) повышенная численность некоторых видов
Выберите один, наиболее правильный вариант. Циркуляция кислорода между различными неорганическими объектами природы и сообществами живых организмов называется
1) популяционными волнами
2) саморегуляцией
3) газообменом
4) круговоротом веществ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Примером биоценоза является совокупность
1) деревьев и кустарников в парке
2) растений, выращиваемых в ботаническом саду
3) птиц и млекопитающих, обитающих в еловом лесу
4) организмов, обитающих на болоте
Выберите один, наиболее правильный вариант. Один из факторов, поддерживающих равновесие в биосфере
1) разнообразие видов и взаимоотношений между ними
2) приспособленность к среде обитания
3) сезонные изменения в природе
4) естественный отбор
ЭКОСИСТЕМА ПРИЗНАКИ
1. Выберите три варианта. Каковы существенные признаки экосистемы?
1) высокая численность видов консументов III порядка
2) наличие круговорота веществ и потока энергии
3) сезонные изменения температуры и влажности
4) неравномерное распределение особей одного вида
5) наличие производителей, потребителей и разрушителей
6) взаимосвязь абиотических и биотических компонентов
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Биогеоценозы характеризуются
1) сложными пищевыми цепями
2) простыми пищевыми цепями
3) отсутствием видового разнообразия
4) наличием естественного отбора
5) зависимостью от деятельности человека
6) устойчивым состоянием
3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Биогеоценоз пресного водоема реки характеризуется
1) наличием производителей органического вещества – автотрофов
2) отсутствием разрушителей органики – редуцентов
3) наличием цветковых растений на мелководье
4) отсутствием хищных рыб
5) постоянной численностью населяющих его популяций животных
6) замкнутым круговоротом веществ
4. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В экосистеме широколиственного леса – дубраве
1) короткие пищевые цепи
2) устойчивость обеспечивается разнообразием организмов
3) начальное звено цепи питания представлено растениями
4) популяционный состав животных не изменяется во времени
5) источник первичной энергии – солнечный свет
6) в почве отсутствуют редуценты
КРУГОВОРОТ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Круговорот веществ в экосистеме обеспечивает
1) её устойчивость
2) многократное использование организмами одних и тех же химических элементов
3) сезонные и суточные изменения в природе
4) накопление торфа
5) непрерывность жизни
6) видообразование
САМОРЕГУЛЯЦИЯ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Саморегуляция в естественных экосистемах проявляется в том, что
1) популяции потребителей первого порядка полностью уничтожаются потребителями третьего порядка
2) потребители третьего порядка выполняют санитарную роль и регулируют численность потребителей первого порядка
3) массовое размножение потребителей первого порядка приводит к массовой гибели производителей
4) численность производителей сокращается в результате действия абиотических факторов внешней среды
5) численность потребителей первого порядка зависит от численности производителей
6) численность потребителей первого регулируют потребители второго порядка
Установите последовательность событий, характеризующих саморегуляцию в биогеоценозе. Запишите соответствующую последовательность цифр
1) всплеск численности травоядных
2) высокий урожай кормов
3) возвращение к норме численности хищников и травоядных
4) рост численности хищников
5) падение численности травоядных
6) замедление размножения хищников
УСТОЙЧИВОСТЬ
1. Выберите три варианта. Устойчивость экосистемы обеспечивается
1) разнообразием видов и цепей питания
2) замкнутым круговоротом веществ
3) высокой численностью отдельных видов
4) колебанием численности видов
5) саморегуляцией
6) короткими цепями питания
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки говорят об устойчивости биогеоценоза?
1) видовое разнообразие
2) рельеф
3) климат
4) замкнутость круговорота
5) разветвлённые пищевые цепи
6) количество источников энергии
3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие характеристики обеспечивают устойчивость природной экосистемы?
1) высокая численность особей функциональных групп организмов
2) сбалансированность круговорота веществ
3) короткие пищевые цепи
4) саморегуляция
5) уменьшение энергии в пищевой цепи
6) внесение минеральных удобрений
4. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Устойчивость влажного экваториального леса определяется
1) сбалансированным круговоротом веществ
2) способностью к саморегуляции
3) богатым видовым разнообразием организмов
4) доминированием древесных форм в фитоценозе
5) высокой влажностью воздуха
6) отсутствием чёткой смены сезонов
СОБИРАЕМ 5
1) большой численностью хищников-
2) разветвлёнными пищевыми сетями+
3) колебанием численности популяций-
4) замкнутым круговоротом веществ+
3) обитают продуценты и редуценты-
5) в почве содержится мало гумуса-
6) биомасса консументов преобладает над биомассой продуцентов-
5) цепи питания длинные, разветвленные
СУКЦЕССИЯ ПРИМЕРЫ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Примерами естественной смены экосистем в процессе развития сообщества являются
1) заболачивание пойменных лугов после строительства гидросооружений
2) образование сельхозугодий на месте с вспаханного участка степи
3) зарастание скал лишайниками
4) зарастание пруда и образование болота
5) образование гари на месте леса в результате пожара от непотушенной сигареты
6) смена березняка на ельник
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Из приведённого перечня выберите примеры, иллюстрирующие сукцессии.
1) образование болота на месте непроточного водоёма
2) акклиматизация культурных растений-интродуцентов
3) развитие мелколиственного леса на месте травяно-кустарникового сообщества
4) перемещение лососёвых рыб к месту нереста
5) зарастание склона вулкана лишайниками
6) закладка чайной плантации на склонах горы
СУКЦЕССИЯ ПЕРВИЧНАЯ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Первичная сукцессия характеризуется:
1) начинается после вырубки леса
2) формируется биогеоценоз на песчанном карьере
3) начинается на богатых почвах
4) почва формируется долгое время
5) поселяются накипные лишайники на камнях
6) вырубка превращается в лес
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Укажите примеры начальных стадий первичной сукцессии.
1) образование болота на месте непроточного водоёма
2) развитие мелколиственного леса на месте вырубки
3) зарастание склона вулкана лишайниками
4) образование почвы на горной породе
5) заселение лишайниками каменистого берега моря
6) зарастание пожарища травами
2. Установите последовательность процессов, происходящих при смене биогеоценозов (сукцессии)
1) заселение кустарниками
2) заселение лишайниками голых скал
3) формирование устойчивого сообщества
4) прорастание семян травянистых растений
5) заселение территории мхами
3. Установите последовательность процессов сукцессии. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) образование почвы в результате эрозии материнской породы и отмирания лишайников
2) формирование разветвленной сети питания
3) прорастание семян травянистых растений
4) заселение территории мхами
4. Установите последовательность появления и развития экосистем на голых скалах. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) накипные лишайники и бактерии
2) травянисто-кустарниковое сообщество
3) лесное сообщество
4) травянистые цветковые растения
5) мхи и кустистые лишайники
5. Установите последовательность событий, происходящих при освоении живыми организмами новых безжизненных территорий. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) заселение мхов и кустистых лишайников
2) появление травянистых растений, кустарников
3) появление лесных сообществ
4) образование тончайшего слоя почвы
5) появление бактерий, водорослей и накипных лишайников
6) выветривание горных пород
6е. Установите последовательность формирования растительных сообществ на ледниковых отложениях Аляски. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) формирование тонкого слоя почвы
2) формирование смешанного леса
3) возникновение ивняков и ольшанников
4) поселение мхов и осок
5) доминирование ели
7ф. Установите последовательность смены растительных сообществ на ледниковых отложениях Кольского полуострова. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) формирование лишайниковых сообществ
2) формирование смешанного леса
3) доминирование ели
4) поселение мхов и затем злаков
5) образование ольхового леса
6) поселение кустарниковых форм ивы
8ф. Установите последовательность смены растительных сообществ на Аляске. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) формирование смешанного леса
2) поселение стелющихся древесных растений
3) появление темнохвойного елового леса
4) поселение мхов и злаковых трав
5) формирование мелколиственного леса из ольхи
СУКЦЕССИЯ ВТОРИЧНАЯ
1. Установите последовательность этапов восстановления елового леса после пожара. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) появление кустарников и лиственных деревьев
2) зарастание пожарища светолюбивыми травянистыми растениями
3) развитие молодых елей под пологом лиственных деревьев
4) формирование мелколиственного леса
5) образование верхнего яруса взрослыми елями
2. Установите последовательность процессов вторичной сукцессии после вырубки елового леса, повреждённого жуком-типографом. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) рост кустарников с берёзовым и осиновым подростом
2) формирование елового леса
3) развитие лиственного леса с еловым подростом
4) зарастание вырубки многолетними светолюбивыми травами
5) образование смешанного леса
3. Установите последовательность смены экосистем в ходе вторичной сукцессии. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) болото
2) лиственный лес
3) смешанный лес
4) озеро
5) хвойный лес
6) луг
4. Установите последовательность этапов зарастания озера и превращения его в болото. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) обмеление водоёма
2) изменение растительности и животного мира биоценоза
3) образование стоячего водоёма и уменьшение кислорода в воде
4) образование большого количества ила
==========================
Ниже приведен перечень терминов. Все они, кроме двух, используются для описания экологических закономерностей. Найдите два термина, «выпадающих» из общего ряда, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) партеногенез
2) симбиоз
3) сукцессия
4) ароморфоз
5) консумент