Реферат на тему «Биосфера – сфера жизни»

Всё чаще ученые выделяют два основных определения понятия «биосфера». Одно известно со времени появления в науке данного термина. Биосфера понимается как совокупность всех живых и неживых организмов на Земле. В.И. Вернадский, изучающий взаимодействие живых и неживых систем, выдвигает принцип неразрывной связи живого и неживого, и тем самым дает другое понятие биосферы, понимая под биосферой сферу единства живого и неживого.

Содержание

Введение
1. Биосфера: структура и границы
2. Эволюция биосферы
3. Круговорот химических элементов в природе
4. Биогенные элементы
5. Уровни организации жизни
6. Уровни и структуры экосистем
7. Цепи и сети питания
8. Правило экологической пирамиды
9. Стабильность и развитие экосистем
10. Закон внутреннего динамического равновесия
Список использованных источников

Введение

Всё чаще ученые выделяют два основных определения понятия «биосфера». Одно известно со времени появления в науке данного термина. Биосфера понимается как совокупность всех живых и неживых организмов на Земле. В.И. Вернадский, изучающий взаимодействие живых и неживых систем, выдвигает принцип неразрывной связи живого и неживого, и тем самым дает другое понятие биосферы, понимая под биосферой сферу единства живого и неживого.

Это толкование определило взгляд Вернадского на проблему происхождения жизни на Земле. Он рассматривал следующие варианты:

1) жизнь возникла до образования Земли и была занесена на неё;

2) жизнь зародилась после образования Земли;

3) жизнь зародилась вместе с образованием Земли.

Вернадский придерживался последней из этих точек зрения и считал, что нет убедительных научных данных о том, что живое когда-либо не существовало на нашей планете. Другими словами, биосфера на Земле была всегда.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Таким образом, под биосферой Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы происходят под прямым влиянием живых организмов. В дальнейшем Вернадский развил данное понимание биосферы и смог определить её структуру.

1. Биосфера: структура и границы

Биосфера – это сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Такой термин был введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. Атмосфера, гидросфера и литосфера – это составляющие биосферы, в которых существует жизнь.

Биосфера имеет следующее строение:

  • живое вещество (совокупность живых организмов)
  • косное вещество (все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими)
  • биокосное вещество (нефть)
  • биогенное вещество (геологические породы, созданные живыми организмами).

Факторы, которые определяют границы биосферы  — это неблагоприятные условия для жизни организмов.

Биосфера по вертикали разделяется на две четко обособленные  области: верхнюю,  освещенную  светом,   —   фотобиосферу, в которой происходит фотосинтез, и нижнюю,  «темную»,  —  меланобиосферу,  в  которой  фотосинтез невозможен. На суше граница между ними проходит по поверхности Земли.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового  экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу  до глубинных слоев океана. В. И.  Вернадский  отмечал,  что  «пределы  биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни».  На  развитие  жизни, а, следовательно, и границы биосферы  оказывают  влияние  многие  факторы  и прежде всего наличие кислорода, углекислого газа, воды  в  ее  жидкой  фазе. Ограничивают область распространения жизни  и  слишком  высокие  или  низкие температуры. Также влияют на  развитие  жизни элементы минерального питания. К ограничивающему фактору можно отнести  и  сверхсоленую  среду  (превышение концентрации  солей  в  морской  воде  примерно  в  10  раз).  Лишены  жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.

В  планетарной  биосфере  выделяют  континентальную   и   океаническую биосферы,    которые     отличаются     геологическими,     географическими, биологическими,   физическими   и   другими   условиями.    Нижний    предел распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км)  или изотермой в 100 град. C в литосфере (по  данным  сверхглубокого  бурения  на Кольском полуострове эта цифра составляет около 6 км).  Фактически  жизнь  в литосфере прослеживается до глубины  3-4  км.  Таким  образом,  вертикальная мощность океанической биосферы  составляет  17  км,  сухопутной  до  12  км. Вверх, в атмосферу, биосфера  простирается  не  выше  наибольших  плотностей озонового  экрана,  что   составляет   22-24   км.   Следовательно,   предел протяженности  биосферы   на   Земле   выражается   цифрой   33-35км,   хотя теоретически он может быть более широким. На основе работ В. И. Вернадского и других исследователей,  внесших  большой вклад в изучение биосферы планеты, предлагается различать  три  основные  ее формы:

  • формы биологической систематики, включающие  популяции,  виды,  роды, семейства и др.,  принятые в ботанике и зоологии;
  • биогеографические формы – территории, характеризующие  географическое распространение и распределение  растений  и  животных, специфику  флоры  и фауны. Это биогеографические  зоны,  области  и  т.д.  Отдельно  выделяются ботанико-географические и зоогеографические территории, дающие представление о составе и характере флоры и фауны;
  • экологические формы, известные под названием экосистем (биогеоценозов), экотопов, биотопов  и  др.  Напомним,  что  биотоп  –  это участок  с  однородными  экологическими  условиями,  занятый   определенными биоценозами, экотоп – это место обитания сообщества. В отличие  от  биотопа, понятие «экотоп» включает внешние по отношению к сообществу  факторы  среды.

Это совокупность абиотических условий неорганической среды данного  участка, представляющего   собой местообитание  конкретного  сообщества.  Экологические формы определяют специфику изучения биосферы в экологических аспектах.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

2. Эволюция биосферы

Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических (солнечного излучения, гравитационных сил, магнитных полей Солнца, Луны и др. небесных тел)

По современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т.е.оболочки, образованной веществом Земли, происходило на ранних стадиях существования нашей планеты, миллиарды лет назад. Изменения облика Земли были связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре, на поверхности и в глубинных слоях планеты и находили проявление в извержениях вулканов, землетрясениях, подвижках земной коры, горообразовании. Такие процессы происходят и сейчас на безжизненных планетах солнечной системы и их спутниках – Марсе, Венере, Луне.

С возникновением жизни (саморазвивающихся устойчивых форм) сначала медленно и слабо, затем все быстрее и значительнее стало проявляться влияние живой материи на геологические процессы Земли.

Деятельность живого вещества, проникшего во все уголки планеты, привела к возникновению нового образования – биосферы – тесно взаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел и процессов преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований, осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов, существенно видоизменив облик и эволюцию Земли.

Так, например, в результате процесса фотосинтеза – деятельности зеленых растений, образовался современный газовый состав атмосферы, в ней появился кислород. В свою очередь на активность фотосинтеза существенно влияет концентрация углекислого газа в атмосфере, наличие влаги и тепла.

Почва является целиком результатом деятельности живого вещества в косной (неживой) среде. Решающая роль в этом процессе принадлежит климату, топографии, деятельности микроорганизмов и растений и материнским породам.
Биосфера, возникнув и сформировавшись 1-2 млрд. лет назад (к этому времени относятся первые обнаруженные остатки живых организмов), находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.

В биосфере, как в любой экосистеме, происходит круговорот воды, планетарные перемещения воздушных масс, а также биологический круговорот, характеризующийся емкостью – количеством химических элементов, находящихся одновременно в составе живого вещества в данной экосистеме, и скоростью –количеством живого вещества, образующегося и разлагающегося в единицу времени. В результате на Земле поддерживается большой геологический круговорот веществ, где для каждого элемента характерна своя скорость миграции в больших и малых циклах. Скорости всех циклов отдельных элементов в биосфере теснейшим образом сопряжены между собой.

Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и вещества в биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные (местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем (биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в древние времена различные жизненные формы и виды растений, животных, микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое органическое вещество, можно найти и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и в вечных снегах приполярья, и в горячих водах источников вулканических районов.

Такую способность к распространению живого вещества В.И. Вернадский назвал «всюдностью жизни».

Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологических сообществ, умножения числа видов и совершенствования их приспособляемости.
Эволюционный процесс сопровождался увеличением эффективности преобразования энергии и вещества биологическими системами: организмами, популяциями, сообществами.

Вершиной эволюции живого на Земле явился человек, который как биологический вид на основе многочисленных изменений приобрел не только сознание (совершенную форму отображения окружающего мира), но и способность изготавливать и использовать в своей жизни орудия труда.

Посредством орудий труда человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.

3. Круговорот химических элементов в природе

Между литосферой, гидросферой, атмосферой и живыми организмами Земли постоянно происходит обмен химическими элементами. Этот процесс имеет циклический характер: переместившись из одной сферы в другую, элементы вновь возвращаются в первоначальное состояние. Круговорот элементов имел место в течение всей истории Земли, насчитывающей 4,5 млрд. лет.

Гигантские массы химических веществ переносятся водами Мирового океана. В первую очередь это относится к растворенным газам — диоксиду углерода, кислороду, азоту. Холодная вода высоких широт растворяет газы атмосферы. Поступая с океаническими течениями в тропический пояс, она их выделяет, так как растворимость газов при нагревании уменьшается. Поглощение и выделение газов происходит также при смене теплых и холодных сезонов года.

Огромное влияние на природные циклы некоторых элементов оказало появление жизни на планете. Это, в первую очередь, относится к круговороту главных элементов органического вещества — углерода, водорода и кислорода, а также таких жизненно важных элементов как азот, сера и фосфор. Живые организмы оказывают влияние и на круговорот многих металлических элементов. Несмотря на то, что суммарная масса живых организмов Земли меньше массы земной коры в миллионы раз, растения и животные играют важнейшую роль в перемещении химических элементов.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Деятельность человека также оказывает влияние на круговорот элементов. Особенно заметным оно стало в последнее столетие. При рассмотрении химических аспектов глобальных изменений в круговоротах химических элементов следует учитывать не только изменения в природных круговоротах за счет добавления или удаления присутствующих в них химических веществ в результате обычных циклических или вызванных человеком воздействий, но и поступление в окружающую среду химических веществ, ранее не существовавших в природе. Рассмотрим один из наиболее важных примеров циклического перемещения и миграции химических элементов.

Углерод — основной элемент жизни — содержится в атмосфере в виде диоксида углерода. В океане и пресных водах Земли углерод находится в двух главных формах: в составе органического вещества и в составе взаимосвязанных неорганических частиц: гидрокарбонат-иона , карбонат иона  и растворенного диоксида углерода . Большое количество углерода сосредоточено в виде органических соединений в животных и растениях. Много «неживого» органического вещества имеется в почве. Углерод литосферы содержится также в карбонатных минералах (известняк, доломит, мел, мрамор). Часть углерода входит в состав нефти, каменного угля и природного газа.

Упрощенная схема глобального цикла углерода. Числа в рамках отражают размеры резервуаров в миллиардах тонн — гигатоннах (Гт). Стрелки показывают потоки, а связанные с ними числа выражены в Гт/год.

Самыми крупными резервуарами углерода являются морские отложения и осадочные породы на суше. Однако большая часть этого вещества не взаимодействует с атмосферой, а подвергается круговороту через твердую часть Земли в геологических временных масштабах. Поэтому эти резервуары играют лишь второстепенную роль в сравнительно быстром цикле углерода, протекающем с участием атмосферы. Следующим по величине резервуаром является морская вода. Но и здесь глубинная часть океанов, где содержится основное количество углерода, не взаимодействует с атмосферой так быстро, как их поверхность. Самыми маленькими резервуарами являются биосфера суши и атмосфера. Именно небольшой размер последнего резервуара делает его чувствительным даже к незначительным изменениям процентного содержания углерода в других (больших) резервуарах, например, при сжигании ископаемых топлив.

Современный глобальный цикл углерода состоит из двух меньших циклов. Первый из них заключается в связывании диоксида углерода в ходе фотосинтеза и новом образовании его в процессе жизнедеятельности растений и животных, а также при разложении органических остатков. Второй цикл обусловлен взаимодействием диоксида углерода атмосферы и природных вод:

В последнее столетие в углеродный цикл существенные изменения внесла хозяйственная деятельность человека. Сжигание ископаемого топлива — угля, нефти и газа — привело к увеличению поступления диоксида углерода в атмосферу. Это не очень сильно влияет на распределение масс углерода между оболочками Земли, но может иметь серьезные последствия из-за усиления парникового эффекта.

4. Биогенные элементы

Кальций.

Кальций — биогенный элемент, постоянно присутствующий в тканях растений и животных. Важный компонент минерального обмена животных и человека и минерального питания растений, кальций выполняет в организме разнообразные функции. В составе апатита, а также сульфата и карбоната кальций образует минеральный компонент костной ткани. В мягких тканях человека массой 70 кг содержится 1 — 1,2 кг кальция. В скелете содержится 2 кг кальция. Кальций участвует в работе ионных каналов, осуществляющих транспорт веществ через биологические мембраны, в передаче нервного импульса, в процессах свертывания крови и оплодотворения

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Кальций непосредственно участвует в самых сложных процессах, например таких, как свертывание крови, поддержание необходимого равновесия между возбуждением и торможением коры головного мозга, расщепление резервного полисахарида — гликогена, поддержание должного кислотно-щелочного равновесия внутри организма и нормальной проницаемости стенок кровеносных сосудов. Кроме того, длительный недостаток кальция в пище нежелательно сказывается на возбудимости сердечной мышцы и ритме сокращений сердца.

Кислород.

Кислород входит в состав всех жизненно важных органических веществ: белков, жиров, углеводов и др. Без кислорода невозможны многочисленные и чрезвычайно важные жизненные процессы, например дыхание, окисление аминокислот, жиров, углеводов. Поступая в кровь человека, кислород соединяется c гемоглобином, образуя оксигемоглобин. С током крови это соединение поступает в капилляры, где легко диссоциирует, выделившийся кислород проникает через стенки капилляров в ткани. В тканях кислород расходуется на окисление различных веществ. Эти реакции приводят в конечном счете к образованию воды, СO2 и созданию запаса энергии. Защитные функции организма (фагоцитарные функции) связаны с наличием кислорода.

Водород.

Вода важнейшее соединение водорода в живом организме. Основные функции воды следующие:

  1. Вода, обладающая высокой удельной теплоемкостью, обеспечивает поддержание постоянства температуры тела. При перегреве тела происходит испарение воды с его поверхности. Из-за высокой теплоты парообразования этот процесс сопровождается большими затратами энергии, в результате чего температура тела понижается. Так поддерживается тепловой баланс организма.
  2. Вода поддерживает кислотно-основное равновесие организма. Большинство тканей и органов в основном состоят из воды. Соблюдение общего кислотно- основного баланса в организме не исключает больших различий в значениях рН для разных органов и тканей. Важным соединением водорода является пероксид водорода Н2O2 (традиционное название перекись водорода). Н2O2 аналогично супероксидрадикалу окисляет липидный слой мембран клеток, разрушая его.

Углерод.

Углерод — биогенный элемент; его соединения играют особую роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Углерод составляет основу всех органических соединений. Углерод обладает уникальной способностью образовывать огромное количество соединений, которые могут состоять практически из неограниченного числа атомов углерода.

Титан.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Титан является постоянной составной частью организма и выполняет определенные жизненно важные функции: повышает эритропоэз, катализирует синтез гемоглобина, иммуногенез. Комплексонаты титана не только как фагоцитоз стимулирующие агенты, но и как вещества активирующие реакции клеточного и гуморального иммунитета. Содержание титана в крови человека колеблется от 2,3 до 20,7 мг. Цельная кровь содержит 6,53 мкг титана, эритроциты 2,34 мкг, плазма — 2,39 мкг, лейкоциты — 0,0067 мкг.Распределение титана в различных отделах головного мозга неравномерно.

Наибольшее количество его обнаружено в слуховом центре и зрительном бугре.

Он постоянно присутствует в женском молоке в количестве 14,7 мг. Постоянное присутствие титана в эмбрионе указывает на проходимость плаценты для циркулирующих в крови соединений титана, и является собирателем соединений титана. Рост живой массы максимальный при концентрации хелата титана 0,15 мг Ti/кг (45,2%). Отмечается интенсификация анаболических процессов обмена веществ, усиление белкового, липидного и углеводного обмена, улучшение общих физиологических показателей крови. В сыворотке крови повышается концентрация аминного азота, общих липидов, b-липопротеидов и снижается содержание мочевины и холестерина.

Натрий.

Натрий участвует в минеральном обмене всех живых организмов. Натрий в соединении с калием создает электролитическую среду в которой функционируют мышечные клетки и нервные окончания. У вспыльчивых, раздражительных людей натрий усваивается плохо и быстро выводится из организма, а у спокойных и доброжелательных, постоянно испытывающих положительные эмоции этот минерал усваивается хорошо. Особенно важно поддерживать стабильный баланс натрия тем людям, у которых диагностированы органические поражения почек или гипертония. Натрий участвует в образовании желудочного сока, регулирует выделение почками многих продуктов обмена веществ, активирует ряд ферментов слюнных желез и поджелудочной железы, а также более чем на 30% обеспечивает щелочные резервы плазмы крови. Кроме того, ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, это задерживает воду в организме.

5. Уровни организации жизни

Все живые организмы в природе состоят из одинаковых уровней организации, это общая для всех живых организмов характерная биологическая закономерность. Выделяют следующие уровни организации живых организмов — молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

1. Молекулярно-генетический уровень. Это наиболее элементарный характерный для жизни уровень. Как бы сложно или просто ни было строение любого живого организма, они все состоят из одинаковых молекулярных соединений. Примером этого являются нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и другие сложные молекулярные комплексы органических и неорганических веществ. Их называют иногда биологическими макромолекулярными веществами. На молекулярном уровне происходят различные процессы жизнедеятельности живых организмов: обмен веществ, превращение энергии. С помощью молекулярного уровня осуществляется передача наследственной информации, образуются отдельные органоиды и происходят другие процессы.

2. Клеточный уровень. Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов на Земле. Отдельные органоиды в составе клетки имеют характерное строение и выполняют определенную функцию. Функции отдельных органоидов в клетке взаимосвязаны и выполняют единые процессы жизнедеятельности. У одноклеточных организмов (одноклеточные водоросли и простейшие) все жизненные процессы проходят в одной клетке, и одна клетка существует как отдельный организм. Вспомните одноклеточные водоросли, хламидомонады, хлореллу и простейших животных — амебу, инфузорию и др. У многоклеточных организмов одна клетка не может существовать как отдельный организм, но она является элементарной структурной единицей организма.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

6. Уровни и структуры экосистем

Экологическая система (экосистема) — любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами.

Выделяют микроэкосистемы (например, ствол гниющего дерева и т. п.), мезоэкосистемы (лес, пруд и т. н.) и макроэкосистемы (океан, континент и т. н.). Глобальная Э. одна — биосфера.

Иногда экосистему отождествляют с биогеоценозом.  Биогеоценоз:  эволюционно сложившаяся, относительно пространственно  ограниченная, внутренне однородная природная система функционально взаимосвязанных живых организмов и окружающей их абиотической среды, характеризующаяся определенным энергетическим состоянием, типом и скоростью обмена веществом и информацией (т.е. БГЦ – конкретный тип экосистемы).

По виду использования энергии все живые  организмы в экосистемах можно разделить на следующие группы:

  1. Автотрофы — организмы, синтезирующие из неорганических соединений органические вещества с использованием энергии Солнца (растения, содержащие хлорофилл)
  2. Хемотрофы — организмы, синтезирующие из неорганических соединений органические вещества с использованием энергии, освобождающейся при химических реакциях (за счет энергии окисления аммиака, сероводорода и др. веществ – микроорганизмы)
  3. Гетеротрофы — организмы, питающиеся готовыми органическими веществами (животные и человек, растения – паразиты, грибы и бактерии)

Автотрофы и хемотрофы, производящие органическое вещество из неорганических соединений, называются продуцентами.

Гетеротрофы (от гетеро- и греч. trophe — пища) (гетеротрофные организмы), используют для своего питания готовые органические вещества. К гетеротрофам относятся человек, все животные, некоторые растения, большинство бактерий, грибы.

Редуценты (от лат. reducens — возвращающий, восстанавливающий), организмы (сапротрофы), разлагающие мертвое органическое вещество (трупы, отбросы) и превращающие его в неорганические вещества, которые в состоянии усваивать другие организмы — продуценты.

7. Цепи и сети питания

Пищевая (трофическая) цепь  —  видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель.

Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4—5.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Структура пищевой цепи.

Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды. Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами. Чаще всего на этом месте находятся растения, грибы, водоросли. Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.

Трофическая сеть

Обычно для каждого звена цепи можно указать не одно, а несколько других звеньев, связанных с ним отношением «пища — потребитель». Так, траву едят не только коровы, но и другие животные, а коровы являются пищей не только для человека. Установление таких связей превращает пищевую цепь в более сложную структуру — трофическую сеть.

Трофический уровень — условная единица, обозначающая удалённость от продуцентов в трофической цепи данной экосистемы.

В некоторых случаях в трофической сети можно сгруппировать отдельные звенья по уровням таким образом, что звенья одного уровня выступают для следующего уровня только в качестве пищи. Такая группировка называется трофическим уровнем.

Типы пищевых цепей

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Существует 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные.

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

Наземные детритные цепи питания более энергоемки, поскольку большая часть органической массы, создаваемое автотрофными организмами, остается невостребованной и отмирает, формируя детрит. В масштабах планеты, на долю цепей выедания приходится около 10% энергии и веществ запасенных автотрофами, 90% же процентов включается в круговорот посредством цепей разложения.

8. Правило экологической пирамиды

Экологическая пирамида — графические изображения соотношения между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме.

Выражается:

  • в единицах массы (пирамида биомасс),
  • в числе особей (пирамида чисел Элтона)
  • в заключенной в особях энергии (пирамида энергий).

1) Пирамида биомасс:

В наземных экосистемах масса  продуцентов (на единицу площади и абсолютно) больше, чем масса  консументов, масса консументов первого порядка — больше, чем масса консументов второго порядка и т.д.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

2) Пирамида чисел

В тех тропических цепях, где передача энергии происходит в основном через связи хищник – жертва, часто выдерживается правило пирамиды чисел: общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым последующим звеном уменьшается. Хищники, как правило, крупнее объектов своего питания и для поддержания биомассы одного хищника нужно несколько или много жертв (пример: волк – заяц)

Из правила пирамиды чисел могут быть исключения, если более мелкие хищники живут за счет групповой охоты на крупных животных (лев – газель, зебра, антилопа-гну).

Правило пирамиды чисел неприменимо к цепям питания паразитов, размеры которых с каждым звеном уменьшаются, а число особей возрастает.

3) Пирамида энергий Линдемана

Из количественных оценок, связанных с энергией, для трофических цепей известно правило десяти процентов, согласно которому при переходе с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой потребляется в среднем 10% энергии биомассы или вещества в энергетическом выражении

Пирамида энергий является наилучшим графическим изображением трофической структуры экосистемы, поскольку она отражает динамику системы, то есть скорость прохождения энергии через пищевую цепь.

9. Стабильность и развитие экосистем

В нормальном состоянии любой экологической системе присуще устойчивое состояние, называемое гомеостазом, характеризующееся динамическим (подвижным) равновесием между рождаемостью и смертностью, потреблением и освобождением вещества и энергии.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

В тоже время любая экосистема входит в иерархию систем и поэтому подвергается внешним воздействиям, стремящимся вывести ее из равновесия. Если это атияние не слишком грубо, то нарушенные связи заменяются другими и процесс передачи вещества и энергии продолжается. Такое явление называется экологическим дублированием.

Экологическое дублирование — процесс замены исчезнувшего по каким-либо причинам вида другим видом, который занимает его экологическую нишу. Так экосистемы сопротивляются воздействиям, нарушающим их стабильность.

Система тем надежнее и стабильнее, чем большее видовое разнообразие она имеет. Это обеспечивает широкие возможности для экологического дублирования.

В тоже время под влияние внешних и внутренних факторов в экологических системах происходят постоянные изменения. Некоторые виды экосистем, испытывая негативные воздействия, снижают свою численность, а иногда вовсе исчезают. Другие виды могут от этого выиграть, и их численность возрастает. Происходит вытеснение одних видов другими.

Процессы последовательных изменений состояния экосистем в пространстве или во времени, сопровождающиеся сменой состояний и свойств всех ее компонентов, называются сукцессиями. Сукцессии — это постепенные необратимые направленные изменения в экосистемах, протекающие в результате внешних и внутренних причин на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействий человека.

Различают множество форм сукцессии: пирогенную, катастрофическую, антропоген-ную и т.д. Причиной пирогенных сукцессий являются пожары; катастрофических — из-вержения вулканов, ураганы, необычный паводок, массовое размножение вредителей и т.п.; антропогенных — хозяйственная деятельность человека.

Способность экосистемы относительно полно самовосстанавливаться и саморегулироваться в течение сукцессионного или эволюционного отрезка ее существования называется экологической надежностью. Простейшим механизмом поддержания экологической надежности экосистемы является замена выбывшего по каким-либо причинам вида другим, экологически близким. При более глубоком нарушении замена происходит на уровне сообществ различного уровня вплоть до биогеоценозов.

10. Закон внутреннего динамического равновесия

Н.Ф. Реймерс описал этот закон; устанавливающий, что энергия, вещество, информация и динамическое качество отдельных природных систем, включая экосистемы и биосферу в целом и их иерархии, взаимосвязаны и любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально структурные количественные и качественные перемены всех других показателей, сохраняя общую сумму качеств систем.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных естественных систем и их иерархии очень тесно связанные между собою, так что любое изменение одного из показателей неминуемое приводит к функционально-структурным изменениям других, но при этом сохраняются общие качества системы — энергетические, информационные и динамические. Следствия действия этого закона обнаруживаются в том, что после любых изменений элементов естественной среды (вещественного состава, энергии, информации, скорости естественных процессов и т.п.) обязательно развиваются цепные реакции, которые стараются нейтрализовать эти изменения. Следует отметить, что незначительное изменение одного показателя может послужить причиной сильных отклонений в других и во всей экосистеме.

Изменения в больших экосистемах могут иметь необратимый характер, а любые локальные преобразования природы вызовут в биосфере планеты (то есть в глобальном масштабе) и в ее наибольших подразделах реакции ответа, которые предопределяют относительную неизменность эколого-экономического потенциала. Искусственное возрастание эколого-экономического потенциала ограниченное термодинамической стойкостью естественных систем.

Закон внутреннего динамического равновесия — один из главнейших в природопользовании. Он помогает понять, что в случае незначительных вмешательств в естественную среду ее экосистемы способны саморегулироваться и восстанавливаться, но если эти вмешательства превышают определенные границы (которые человеку следует хорошо знать) и уже не могут «угаснуть» в цепи иерархии экосистем (охватывают целые речные системы, ландшафты), они приводят к значительным нарушениям энерго- и биобаланса на значительных территориях и в всей биосфере.

Список использованных источников

1. Шимова, О.С. Основы экологии и экономика природопользования: Учебник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. — Мн.: БГЭУ, 2001 -367 с.
2. Акимова, Т.А. Экология: Учебник для вузов / Т.А. Акимова, ВЛЗ. Хаскин. — М: ЮНИТИ, 1998, — 445 с.
З. Маврищев, В.В. Основы общей экологии: Учеб. пособие / В.В, Маврищев. — Мн.: Выш. шк., 2000, — 317 с.
4. Экология: Учебное пособие / Общая ред. С.А. Боголюбова. — М: Знание, 1997. — 288 с.
5. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Л.А. Муравья. — М. ЮНИТИ-ДАНА, 2000. — 447 с.
6. Кормилици.н, В.И. Основы экологии: Учеб, пособие / В.Ц. Кормилидин. — М.: Интерстиль. 1997. — 368 с.
7. Реймерс, Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник / Н.Ф. Реймерс. — М: Просвещение, 1992. — 320 с,
8. Охрана окружающей среды: Учеб, для техн. спец, вузов / Под ред. СЗ. Бело-ва. — М.: Высшая школа, 1991. — 319 с
9. Одум Ю. Экология (в 2-х т.).- М.: Мир, 1986.
10. Розанов Б.Г. Основы учения об окружающей среде. Учебное пособие. — М.: Изд-во Московского ун-та, 1984.
11. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник.- М.: Просвещение, 1992.

Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 1

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

6624

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке