Экологическое равновесие

Тема: Экологическое равновесие

Цель: познакомиться с понятием «экологическое равновесие», показателями экологического равновесия, механизмами поддержания экологического равновесия, значением биологического равновесия в экосистемах.

Содержание урока:

Экологическое равновесие – это состояние экосистемы, при котором состав и продуктивность биотической части (растений, животных, грибов, бактерий) в каждый конкретный момент времени сохраняются постоянными и наиболее полно соответствуют абиотическим условиям – почве и климату.

Главная особенность экологического равновесия экосистемы – его подвижность. Различают два типа подвижности равновесия.

1. Обратимые изменения в экосистеме

Это изменения экосистемы в течение года с весны до весны при колебаниях климата в разные годы и изменении роли некоторых видов в связи с ритмами их жизненного цикла (массовое обсеменение дуба один раз в четыре года, массовое развитие клевера на лугу, вспышки численности непарного шелкопряда в лесу или мышевидных грызунов в степи). При таких изменениях видовой состав экосистемы сохраняется, она лишь подстраивается к колебаниям внешних и внутренних факторов.

Изменение количества особей разных видов в экосистеме напоминает движение маятника, но амплитуда движений обычно такова, что экологическое равновесие не нарушается.

В отдельные сезоны года некоторые компоненты экосистемы могут отсутствовать или впадать в состояние глубокого покоя (птицы, на холодный период года улетающие в теплые страны; медведь, спящий зиму в берлоге; непарный шелкопряд, зимующий в кладке; растения, переживающие неблагоприятный по климату год в стадии захороненных семян).

2. Экологические сукцессии

Это последовательная смена экосистем при постепенном направленном изменении условий среды - при нарастании (убывании) влажности или богатства почвы, при изменении климата и т.д. В этом случае экологическое равновесие как бы «скользит»: параллельно (или с некоторым отставанием) с изменениями условий среды изменяется состав живых организмов и продуктивность экосистемы. Постепенно роль одних видов убывает, а других – увеличивается, разные виды выбывают из состава экосистемы или, наоборот, пополняют его. Сукцессии могут вызываться внутренними и внешними (по отношению к экосистеме) факторами, протекать очень быстро или тянуться столетиями. Если изменение среды будет резким (пожар, разлив большого количества нефти, проход колесной техники в тундре), то экологическое равновесие разрушится.

Кроме постоянства (или постепенного изменения) видового состава, экологическое равновесие характеризуется еще двумя важными признаками.

1. Постоянство циклов питательных элементов

Весь углерод и азот, усвоенный экосистемой из атмосферы, в результате деятельности редуцентов возвращается в нее. Все элементы минерального питания (фосфор, калий, кальций и т.д.) после разложения мертвого органического вещества возвращаются в почвенный раствор для повторного использования корнями растений. Если часть органического вещества переходит в детрит, то скорость его накопления соответствует скорости разложения редуцентами.

2. Полное рассеивание поступившей в экосистему энергии

Вся энергия, усвоенная экосистемой, после прохождения ее по цепям «продуцент – консумент - редуцент» рассеивается, то есть «сжигается» организмами в процессе дыхания. Она рассеивается растениями (за счет расходов энергии на дыхание), животными (в результате в их организмах фиксируется не более 10 % энергии пищи) и микроорганизмами, которые «дожигают» органические вещества, превращая их в минеральные соединения. Экосистема поддерживает равновесие за счет того, что в нее постоянно поступает новая солнечная (а если это система хемоавтотрофная или гетеротрофная, то химически связанная) энергия.

Экологическое равновесие в экосистемах поддерживается сложными механизмами взаимоотношений между живыми организмами и условиями среды и между особями одного вида и особям разных видов друг с другом. Взаимоотношения между организмами одного трофического уровня называются горизонтальными, а взаимоотношения между организмами разных трофических уровней – вертикальными. Организмы одного трофического уровня (растения, животные-фитофаги, хищники, детритофаги) связаны в основном взаимоотношениями соревнования за потребление ресурсов, то есть конкуренцией. Конкуренция возникает в том случае, если какого-то ресурса недостаточно. У животных, реже – у растений, может отмечаться взаимопомощь. Между организмами разных трофических уровней взаимоотношения более разнообразны. Основной тип взаимоотношений – хищничество – поедание организмов низшего трофического уровня (растений – растительноядными, растительноядных – хищниками первого порядка, хищников первого порядка – более крупными хищниками второго порядка).

Вывод: Экологическое равновесие – это состояние экосистемы, при котором состав и продуктивность биотической части в каждый конкретный момент времени сохраняются постоянными и наиболее полно соответствуют абиотическим условиям – почве и климату.

Показатели экологического равновесия: подвижность (обратимые изменения, экологические сукцессии), постоянство циклов питательных веществ и полное рассеивание поступившей энергии.

Механизмы поддержания экологического равновесия – горизонтальные и вертикальные взаимоотношения.

Для экосистемы биологическое равновесие играет огромное значение, так как обеспечивает ее устойчивость во времени.

Домашнее задание:

1. Конспект в тетради

1