Абиотическим компонентам экосистемы океана нельзя отнести

Абиотическим компонентам экосистемы океана нельзя отнести

Абиотические компоненты

Важнейшими составляющими абиотического компонента экосистемы помимо почв являются климатические и топографические факторы. Кроме того, в абиотический компонент может входить наличие волн, гейзеров, вулканов и прочие экзотические факторы.

К климатическим факторам относят свет, температуру, влажность и т. п. На интенсивность света влияет широта местности, время дня и года, а также наклон поверхности по отношению к горизонтали. Под действием света в растениях происходят фотосинтез и транспирация, благодаря свету животные видят. Организмы, живущие в областях с выраженной сменой времён года, выработали различные реакции на периодические изменения освещённости (у растений – цветение, опадание листьев, у животных – миграция, зимняя спячка). Необходимость света для нормальной жизнедеятельности приводит к ярусной структуре наземных сообществ, а в водных экосистемах ограничивает распространение большинства организмов поверхностными слоями воды.

Прохождение солнечных лучей сквозь атмосферу.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм губительны для всего живого. Жизнь на Земле возможна только потому, что это излучение задерживается озоновым слоем атмосферы, и до поверхности доходит только длинноволновая часть УФ-излучения (300–400 нм). Но даже она обладает высокой активностью и может вызывать повреждение кожного покрова.

Каждый организм может существовать только в определённом диапазоне температур. При понижении температуры до 0 °C происходит замерзание воды, и клетка погибает. При высоких температурах белки денатурируют, теряя свои функции, и жизнь также становится невозможной.

У организмов с непостоянной температурой тела повышение температуры окружающей среды вызывает ускорение метаболических реакций. Млекопитающие и птицы развили способность к терморегуляции – поддержанию постоянной температуры тела. Наземные организмы выработали различные адаптационные механизмы, позволяющие уменьшить неблагоприятное воздействие температурных колебаний. В воде изменения температуры относительно невелики, и проблема приспособления организмов к колебаниям так остро не стоит.

Вода, как необходимое условие жизни, также является ограничивающим фактором в экосистемах. Водный баланс определяется выпадением осадков, дренажем и испарением воды; его смещение приводит к засухе либо, наоборот, к переувлажнению. Растения и животные, обитающие в засушливых местностях, приспособились к неблагоприятным условиям: они уменьшают потери воды (например, сбрасывают листья, снижают потоотделение или транспирацию , уменьшают площадь поверхности тела), увеличивают её потребление (длинные, глубоко проникающие корни), переживают неблагоприятный период в виде луковиц и клубней или в летней спячке.

Ветер увеличивает скорость испарения воды. Он влияет на рост растений на открытых участках, переносит семена и споры неподвижных растений и животных. Перемещения воздушных масс вызывают перераспределение осадков на поверхности Земли.

В некоторых местах (например, под корой гниющего дерева) климатические условия могут отличаться от климата окружающей среды. В этом случае говорят о микроклимате. Микроклимат играет важную роль при распространении организмов, способных обитать в ограниченном диапазоне условий.

Горы могут являться барьером на пути дождевых туч.

Исключительно важную роль играет и рельеф местности. Во-первых, топография сильно сказывается на климатических; горы могут являться климатическим барьером. Во-вторых, при изменении высоты местности над уровнем моря меняются температура, влажность, атмосферное давление. Крутизна склона и его ориентация по частям света (экспозиция) также оказывают большое влияние на экосистему.

Абиотический компонент – это динамическая система. Циклические процессы перемещения и превращения веществ называются круговоротами веществ. Важнейшими из них являются круговорот воды (гидрологический цикл), кислорода, углерода, азота, фосфора, кальция и других элементов.

Вода испаряется с поверхности океанов и морей, переносится ветром в виде туч и осадками выпадает на сушу. Часть воды испаряется с суши обратно в атмосферу, другая часть через грунтовые воды даёт начало рекам, третья часть поглощается организмами. По пути сквозь горные породы вода вымывает минеральные вещества; в конце концов они попадают в океан, изменяя с течением времени его состав. На круговорот воды в природе тратится огромная энергия: 10,5 · 10 32 Дж в год (10 % всей получаемой Землёй от Солнца энергии).

Углерод поглощается из атмосферы растениями, растения поедаются животными. Скорость усваивания углерода растениями составляет 1,5 · 10 11 т в год (для сравнения общая масса углерода в растениях составляет около 5 · 10 11 т, в животных – 5 · 10 9 т, в атмосфере – 6,4 · 10 11 т). В результате дыхания часть углерода возвращается обратно в атмосферу. Из остаков мёртвых организмов углерод попадает в почву и накапливается там, образуя гумус , торф, каменный уголь, нефть, природный газ. В активном круговороте углерода участвует лишь небольшое количество этого элемента; огромные запасы углерода законсервированы в известняках и других породах.

Использование удобрений для нужд сельского хозяйства усилило эвтрофикацию – обогащение водоёмов биогенными веществами. В результате в них быстро размножаются одноклеточные продуценты, которые вскоре гибнут в результате несбалансированности пищевых цепей. Это приводит к истощению ресурсов кислорода и последующей гибели живых организмов.

Источник

Из каких основных компонентов состоят экосистемы?

Есть два основных компонента экосистемы, которые постоянно взаимодействуют друг с другом. Это биотические компоненты (живая природа) и абиотические компоненты (неживая природа).

Биотические компоненты экосистемы

Живые компоненты экосистемы называются биотическими. Они включают в себя растения, животных, грибы и бактерии. Эти биотические компоненты можно также классифицировать в зависимости от источника потребности в энергии. Продуценты, консументы и редуценты — это три основные группы живых организмов.

Продуценты

К продуцентам относятся все растения в экосистеме, которые способны покрывать свою потребность в энергии посредством фотосинтеза. Все остальные живые существа зависят от растений для удовлетворения своих энергетических потребностей в пище и кислороде.

Консументы

Консументы включают травоядных, плотоядных и всеядных животных. Травоядные — это живые организмы, питающиеся растениями. Плотоядные едят других животных. Всеядные — это животные, которые могут есть как растительную, так и животную пищу.

Редуценты

Редуценты питаются разлагающимся органическим веществом и превращают его в азот и углекислый газ. Грибы и бактерии играют жизненно важную роль в переработке питательных веществ, чтобы продуценты, то есть растения, могли их снова использовать.

Абиотические компоненты экосистемы

Абиотические компоненты — это физические и / или химические факторы среды, которые воздействуют на живые организмы на любом этапе их жизни. Их также называют экологическими факторами среды. Физические и химические факторы характерны для окружающей среды. Свет, воздух, почва, вода, питательные вещества и т. д. образуют абиотические компоненты экосистемы.

Абиотические факторы варьируются от экосистемы к экосистеме. В водной экосистеме абиотические факторы могут включать pH воды, солнечный свет, мутность, глубину, соленость, доступные питательные вещества и растворенный кислород. Точно так же абиотические факторы в наземных типах экосистем могут включать почву, виды почв, температуру, дождь, высоту, ветер, питательные вещества, солнечный свет и т. д.

Круговорот веществ в экосистеме

Солнце является источником энергии для продуцентов. Растения используют эту энергию для синтеза питательных веществ при помощи диоксида углерода и хлорофилла. Энергия солнца через несколько химических реакций превращается в химическую энергию.

Энергетические потребности травоядных животных зависят от растений. Плотоядные, в свою очередь, питаются другими животными. Затем микробы и грибы на любом уровне разлагают мертвые и разлагающиеся органические вещества. Редуценты после различных химических реакций высвобождают молекулы обратно в окружающую среду в виде химических веществ. Растения снова используют их, и цикл начинается заново.

Экосистемы имеют сложный набор взаимодействий, которые происходят между биотическими и абиотическими компонентами. Компоненты экосистемы связаны друг с другом потоками энергии и круговоротом питательных веществ. Несмотря на то, что экосистемы не имеют четких границ, эти взаимодействия будут затронуты, даже если один фактор будет изменен или удален. В конечном итоге это может повлиять на всю экосистему.

Источник

Абиотический компонент — Abiotic component

В биологии и экологии , абиотические компоненты или абиотические факторы являются неживые химические и физические части среды , которые влияют на живые организмы и функционирование экосистем . Абиотические факторы и связанные с ними явления лежат в основе биологии в целом. Они влияют на множество видов во всех формах условий окружающей среды, таких как морские или наземные животные. Мы, люди, можем создавать или изменять абиотические факторы в окружающей среде вида. Например, удобрения могут влиять на среду обитания улиток, а парниковые газы, которые используют люди, могут изменять уровень pH в морской среде.

Абиотические компоненты включают физические условия и неживые ресурсы, которые влияют на живые организмы с точки зрения роста , поддержания и воспроизводства . Ресурсы различаются как вещества или объекты в окружающей среде, необходимые для одного организма и потребляемые или иным образом недоступные для использования другими организмами.

Компонентное разложение вещества происходит в результате химических или физических процессов , например гидролиза . Все неживые компоненты экосистемы, такие как атмосферные условия и водные ресурсы, называются абиотическими компонентами.

Примеры

В биологии абиотические факторы могут включать воду, свет, радиацию, температуру, влажность , атмосферу , кислотность и почву. Макроскопический климат часто влияет на все вышеперечисленное. Давление и звуковые волны также можно рассматривать в контексте морской или субземной среды. К абиотическим факторам в окружающей среде океана также относятся воздействие с воздуха, субстрат, прозрачность воды, солнечная энергия и приливы. Рассмотрим различия в механике C3 , C4 и CAM растений в регулировании притока углекислого газа в цикл Кальвина-Бенсона по отношению к их абиотическим стрессорам. У растений C3 нет механизмов для управления фотодыханием , тогда как растения C4 и CAM используют отдельный фермент PEP-карбоксилазу для предотвращения фотодыхания, тем самым увеличивая выход фотосинтетических процессов в определенных высокоэнергетических средах.

Многие Archea требуют очень высоких температур, давления или необычных концентраций химических веществ, таких как сера ; это связано с их специализацией в экстремальных условиях. Кроме того, грибы эволюционировали, чтобы выжить при температуре, влажности и стабильности окружающей среды.

Например, существует значительная разница в доступе как по воде, так и по влажности между тропическими лесами умеренного пояса и пустынями . Эта разница в доступности воды вызывает разнообразие организмов, которые выживают в этих областях. Эти различия в абиотических компонентах изменяют присутствующие виды, создавая границы того, какие виды могут выжить в окружающей среде, а также влияя на конкуренцию между двумя видами. Абиотические факторы, такие как соленость, могут дать одному виду конкурентное преимущество перед другим, создавая давление, которое приводит к видообразованию и изменению вида от универсальных и специализированных конкурентов.

Источник

Водные экосистемы: структура и проблемы устойчивости

Экосистема представляет собой единый комплекс живых организмов и среды их обитания, находящихся в непрерывном взаимодействии друг с другом, связанные обменом вещества и энергии.

Примерами экосистем могут служить озёра, леса, пустыни и т.д. Иногда в качестве синонима употребляется термин «биогеоценоз». Рассмотрим компоненты, из которых состоит любая экосистема, в том числе и водная.

Абиотические и биотические компоненты экосистем

Абиотические компоненты представляют собой собственно окружающую для живых организмов среду.

То есть, к абиотическим компонентам относятся химические соединения (вода, растворённые в ней вещества, донные отложения) и различные виды энергии (электромагнитное излучение, тепловые и гравитационные поля).

Абиотические компоненты определяют важнейшие процессы, от которых зависит функционирование экосистемы (например, климатические режимы, химический состав водоёма и др.).

К биотическим компонентам относятся живые организмы, обитающие в водоёме. В свою очередь, их можно разделить на три группы:

• продуценты, или автотрофы, производящие необходимые для жизни питательные вещества из неорганических соединений.

В основном это происходит в процессе фотосинтеза, поэтому к числу продуцентов водных экосистем относятся крупные растения и зелёные водоросли (фитопланктон). Очевидно, что перечисленные организмы могут обитать на относительно небольших глубинах, куда способен проникать солнечный свет.

• консументы, или гетеротрофы, получающие питательные вещества при потреблении органической пищи.

Консументы делятся на первичные (растительноядные), среди которых выделяется зоопланктон (животные – обитатели толщи воды) и зообентос (донные животные), вторичные (плотоядные, питающиеся первичными консументами) и третичные (хищники, питающиеся вторичными консументами).

• редуценты, или сапротрофы, перерабатывающие в неорганические соединения отмершие органические останки.

К ним относятся некоторые бактерии и грибы, которые обитают, как правило, ближе к донным отложениям, куда под действием гравитации опускаются мёртвые растения и животные. Некоторые из них являются патогенными.

Роль редуцентов заключается в высвобождении химических элементов, прошедших цикл пищевой цепочки для нового использования, то есть, в создании нового субстрата для автотрофов.

Устойчивость водных экосистем

Устойчивостью водных экосистем называется их способность сохранять свои свойства при внешних и внутренних нагрузках.

Водные объекты, не являющиеся устойчивыми при определённых нагрузках и в определённом временном интервале, являются уязвимыми. При этом устойчивость и уязвимость циклических водных экосистем (озёр, прудов и т.д.) отличается от этих же показателей для транзитных (рек и проточных водоёмов).

В первом случае корректно говорить об адаптационной устойчивости, во втором – о регенерационной.

Таким образом, для циклических водоёмов показателем их устойчивости может служить то, насколько они способны сохранять своё первоначальное состояние или же плавно, без резких качественных скачков переходить в новое состояние, при этом сохраняя все внутренние связи.

В случае же транзитных водных экосистем решающим фактором оказывается способность системы к восстановлению после многократного внешнего воздействия.

Также различны механизмы устойчивости для биотических и абиотических компонентов.

Для абиотических определяющими являются физико-химические факторы, для биотических – способность к адаптации.

Высокая устойчивость экосистемы является одним из показателей её экологического благополучия, наряду с биологическим разнообразием, качеством воды и другими критериями.

Проблемы оценки экологического состояния водоемов

Одной из наиболее сложных проблем, возникающих при оценке экологического благополучия водных экосистем является необходимость количественного описания большого числа процессов, влияющих на свойства экосистемы, в том числе, на способность системы сохранять неизменными свои показатели (инертность), возвращаться в исходное состояние через некоторый промежуток времени (восстанавливаемость) и способность плавного перехода в новое состояние (пластичность).

Для решения этой задачи широко используется математическое моделирование с использованием компьютерных технологий.

Например, проводится нормирование исходных характеристик, в результате которого на выходе имеется значение каждого критерия в диапазоне от 0 (наихудшие условия) до 1 (наилучшие условия).

Подобное нормирование необходимо для приведения различных величин к единой безразмерной шкале, в которой полученные значения можно использовать для расчёта интегрального показателя.

При этом должна учитываться значимость его составляющих, так называемые весовые коэффициенты, сумма которых равна 1. Веса каждого компонента могут быть выбраны равными; веса наиболее значимых компонентов увеличиваются, а веса наименее значимых – уменьшаются в определённое число раз; веса могут определены экспертами или посредством проведения дополнительных расчётов. После расчёта интегральных показателей для них строится оценочная шкала.

В качестве примеров приоритетных признаков для оценки устойчивости водоёмов можно привести площадь их поверхности, среднюю температуру воды в летний период, концентрацию взвешенных веществ и аммонийного азота, биохимическое потребление кислорода и другие показатели.

Источник