и (наприклад, хлорофіл) .
Чисто біологічні компоненти екосистеми (продуценти, консументи, редуценти) разлічавтся за типом харчування і місцем у кругообігу речовин і енергії. Продуценти, до яких насамперед відносяться зелені рослини, забезпечують у процесі фотосинтезу за рахунок енергії сонячного світла утворення нового органічної речовини - вуглеводів. Всього в процесі фотосинтезу в біосфері за рік створюється близько 100 млрд. т вуглеводів, засвоюється близько 200 млрд. т СО2 і виділяється 175 млрд. т вільного О2. У природі існує і бактеріальний фотосинтез, в якому окислювачем виступає сірководень і органічні сполуки. Такий вид фотосинтезу важливий для круговороту сірки: у стоячих прісних водах він дає до 25Х всій знову утвореною біомаси. Там, де відсутнє світло (наприклад, на дні океану), органічна речовина створюється за рахунок хемосинтезу. p> Знову створюване органічна речовина разом з міститься в ньому енергією є джерелом живлення для консументів. Різниться кілька видів консументів-травоїдних (або первинних) і м'ясоїдних (або вторинних). Вторинні консументи можуть бути декількох порядків (їжачок - лисиця - вовк - ведмідь). p> Останнім біологічним компонентом екосистеми є редуценти, які в основному представлені мікроорганізмами. Редуценти розкладають органічну речовину в присутності О2 (аеробне розкладання) або в його відсутність (анаеробне розкладання) до неорганічних речовин, які в змозі засвоювати інші організми - продуценти. Істотна роль у руйнуванні органічної речовини належить і дрібним консументам. Розкладання органічних речовин може забезпечуватися і іншими шляхами. Наприклад, для деяких екосистем істотне значення в цьому процесі мають лісові, степові або торф'яні кухаря. p> Розглянемо два дуже поширених прикладу екосистем-наземну лугопастбіщних і озерну. У кожній з цих систем джерелом енергії є Сонце, середа в першій системі представлена ​​атмосферним повітрям і грунтом, в другій системі - водою і донними опадами. Продуцентами в першій системі будуть відносно великі рослини, у другій - дуже дрібні, часто мікроскопічні форми (фітопланктон). Функції консументів першого порядку на луках виконують рослиноїдні тварини (комахи та млекопітаіщіеся лугопастбіщного співтовариства), в озерах - зоопланктон в товщі води; консументами другого порядку на лузі є птахи та інші сухопутні жовтня, а в озері - риби. Різний видовий склад матимуть і редуценти луки та озера (розкладатися бактерії і гриби). Таким чином, структура і функціонування обох екосистем подібні, але їхні середовище і видовий склад біоценозів (тобто сукупність живих істот, що входять у кожну екосистему) різні. При цьому види рослин, мікроорганізмів і тварин кожної з розглянутих екосистем, взятих у конкретних межах того чи іншого луки або озера, являють собою популяції відповідних трав, комах, птахів, гризунів, риб і т.д.
Швидкість розкладання мертвих організмів залежить від виду органічної речовини. Тканини тварин можуть розкладатися порівняно швидко, а деревина - більш повільно. Найбільш стійким продуктом розкладання є гумус, що накопичується в грунтах століттями. Процес розкладання прискорюється людиною за рахунок спалювання органічних речовин, прискорення розпаду гумусу при інтенсивному або нераціональному сільськогосподарському виробництві, зведенні і спалюванні лісів. Частина новоутвореного органічної речовини може зберігатися в екосистемі у формі запасів речовин. p> Паралельно круговороту речовин в екосистемі йде кругообіг енергії з неминучими її втратами на кожному етапі. Ці втрати у схемі (рис. 1.4) позначені як стік тепла. Сток тепла позначає неминуче розсіювання енергії для підтримки екосистеми на більш високому рівні впорядкованості, тобто на більш низькому рівні ентропії. Така можливість підтримки високих ступенів впорядкованості на перший погляд суперечить другому закону термодинаміки (закону ентропії). Однак для нерівноважних середовищ ця можливість була теоретично доведена лауреатом Нобелівської премії Іллею Пригожиним (див. підрозділ 1.1). p align="justify"> В екосистемі створюються певні запаси речовини і енергії, частина з яких може експортуватися з системи. У наш час в біосфері в цілому розпадається кількість речовини, приблизно рівне знову образуемому. Проте близько 300 млн. років тому розпад органічної речовини був менше; певна його частина залишалася в біосфері, утворюючи запаси горючих копалин. У наступні епохи спостерігалися коливання в створення та розпад органіки, що призвело до зміни вмісту СО2 в атмосфері планети і відповідно до глобальних змін клімату, одним із проявів яких були заледеніння. br/>
1.4.2 Перетворення енергії в екосистемах
Основним джерелом енергії для екосистем є енергія Сонця. Саме вона створює тепло на поверхні планета, кінетичну енергію потоків повітря і потенційну енергію гідросфери. Потреба людини в енергії близько 40 ккал/кг на день. Потреба живих організмів в енергії із зменшенням їх розмірів різко зрост...
