Автохтонная и зимогенная микрофлора почвы
Микрофлора зимогенная почв (термин С. Н. Виноградского) — совокупность микроорганизмов, господствующих в почвах, в которые поступают свежие органические вещества. По современным представлениям, зимогенные (аллохтонные) микроорганизмы, наряду с автохтонными, могут участвовать в минерализации гумусовых веществ. Развитие и численность зимогенных организмов зависят от поступления в почву определенных питательных веществ. Если почва по какой-либо причине содержит мало питательных веществ, они переходят в покоящуюся форму или даже погибают. В этом случае численность популяции зимогенных микроорганизмов снижается. Зимогенные бактерии еще называют R-стратегами, выбирающие для жизнедеятельности высокую скорость роста. Такие организмы неэффективно используют питательные вещества. Быстрое стремительное размножение сменяется столь же быстрыми темпами отмирания. Типичным примером зимогенной почвенной микрофлоры являются целлюлолитические бактерии.
Автохтонная микрофлора почв представлена микроорганизмами постоянно присутствующими в сообществе независимо от количества питательных веществ в среде. Это так называемые К-стратеги – микроорганизмы, растущие с постоянной невысокой скоростью независимой от концентрации питательных веществ.
В эту группу микроорганизмов входят олиготрофы, которые могут и не осуществлять минерализации гумуса. М.а. почвы – природное сообщество микроорганизмов неудобренной почвы. Количество организмов и их разнообразие определяются естественным содержанием в ней органического вещества.
|
|
|
Автохтонной микрофлорой обычно называют все те почвенные микроорганизмы, которые проходят в почве полный цикл развития и встречаемость которых не зависит от поступления в почву питательных веществ. Это организмы, для которых почва представляет естественную среду для жизни и развития.
Самоочищение почвы
Основная роль в минерализации органических веществ, обусловливающей самоочищение почвы, принадлежит почвенным микроорганизмам. Под действием ферментов гнилостных бактерий сложные органические вещества, попавшие в почву, разлагаются на простые минеральные соединения (СО2, Н2О, NH3, H2S), доступные для питания автотрофных организмов. В почве беспрерывно совершаются процессы, обусловленные жизнедеятельностью микроорганизмов: гниение, тление, нитрификация, денитрификация, разложение клетчатки, мочевины. Эти процессы распада и минерализации органических веществ имеют большое санитарно-гигиеническое значение.
В процессе самоочищения почвы содержание санитарно-показательных микроорганизмов (бактерий группы кишечных палочек и термофильных микробов) в ней изменяется.
|
|
|
В качестве показателя активности самоочищения почвы используют определение энергии нитрификации. Усиленному размножению нитрифицирующих бактерий способствует наличие в почве большого количества аммиака— продукта белкового распада. Чем больше минерализовано органических веществ в почве, тем интенсивнее протекает процесс нитрификации и, следовательно, процесс самоочищения почвы.
60. Энергетика экосистемы. Пищевые (трофические) цепи. Компоненты и звенья пищевой цепи. Пищевые сети (циклы) как комплексы пищевых цепей. Трофические уровни. Экологические сукцессии.
Энергия, содержащаяся в органическом веществе одних организмов, потребляется другими организмами. Перенос в-в и заключенной в них энергии от автотрофов к гетеротрофам, что происходит в результате поедания одними организмами других, называется пищевой цепью (цепью питания, трофической цепью). Число звеньев в пищевой цепи может быть различным, но обычно их 3-4 (реже 5).
Трофическая цепь, пищевая цепь — пищевые взаимоотношения между организмами, через которые в экосистеме происходит перенос вещества и энергии с более низких уровней (растения) к более высоким (хищникам). 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, 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. Пример: дерево - олень - тигр; трава - мышь - змея; трава - заяц - тигр; трава - мышь(птица)- сова.
Пищевые цепи можно разделить на два основных типа: пастбищную и детритную. Пищевые цени, которые начинаются с автотрофных фотосинтезирующих организмов, называются пастбищными, или цепями выедания. На вершине пастбищной цепи стоят зеленые растения. На втором уровне пастбищной цепи обычно находятся фитофаги, т.е. животные, питающиеся растениями. Примером пастбищной пищевой цепи могут служить взаимоотношения между организмами на пойменном лугу. Начинается такая цепь с лугового цветкового растения. Следующее звено — бабочка, питающаяся нектаром цветка. Затем идет обитатель влажных местообитаний — лягушка. Ее покровительственная окраска позволяет ей подстеречь жертву, но не спасает от другого хищника — обыкновенного ужа. Цапля, поймав ужа, замыкает пищевую цепь на пойменном лугу.
|
|
|
Если пищевая цепь начинается с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных — детрита, она называется детритной, или цепью разложения. Термин «детрит» означает продукт распада. Такие цепи характерны для сообществ дна глубоких озер, океанов, где многие организмы питаются за счет оседания детрита, образованного отмершими организмами верхних освещенных слоев водоема.
В лесных биоценозах детритная цепь начинается с разложения мертвого органического вещества животными-сапрофагами. Наиболее активное участие в разложении органики здесь принимают почвенные беспозвоночные животные (членистоногие, черви) и микроорганизмы. Присутствуют и крупные сапрофаги — насекомые, которые готовят субстрат для организмов, осуществляющих процессы минерализации (для бактерий и грибов).
Общее правило, касающееся любой пищевой цепи, гласит: на каждом трофическом уровне со-общества большая часть поглощаемой с пищей энергии тратится на поддержание жизнедея-тельности, рассеивается и больше не может быть использована другими организмами. Таким образом, потребленная пища на каждом трофическом уровне ассимилируется не полностью. Значительная ее часть расходуется на обмен веществ. При переходе к каждому последующему звену пищевой цепи общее количество пригодной для использования энергии, передаваемой на следующий, более высокий трофический уровень, уменьшается.
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 - трофическую сеть.
Трофический уровень — совокупность организмов, занимающих определенное положение в об-щей цепи питания в связи с одинаковой удаленностью от звена продуцентов. Количество Т. у. в экосистемах не превышает 4—6, так как часть энергии пищи в ходе ее трансформации теряется на нужды энергетического, обмена, рассеивается в виде тепла.
Первый трофический уровень занимают автотрофы, зеленые растения (продуценты), первичные потребители солнечной энергии; второй - растительноядные животные (фитофаги, консументы первого порядка); третий - хищники, питающиеся растительноядными животными (консументы второго порядка), и паразиты первичных консументов; вторичные хищники (консументы третьего порядка) и паразиты вторичных консументов образуют четвертый трофический уровень. Организмы, стоящие на каждом трофическом уровне, приспособлены природой для потребления опреде-ленного вида пищи, в качестве которой выступают организмы предыдущего трофического уровня (или нескольких предыдущих уровней).
Процесс, при котором сообщества видов растений и животных замещаются с течением времени другими, обычно более сложными сообществами, называется экологической сукцессией, или просто сукцессией.
Экологическая сукцессия обычно продолжается до тех пор, пока сообщество не станет стабильным и самообеспечивающимся. Экологи выделяют два вида экологических сукцессии: первичные и вторичные.
Первичная сукцессия - это последовательное развитие сообществ на участках, лишенных почв. Более распространенным типом сукцессии является вторичная сукцессия, т.е. последовательное развитие сообществ в ареале, в котором естественная растительность была устранена или сильно нарушена, но почва не была уничтожена. К таким сукцессиям может привести, например, частичное уничтожение леса болезнями, ураганом, извержением вулкана, землетрясением либо пожаром. Восстановление лесного биоценоза после таких катастрофических воздействий происходит в течение длительного времени.
Примером вторичной сукцессии является образование торфяного болота при зарастании озера.
Широко известным примером первичной сукцессии является заселение застывшей лавы после извержения вулкана или склона после схода лавины, уничтожившей весь профиль почвы, участки открытой добычи полезных ископаемых, с которых снят верхний слой почвы и т.п. На таких бесплодных участках первичная сукцессия от голой скальной породы до зрелого леса может занять от сотен до тысяч лет.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 2870; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!