Държавен изпит по Екология

Компонентите на биотичния спектър се подреждат по следния възходящ ред: ген, клетка, орган, организъм, популация, съобщество. Съобществата заедно с обитаваната от тях абиотична среда със относително еднакви екологични параметри (литосфера,педосфера, хидросфер
а, атмосфера, климатически и космически фактори) представляват екосистемите, а съвкупността от екосистемите на планетата е биосферата. Теоретичната екология е
структурно-функционалната организация на екосистемите и биосферата, т.е законите на биопродуктивността, енергетиката и хомеостаза на екосистемите и биосферата и за движението на материята и потока на енергията и информацията по екологичните трофични вериги, мрежи и пирамиди в тях. При изследванията си екологията прилага системния холистичен и аналитико-синтетичен методи. По-ниските от съобществата биотични нива като популация, вид (организъм), орган, клетка, ген, заедно с абиотичната среда, с която обменят материя, енергия и информация, представлява мезо и микро екосистеми, които са субекосистеми на макроекосистемите. За това в зависимост от обекта за тях са се формирали еконауките като молекулярна екология,клетъчна екология, органна екология, организмова и популационна екология.Като цяло те всички влизат в екосистемите.За пръв път понятието екосистема е въведено в науката от английския ботаник А. С. Tansley (1935). Под екосистема той разбира единния комплекс от живите организми (автотрофни и хетеротрофни) и абиотичните условия, необходими, за съществуването им. Елементите които влизат в екосистемата, са слънчева енергия и неживите елементи от почвата, атмосферата, водата и др. Елементите, които напускат екосистемата, са топлината, кислородът, въглеродния двуокис, биогенните елементи и др. През 1904г. Н.В Сук
ачов във
ежда по
н
ятието биогеоценоза. Споре
д
Сукачов биогеоценозата е сложен природен комплекс на живите същества, намиращи се във взаимозависимост с неорганичната среда и взаимодействуващите с тях материал но-енергетични връзки. По своята същност това е динамическа уравновесена, взаимосвързана и устойчива във времето система, която е резултат от продължител на дълбока адаптация на съставните компоненти. Съществуват различни становища о
т
носно понятията екосистема и биогеоценоза. Едното е че те са синоними, а другото че са сходни, но не тъждествени. Привържениците на второто мнение твърдят, че екосистемата е с по-широк обем, а биогеоценозата е ограничена от фитоценоза. За екосистемата има определения от различни автори. Ю. Одум (1986) определя екосистемата като: Всяка единица (биосистема), включваща всички съвместно функциониращи организми (биотично съобщество) на даден участък и взаимодействуваща с физическата среда по такъв начин, че потокът на енергията създава строго определени биотични структури и кръговрат на веществата между живите и неживите части. Одум признава, че екосистемата и биогеоценозата са синоними и тъждествени по съдържание. Общо взето Английската школа, а също така и френската и немската школи приемат, че екосистемата като понятие и съдържание е по-точният термин. В руската школа се употребяват и двата термина като вече все повече се налага екосистемата. У нас в горските съобщества се прие понятието тип гора, което по съдържание отговаря на понятието екосистема. Спорът за синонимността на екосистемите и биогеоценозата се дължи на:
- претенциите за авторство и приоритетност;
- пропуските в семантиката и обема и качеството на структурно-функционалните параметри, вложени в понятията.
От теорията за системите и системния анализ е известно, че системите представляват съвкупност от части (подсистеми от различен ранг), които имат строго определени структурно-функционални параметри, които са свързани по между си със строго определени структурно-функционални взаимовръзки и взаимоотношения,подчинени на съвкупното изпълнение на определена задача. Тази теоретична постановка е общо валидна за системите от различно естество като системата машина , абиотична система, биотична система, екосистема. Тя важи и за различните подсистеми от по-нисък ранг. В дефинициите за екосистемите са допуснати следните недостатъци.
1) Не се определя дефинитивно задачата,която трябва да изпълнят екосистемите,а именно максимално производство на биомаса и акумулиране на слънчева енергия във фитоценозата при даден екотоп.
2)

Пропуска се, определението за продуктивността на биоценозата в зависимост от доминантните видове на фитоценоза.
З) Не се изяснява въпросът за различната биопродуктивност на един и същ доминантен растителен вид при различни екотопи.
4) Не се изяснява въпросът за актуалната и потенциалната екосистеми при определен екотоп.
Познаването на принципите и законите на структурно-функционалната организация е фундаментът за изследването им и установяването на потенциалната им биопродуктивност, биоенергетиката и динамичният хомеостаз. Екосистемите биха могли математически да се изразят със следната формула:
Екс=Ект+Бцз
където Екс е екосистемата .Ект- екотопът и Бцз – биоценоза - живите организми.
Екотопът е физическата среда,тя обхваща основните компоненти, каквито са литосфера, педосфера, климатически фактори и космическият фактор (слънчевата енергия).
Между отделните компоненти на екотопа съществуват многостранни връзки и взаимоотношения, които са много сложни, а когато ги свържем с биоценозата, т.е. с живите организми, стават още по-сложни. Известно е,че основната скала е материята, от която се създават почвите. Почвите са свързани с водата, въздуха, климата, с космическите фактори, със слънчевата енергия и хидросферата. От тук произтича и голямата трудност да се установят законите на основните и главните взаимовръзки и взаимоотношения като освен многофакторното действие на компонентите се вземе предвид и действието на закона за непредсказуемостта.
При изследванията на екотопа учените по традиция се насочват към проучванията на отделни компоненти. По-компонентното изучаването, което е по-просто от методологична гледна точка не дава необходимата информация за взаимовръзките и взаимоотношенията между компонентите в екосистемите. Терминът Биотоп(екотоп) произхожда от гръцката дума bios-живот и topos-място.Биотопът е територия на сушата с еднородни абиотични екологични параметри. Основните екологични параметри на биотопа са: литосферата, педосферата, хидросферата, атмосферата, климатичните фактори, космическите фактори. Екотопът обхваща основните абиотични компоненти на средата, които са в сложни биогеохимични взаимоотношения. Биоценозата зависи от екотопа, понеже той е източникът на
хра
нителни вещес
тва з
а автотрофните и хетеротрофните организми. Биоценозата от своя страна в процеса на биогеохимичния кръговрат на веществата и потока на енергията оказва силно влияние върху екотопа като променя значително някои негови екологични параметри. В резултат на разпада се получава значително изменение на почвата, която се хумифицира, насища се с хранителни биогенни елементи, изменя хидрологичните си параметри, рН и др.
Понятието биоценоза произхожда от гръцката дума bios-живот и koinos-общо. Биоценозата представлява съвкупност (съобщество) от популациите на автотрофните (растения) и хетеротрофните (животни и микроорганизми) видове, които обитават относително еднороден екотоп. Биоценозата се състои от фитоценоза (продуценти), зооценоза (консументи), микробиоценоза (редуценти).
Фитоценозата е съвкупността от растителни видове или техните популации, които населяват определена
тер
итория с
относи
телно еднакви екологични параметри. Фитоценозата се характеризира с едни от най-важните параметри в екосистемите, а именно зелените растения. Можем да ги наречем още зелената лаборатория, в която по пътя на фотосинтезата абиотичните химични елементи и веществата, които съществуват в абиотичната среда, се превръщат в жива органична материя, като включват в себе си слънчевата енергия. Слънчевата енергия пристига в биоценозата във вид на светлина. По силата на първият закон на термодинамиката, че енергията в света нито се създава, нито се губи, а само се превръща от един вид в друг, пристигналата в зелената лаборатория слънчева енергия като светлина се трансформира в процеса на фотосинтезата в органична материя, като потенциална биохимична енергия. Ако се проследи движението на материята и потокът на енергията и информацията включени в органичните съединения, се вижда, че тя, минавайки по нататък през различните трофични нива се трансформира в различни видове енергия. Поради факта, че фотосинтезата т.е. зелените растения само произвеждат необходимата материя и енергия за тяхното съществуване, те се наричат автотрофни организми. Затова фотосинтезата и растенията, от които се състой фотосинтезата, се наричат още и продуценти. В растенията фактически започва оживяването на абиотичните т.е. неживите химични елементи и сключването на енергията. Тази енергия е екзогенна или субсидирана, т.е. нейния поток е извън биоматерията, тя не се използва и не се включва в самите живи организми. За самото съществуване на организмите от голямо значение е именно слънчевата (ендогенната), т.е. вътрешната биогенна енергия, която се включва в тях. Поради тази причина една от основните задачи при създаването и поддържането на структурно функционалната организация на екосистемите е да се подсигурят условията за натрупване на повече биомаса, а от там и да се акумулира на планетата повече слънчева енергия. Тази енергия се нарича също биогенна енергия. Името на екосистемите трябва да се определя от фитоценозата и от доминантните растителни видове, които произвеждат най-голямо количество биомаса. При изучаването на популациите, а от там и на съобществата, фитоценозата може да се разглежда и изучава в структурно-функционално отношение в хоризонтален и вертикален аспект. В хоризонтален аспект това се прави когато се определя числеността и плътността на различни видове популации .отнесени към единица площ от заеманата от тях територия и пространствено разпределение на видовете в хоризонтален аспект. Вертикалната структура зависи от ранга на отделните видове растения във фитоценозата. Този ранг се определя от големината на растенията и най-вече от тяхната височина. Така например ако изследваме вертикалната структура на една сложна смърчова фитоценоза, ще видим, че първият етаж се състои от високите смърчови дървета. След това следват дърветата от втори порядък,след това храстите, след това т.нар. приземен етаж , които се състои от различни малки храстчета,треви, лишеи и мъхове. Когато се изучават фитоценозите се прави изследване на доминантния вид, Известно е че освен доминантните видове ,а те са привързани към определен тип месторастене и служат като основен индикатор, за този екотоп, голямо значение в горската екология се отдава на тревните и храстови видове като индикатори.
Втората група живи организми в биоценозата е зооценозата или животните. В тази група влиза и човешкият род-човек. От еколого-биологична гледна точка човекът не се различава от останалите животни, но като социално-биологично същество той има развит мозък. За съжаление развитото индустриално общество идеите се развиват и реализират драстично като се засилва антропогенният натиск, в резултат на което деградират екосистемите като се съсипват зелените лаборатории. Зооценозата т.е. животинските видове, се срещат навсякъде в биотичната среда. Наричат се консументи. Те са хетеротрофни защото те самите не могат да си изградят органична хранителна материя от отделните химични елементи,нито да си доставят ендогенната биогенна слънчева енергия .Животинските видове се наричат консументи. Хетеротрофни и биват консументи от 1 порядък ,или фитофаги. Това са тревопасните животни които направо консумират растителната биомаса на автотрофните видове. След това следват консументи от 2 порядък животинските видове които се хранят само с месо т.е. не консумират трева. Човекът се явява като консумент от 1 и 2 порядък, защото той може да преживява с растителна храна, но не пропуска да използва и животинската.
Третата група живи организми в биоценозат