Ein ökologisches System wurde eingeführt. ökologisches System

Ein ökologisches System oder Ökosystem wird von der Wissenschaft als eine großräumige Interaktion lebender Organismen mit ihrer nicht lebenden Umwelt betrachtet. Sie beeinflussen sich gegenseitig, und ihre Zusammenarbeit ermöglicht die Erhaltung des Lebens. Das Konzept „Ökosystem“ ist verallgemeinert, es hat keine physische Größe, da es den Ozean und gleichzeitig eine kleine Pfütze und eine Blume umfasst. Ökosysteme sind sehr vielfältig, sie hängen von einer Vielzahl von Faktoren wie Klima, geologischen Bedingungen und menschlichen Aktivitäten ab.

Allgemeines Konzept

Um den Begriff „Ökosystem“ vollständig zu verstehen, betrachten Sie ihn am Beispiel eines Waldes. Ein Wald ist nicht nur eine große Anzahl von Bäumen oder Sträuchern, sondern ein komplexes Set miteinander verbundener Elemente der belebten und unbelebten Natur (Erde, Sonnenlicht, Luft). Zu den lebenden Organismen gehören:

Insekten;
Flechten;
Bakterien;
Pilze.

Jeder Organismus erfüllt seine klar definierte Rolle, und die Gesamtarbeit aller lebenden und nicht lebenden Elemente schafft ein Gleichgewicht für das reibungslose Funktionieren des Ökosystems. Jedes Mal, wenn ein fremder Faktor oder ein neues Lebewesen in ein Ökosystem eintritt, kann dies der Fall sein Negative Konsequenzen Zerstörung und möglichen Schaden verursachen. Das Ökosystem kann durch menschliche Aktivitäten oder Naturkatastrophen zerstört werden.

Arten von Ökosystemen

Je nach Ausmaß der Manifestation gibt es drei Haupttypen von Ökosystemen:

Makroökosystem. Ein großes System, das aus kleinen Systemen besteht. Ein Beispiel ist die Wüste oder der Ozean, der von Tausenden Arten von Meerestieren und -pflanzen bewohnt wird.
Mesoökosystem. Ökosystem kleiner Größe (ein Teich, ein Waldgebiet oder eine separate Lichtung).
Mikroökosystem. Ein kleines Ökosystem, das die Natur verschiedener Ökosysteme im Miniaturformat nachahmt (Aquarium, ein Tierkadaver, ein Waldstumpf, ein von Mikroorganismen bewohntes Wasserbecken).

Die Einzigartigkeit von Ökosystemen besteht darin, dass sie keine klar definierten Grenzen haben. Meist ergänzen sie sich oder sind durch Wüsten, Ozeane und Meere getrennt.

Der Mensch spielt eine bedeutende Rolle im Leben von Ökosystemen. In unserer Zeit schafft die Menschheit neue Ökosysteme und zerstört bestehende Ökosysteme, um ihre eigenen Ziele zu erreichen. Ökosysteme werden je nach Entstehungsmethode auch in zwei Gruppen eingeteilt:

natürliches Ökosystem. Es entsteht durch die Kräfte der Natur, ist in der Lage, sich selbstständig zu erholen und einen Teufelskreis von Substanzen zu schaffen, von der Entstehung bis zum Verfall.
Künstliches oder anthropogenes Ökosystem. Es besteht aus Pflanzen und Tieren, die in von Menschenhand geschaffenen Bedingungen leben (Feld, Weide, Stausee, Botanischer Garten).

Eines der größten künstlichen Ökosysteme ist die Stadt. Der Mensch hat es für die Bequemlichkeit seiner eigenen Existenz erfunden und künstliche Energiezuflüsse in Form von Gas- und Wasserleitungen, Strom und Heizung geschaffen. Ein künstliches Ökosystem erfordert jedoch zusätzliche Energie- und Stoffzufuhr von außen.

globales Ökosystem

Die Gesamtheit aller Ökosysteme macht das globale Ökosystem aus -. Es ist die größte Wechselwirkung zwischen belebter und unbelebter Natur auf dem Planeten Erde. Es ist aufgrund des Gleichgewichts einer großen Vielfalt von Ökosystemen und einer Vielzahl von Arten lebender Organismen im Gleichgewicht. Es ist so groß, dass es Folgendes umfasst:

Erdoberfläche;
der obere Teil der Lithosphäre;
der untere Teil der Atmosphäre;
alle Gewässer.

Dank der Konstante hat das globale Ökosystem seine lebenswichtige Aktivität seit Milliarden von Jahren aufrechterhalten.

Ökosystem ist die funktionale Einheit von Lebewesen und ihrer Umwelt. Hauptsächlich EigenschaftenÖkosysteme - ihre Dimensionslosigkeit und Ranglosigkeit. Die Verdrängung einiger Biozönosen durch andere über einen langen Zeitraum wird als Sukzession bezeichnet. Die auf einem neu gebildeten Substrat auftretende Sukzession wird als primär bezeichnet. Die Sukzession in einem bereits von Vegetation besetzten Gebiet wird als sekundär bezeichnet.

Die Einheit der Klassifizierung von Ökosystemen ist ein Biom - eine natürliche Zone oder ein Gebiet mit bestimmten klimatischen Bedingungen und einer entsprechenden Gruppe dominanter Pflanzen- und Tierarten.

Besonderes Ökosystem - Biogeozänose - Standort Erdoberfläche mit ähnlichen Naturphänomenen. Die Bestandteile der Biogeozänose sind Klimatotop, Edaphotope, Hydrotop (Biotop), sowie Phytozönose, Zoozönose und Mikrobiozönose (Biozönose).

Um Nahrung zu erhalten, schafft ein Mensch künstlich Agrarökosysteme. Sie unterscheiden sich von natürlichen durch geringen Widerstand und Stabilität, aber höhere Produktivität.

Ökosysteme sind die wichtigsten Struktureinheiten der Biosphäre

Das ökologische System oder Ökosystem ist die grundlegende funktionelle Einheit in der Ökologie, da es Organismen umfasst und

unbelebte Umwelt - Komponenten, die sich gegenseitig in ihren Eigenschaften beeinflussen, und die notwendigen Bedingungen für die Aufrechterhaltung des Lebens in der Form, die auf der Erde existiert. Begriff Ökosystem wurde erstmals 1935 von einem englischen Ökologen vorgeschlagen A. Tansley.

Unter einem Ökosystem versteht man somit eine Gesamtheit lebender Organismen (Gemeinschaften) und deren Lebensraum, die dank Stoffkreisläufen ein stabiles Lebenssystem bilden.

Gemeinschaften von Organismen sind durch engste stoffliche und energetische Bindungen mit der anorganischen Umwelt verbunden. Pflanzen können nur durch die ständige Zufuhr von Kohlendioxid, Wasser, Sauerstoff und Mineralsalzen existieren. Heterotrophe leben von Autotrophen, brauchen aber solche Anorganische Verbindungen wie Sauerstoff und Wasser.

In einem bestimmten Lebensraum würden die Reserven an anorganischen Verbindungen, die notwendig sind, um die lebenswichtige Aktivität der darin lebenden Organismen aufrechtzuerhalten, für kurze Zeit ausreichen, wenn diese Reserven nicht erneuert würden. Die Rückführung biogener Elemente in die Umwelt erfolgt sowohl während des Lebens von Organismen (durch Atmung, Ausscheidung, Stuhlgang) als auch nach ihrem Tod durch die Zersetzung von Leichen und Pflanzenresten.

Folglich bildet die Gemeinschaft mit dem anorganischen Medium ein bestimmtes System, in dem der Strom der Atome, verursacht durch die Lebenstätigkeit der Organismen, sich tendenziell in einem Kreislauf schließt.

Reis. 1. Die Struktur der Biogeozänose und das Interaktionsschema zwischen den Komponenten

In der einheimischen Literatur ist der 1940 vorgeschlagene Begriff "Biogeozänose" weit verbreitet. B. h Suchatschew. Nach seiner Definition ist Biogeozänose „eine Gesamtheit homogener Naturphänomene (Atmosphäre, Felsen, Boden und hydrologische Bedingungen), die eine besondere Spezifität der Wechselwirkungen dieser Bestandteile und einer bestimmten Art des Stoff- und Energieaustauschs zwischen ihnen und anderen Naturphänomenen aufweist und eine innerlich widersprüchliche dialektische Einheit darstellt, die in in ständiger Bewegung, Entwicklung".

In der Biogeozänose V.N. Sukachev hat zwei Blöcke herausgegriffen: Ökotop— Satz von Bedingungen abiotische Umgebung Und Biozönose- die Gesamtheit aller lebenden Organismen (Abb. 1). Ein Ökotop wird oft als abiotische Umwelt betrachtet, die nicht durch Pflanzen verändert wurde (der primäre Komplex von Faktoren der physischen und geografischen Umwelt), und ein Biotop wird als eine Reihe von Elementen der abiotischen Umwelt betrachtet, die durch die umweltbildende Aktivität des Lebens verändert wurden Organismen.

Es gibt die Meinung, dass der Begriff "Biogeozänose" in viel größerem Umfang widerspiegelt strukturelle Eigenschaften des untersuchten Makrosystems, während der Begriff "Ökosystem" vor allem seine funktionale Essenz umfasst. Tatsächlich gibt es keinen Unterschied zwischen diesen Begriffen.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Kombination einer bestimmten physikalischen und chemischen Umgebung (Biotop) mit einer Lebensgemeinschaft (Biozönose) ein Ökosystem bildet:

Ökosystem = Biotop + Biozönose.

Der Gleichgewichtszustand (stabiler) Zustand des Ökosystems wird aufgrund von Stoffkreisläufen sichergestellt. Alle Bestandteile von Ökosystemen sind direkt an diesen Kreisläufen beteiligt.

Zur Aufrechterhaltung der Stoffkreisläufe in einem Ökosystem ist ein Vorrat an anorganischen Stoffen in assimilierter Form und drei funktionell unterschiedlichen ökologischen Gruppen von Organismen erforderlich: Produzenten, Konsumenten und Zersetzer.

Produzenten es treten autotrophe Organismen auf, die in der Lage sind, ihren Körper auf Kosten anorganischer Verbindungen aufzubauen (Abb. 2).

Reis. 2. Produzenten

Verbraucher heterotrophe Organismen, die konsumieren organische Materie Produzenten oder anderen Verbrauchern und transformieren sie in neue Formen.

Zersetzer leben auf Kosten toter organischer Materie und übersetzen sie wieder in anorganische Verbindungen. Diese Einstufung ist relativ, da sowohl Verbraucher als auch Erzeuger im Laufe ihres Lebens teilweise selbst als Zersetzer wirken und mineralische Stoffwechselprodukte an die Umwelt abgeben.

Im Prinzip kann die Zirkulation von Atomen im System ohne Zwischenglied aufrechterhalten werden - Verbraucher, aufgrund der Aktivität von zwei anderen Gruppen. Allerdings sind solche Ökosysteme eher in Ausnahmefällen anzutreffen, beispielsweise dort, wo Lebensgemeinschaften funktionieren, die nur aus Mikroorganismen bestehen. Die Rolle der Verbraucher in der Natur wird hauptsächlich von Tieren wahrgenommen, ihre Aktivität zur Aufrechterhaltung und Beschleunigung der zyklischen Migration von Atomen in Ökosystemen ist komplex und vielfältig.

Das Ausmaß des Ökosystems in der Natur ist sehr unterschiedlich. Auch der Grad der Schließung der in ihnen aufrechterhaltenen Stoffkreisläufe ist nicht derselbe, d.h. wiederholte Beteiligung der gleichen Elemente in Zyklen. Als getrennte Ökosysteme kann man beispielsweise ein Flechtenkissen auf einem Baumstamm und einen zusammenbrechenden Baumstumpf mit seiner Bevölkerung sowie ein kleines temporäres Reservoir, eine Wiese, einen Wald, eine Steppe, eine Wüste, den gesamten Ozean und schließlich die gesamte von Leben bewohnte Erdoberfläche.

Bei manchen Arten von Ökosystemen ist der Stoffabtrag außerhalb ihrer Grenzen so groß, dass ihre Stabilität hauptsächlich durch den Zufluss der gleichen Menge an Stoff von außen aufrechterhalten wird, während die interne Zirkulation ineffektiv ist. Dies sind fließende Stauseen, Flüsse, Bäche, Gebiete an den steilen Hängen der Berge. Andere Ökosysteme haben einen viel geschlosseneren Stoffkreislauf und sind relativ autonom (Wälder, Wiesen, Seen etc.).

Ein Ökosystem ist ein nahezu geschlossenes System. Dies ist der grundlegende Unterschied zwischen Ökosystemen und Gemeinschaften und Populationen offene Systeme, Austausch von Energie, Materie und Informationen mit der Umgebung.

Allerdings hat kein einziges Ökosystem der Erde einen vollständig geschlossenen Kreislauf, da der minimale Massenaustausch mit der Umwelt immer noch stattfindet.

Das Ökosystem ist eine Reihe miteinander verbundener Energieverbraucher, die daran arbeiten, ihren Nichtgleichgewichtszustand relativ zur Umgebung durch die Nutzung des Sonnenenergieflusses aufrechtzuerhalten.

Entsprechend der Hierarchie der Gemeinschaften manifestiert sich das Leben auf der Erde auch in der Hierarchie der entsprechenden Ökosysteme. Die ökosystemare Organisation des Lebens ist eine der notwendigen Bedingungen für seine Existenz. Wie bereits erwähnt, sind die Reserven an biogenen Elementen, die für das Leben der Organismen auf der Erde als Ganzes und in jedem spezifischen Bereich ihrer Oberfläche notwendig sind, nicht unbegrenzt. Nur ein System von Zyklen könnte diesen Reserven die Eigenschaft der Unendlichkeit verleihen, die für die Fortsetzung des Lebens notwendig ist.

Nur funktionell unterschiedliche Gruppen von Organismen können den Kreislauf unterstützen und durchführen. Funktionelle und ökologische Vielfalt der Lebewesen und Organisation der Abflussströme Umfeld Stoffe in Kreisläufen - die älteste Eigenschaft des Lebens.

Aus dieser Sicht wird die nachhaltige Existenz vieler Arten in einem Ökosystem durch ständig auftretende natürliche Lebensraumstörungen erreicht, die es neuen Generationen ermöglichen, den neu frei gewordenen Raum zu besetzen.

Ökosystem-Konzept

Der Hauptgegenstand des Studiums der Ökologie sind ökologische Systeme oder Ökosysteme. Das Ökosystem nimmt nach der Biozönose den nächsten Platz im System der Wildtierebenen ein. Apropos Biozönose, wir hatten nur lebende Organismen im Sinn. Betrachtet man lebende Organismen (Biozönose) im Zusammenhang mit Umweltfaktoren, so handelt es sich bereits um ein Ökosystem. Somit ist ein Ökosystem ein natürlicher Komplex (bioinertes System), der aus lebenden Organismen (Biozönose) und ihrem Lebensraum (z. B. die Atmosphäre ist inert, der Boden, das Reservoir ist bioinert usw.) besteht und durch die miteinander verbunden ist Stoffwechsel und Energie.

Der in der Ökologie allgemein akzeptierte Begriff „Ökosystem“ wurde 1935 von dem englischen Botaniker A. Tensley eingeführt. Er glaubte, dass Ökosysteme „aus Sicht eines Ökologen die grundlegenden natürlichen Einheiten auf der Erdoberfläche sind“, die „nicht nur einen Komplex von Organismen, sondern auch den gesamten Komplex physikalischer Faktoren umfassen, die das bilden, was wir sind Umwelt als Biom bezeichnen - Habitatfaktoren im weitesten Sinne." Tensley betonte, dass Ökosysteme durch verschiedene Arten des Stoffwechsels nicht nur zwischen Organismen, sondern auch zwischen organischen und organischen Stoffen gekennzeichnet sind anorganische Materie. Es ist nicht nur ein Komplex lebender Organismen, sondern auch eine Kombination physikalischer Faktoren.

Ökosystem (ökologisches System)- die Hauptfunktionseinheit der Ökologie, die eine Einheit von Lebewesen und ihrem Lebensraum ist, organisiert durch Energieflüsse und den biologischen Stoffkreislauf. Dies ist eine grundlegende Gemeinsamkeit des Lebewesens und seines Lebensraums, jeder Gruppe lebender Organismen, die zusammenleben, und der Bedingungen für ihre Existenz (Abb. 3).

Reis. 3. Verschiedene Ökosysteme: a - Teiche des mittleren Gürtels (1 - Phytoplankton; 2 - Zooplankton; 3 - schwimmende Käfer (Larven und Erwachsene); 4 - junge Karpfen; 5 - Hechte; 6 - Larven von Horonomiden (zuckende Mücken); 7 - Bakterien; 8 - Insekten der Küstenvegetation; b - Wiesen (I - abiotische Substanzen, dh die wichtigsten anorganischen und organischen Bestandteile); II - Erzeuger (Vegetation); III - Makrokonsumenten (Tiere): A - Pflanzenfresser (Fohlen, Feld Mäuse usw.); B - indirekte oder detritusfressende Verbraucher oder Saprobes (wirbellose Bodentiere); C - "reitende" Raubtiere (Falken); IV - Zersetzer (fäulniserregende Bakterien und Pilze)

Das Konzept des "Ökosystems" kann auf Objekte angewendet werden unterschiedliche Grade Komplexität und Ausmaß. Ein Beispiel für ein Ökosystem wäre ein tropischer Wald an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit, der von Tausenden von Pflanzen-, Tier- und Mikrobenarten bewohnt wird, die zusammenleben und durch die zwischen ihnen stattfindenden Wechselwirkungen verbunden sind. Ökosysteme sind solche natürlichen Formationen wie Ozean, Meer, See, Wiese, Sumpf. Ein Ökosystem kann ein Hügel in einem Sumpf und ein verrottender Baum in einem Wald sein, auf dem und in dem Organismen leben, ein Ameisenhaufen mit Ameisen. Das größte Ökosystem ist der Planet Erde.

Jedes Ökosystem kann durch bestimmte Grenzen charakterisiert werden (ein Fichtenwaldökosystem, ein Tiefland-Sumpfökosystem). Das Konzept des „Ökosystems“ ist jedoch wertlos. Es hat ein Zeichen der Dimensionslosigkeit, es ist nicht durch territoriale Beschränkungen gekennzeichnet. Ökosysteme werden normalerweise durch Elemente der abiotischen Umwelt wie Topographie, Artenvielfalt, physikalisch-chemische und trophische Bedingungen usw. begrenzt. Die Größe von Ökosystemen lässt sich nicht in Größen ausdrücken physikalische Einheiten Messungen (Fläche, Länge, Volumen usw.). Sie drückt sich durch ein systemisches Maß aus, das Stoffwechsel- und Energieprozesse berücksichtigt. Unter einem Ökosystem versteht man daher üblicherweise eine Gesamtheit von Bestandteilen der biotischen (lebenden Organismen) und abiotischen Umwelt, in deren Zusammenspiel ein mehr oder weniger vollständiger biotischer Kreislauf entsteht, an dem Produzenten, Konsumenten und Zersetzer beteiligt sind. Der Begriff „Ökosystem“ wird auch in Bezug auf künstliche Formationen verwendet, zum Beispiel ein Parkökosystem, ein landwirtschaftliches Ökosystem (Agroökosystem).

Ökosysteme lassen sich einteilen Mikroökosysteme(Baum im Wald, Küstendickicht von Wasserpflanzen), Mesoökosysteme(Sumpf, Kiefernwald, Roggenfeld) und Makroökosysteme(Ozean, Meer, Wüste).

Über das Gleichgewicht in Ökosystemen

Gleichgewichtsökosysteme sind diejenigen, die die Konzentrationen von Nährstoffen "kontrollieren" und ihr Gleichgewicht mit festen Phasen aufrechterhalten. Die festen Phasen (die Überreste lebender Organismen) sind die Produkte der lebenswichtigen Aktivität der Biota. Gleichgewicht werden jene Gemeinschaften und Populationen sein, die Teil eines Gleichgewichtsökosystems sind. Diese Art des biologischen Gleichgewichts nennt man Handy, Mobiltelefon, da die Absterbeprozesse laufend durch das Auftreten neuer Organismen kompensiert werden.

Gleichgewichtsökosysteme gehorchen dem Nachhaltigkeitsprinzip von Le Chatelier. Folglich haben diese Ökosysteme eine Homöostase, d. h. sie sind in der Lage, äußere Einflüsse zu minimieren und gleichzeitig das innere Gleichgewicht zu wahren. Die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen wird nicht durch Verdrängung erreicht chemische Gleichgewichte, sondern durch Änderung der Synthese- und Abbauraten von Biogenen.

Von besonderem Interesse ist die Art und Weise, die Nachhaltigkeit von Ökosystemen aufrechtzuerhalten, basierend auf der Einbeziehung organischer Substanzen in den biologischen Kreislauf, die zuvor vom Ökosystem produziert und "in Reserve" abgelagert wurden - Holz und Mortmasse (Torf, Humus, Streu). In diesem Fall dient das Holz als eine Art individueller materieller Reichtum, während die Mortmasse als kollektiver Reichtum dient, der zum gesamten Ökosystem gehört. Dieser „materielle Reichtum“ erhöht die Widerstandsfähigkeit der Ökosysteme und sichert ihr Überleben angesichts nachteiliger Klimaveränderungen, Naturkatastrophen usw.

Die Stabilität eines Ökosystems ist umso größer, je größer es ist und je reicher und vielfältiger seine Arten- und Populationszusammensetzung ist.

Ökosysteme Anderer Typ verschiedene Varianten individueller und kollektiver Arten der Stabilitätsspeicherung mit einem unterschiedlichen Verhältnis von individuellem und kollektivem materiellen Reichtum nutzen.

Die Hauptfunktion der Gesamtheit der im Ökosystem enthaltenen Lebewesen (Gemeinschaften) besteht somit darin, einen auf einem geschlossenen Stoffkreislauf beruhenden Gleichgewichtszustand (nachhaltigen) des Ökosystems zu gewährleisten.

Das Ökosystem bezieht sich auf die Schlüsselkonzepte der Ökologie. Das Wort selbst steht für „ökologisches System“. Der Begriff wurde 1935 vom Ökologen A. Tensley vorgeschlagen. Ökosystem kombiniert mehrere Konzepte:

Biozönose - eine Gemeinschaft lebender Organismen
Biotop - der Lebensraum dieser Organismen
Arten von Beziehungen von Organismen in einem bestimmten Lebensraum
Der Stoffaustausch, der zwischen diesen Organismen in einem bestimmten Biotop stattfindet.

Das heißt, ein Ökosystem ist tatsächlich eine Kombination von Komponenten der belebten und unbelebten Natur, zwischen denen Energie ausgetauscht wird. Und dank dieses Austauschs ist es möglich, die Voraussetzungen für die Erhaltung des Lebens zu schaffen. Die Grundlage eines jeden Ökosystems auf unserem Planeten ist die Energie des Sonnenlichts.

Um Ökosysteme zu klassifizieren, haben sich Wissenschaftler für ein Merkmal entschieden – den Lebensraum. Daher ist es bequemer, einzelne Ökosysteme herauszugreifen, da es der Bereich ist, der die klimatischen, bioenergetischen und biologischen Eigenschaften bestimmt. Betrachten Sie die Arten von Ökosystemen.

natürliche Ökosysteme entstehen auf der Erde spontan unter Mitwirkung der Naturkräfte. Zum Beispiel natürliche Seen, Flüsse, Wüsten, Berge, Wälder usw.

Agrarökosysteme- Dies ist eine der Arten von künstlichen Ökosystemen, die vom Menschen geschaffen wurden. Sie zeichnen sich durch schwache Verbindungen zwischen Komponenten, eine kleinere Artenzusammensetzung von Organismen, Künstlichkeit des Austauschs aus, aber gleichzeitig sind Agrarökosysteme am produktivsten. Ihr Mann schafft, um landwirtschaftliche Produkte zu erhalten. Beispiele für Agrarökosysteme: Ackerland, Weiden, Obstgärten, Obstgärten, Felder, bepflanzte Wälder, künstliche Teiche...

Waldökosysteme sind eine Gemeinschaft lebender Organismen, die in Bäumen leben. Auf unserem Planeten ist ein Drittel des Landes von Wäldern besetzt. Fast die Hälfte von ihnen sind tropisch. Der Rest sind Nadelbäume, Laubbäume, gemischt, breitblättrig.

In der Struktur des Waldökosystems werden getrennte Ebenen unterschieden. Je nach Höhe der Stufe ändert sich die Zusammensetzung der Lebewesen.

Pflanzen sind die wichtigsten im Waldökosystem, und die wichtigste ist eine (selten mehrere) Pflanzenart. Alle anderen lebenden Organismen sind entweder Verbraucher oder Zerstörer, die auf die eine oder andere Weise den Stoffwechsel und die Energie beeinflussen ...

Pflanzen und Tiere sind nur ein integraler Bestandteil eines Ökosystems. Ja, Tiere sind das Wichtigste natürliche Ressource, ohne die die Existenz eines Ökosystems unmöglich ist. Sie sind beweglicher als Pflanzen. Und obwohl die Fauna gegenüber der Flora an Artenvielfalt verliert, sind es die Tiere, die durch ihre aktive Teilnahme am Stoffwechsel und an der Energie die Stabilität des Ökosystems gewährleisten.

Gleichzeitig bilden alle Tiere den genetischen Fundus des Planeten und leben nur in jenen ökologischen Nischen, in denen alle Bedingungen für Überleben und Fortpflanzung für sie geschaffen sind.

Pflanzen sind grundlegend für die Existenz eines jeden Ökosystems. Sie sind meistens Zersetzer - also Organismen, die verarbeiten Solarenergie. Und die Sonne ist, wie oben erwähnt, die Grundlage für die Existenz von Lebensformen auf der Erde.

Wenn wir Vertreter von Flora und Fauna getrennt betrachten, dann ist jedes Tier und jede Pflanze ein Mikroökosystem in der einen oder anderen Phase der Existenz. Beispielsweise ist ein sich entwickelnder Baumstamm ein ganzes Ökosystem. Der Stamm eines umgestürzten Baumes ist ein weiteres Ökosystem. Ähnlich verhält es sich mit Tieren: Ein Embryo im Fortpflanzungsstadium kann als Mikroökosystem betrachtet werden ...

Aquatische Ökosysteme sind an das Leben im Wasser angepasste Systeme. Es ist das Wasser, das die Einzigartigkeit der Gemeinschaft der darin lebenden Organismen bestimmt. Vielfalt der Tier- und Pflanzenarten, Zustand, Stabilität des aquatischen Ökosystems hängt von fünf Faktoren ab:

Salzgehalt von Wasser
Der Prozentsatz des darin enthaltenen Sauerstoffs
Transparenz des Wassers in einem Teich
Wassertemperaturen
Verfügbarkeit von Nährstoffen.

Es ist üblich, alle aquatischen Ökosysteme in zwei große Klassen zu unterteilen: Süßwasser und Meer. Meeresbewohner nehmen mehr als 70 % der Erdoberfläche ein. Dies sind Ozeane, Meere, Salzseen. Es gibt weniger Süßwasser: die meisten Flüsse, Seen, Sümpfe, Teiche und andere kleinere Stauseen ...

Die Stabilität eines Ökosystems ist die Fähigkeit eines gegebenen Systems, Änderungen externer Faktoren zu widerstehen und seine Struktur beizubehalten.

In der Ökologie ist es üblich, zwei Arten der Nachhaltigkeit von ÖS zu unterscheiden:

widerständig- Dies ist eine Art von Stabilität, bei der ein Ökosystem trotz veränderter äußerer Bedingungen seine Struktur und Funktionalität unverändert beibehalten kann.
elastisch- Diese Art von Stabilität ist jenen Ökosystemen eigen, die ihre Struktur nach veränderten Bedingungen oder sogar nach Zerstörung wiederherstellen können. Wenn sich beispielsweise ein Wald nach einem Brand erholt, ist gerade von der elastischen Stabilität des Ökosystems die Rede.
Menschliches Ökosystem

Im menschlichen Ökosystem wird der Mensch die dominierende Spezies sein. Es ist bequemer, solche Ökosysteme in Bereiche zu unterteilen:

Ein Ökosystem ist ein stabiles System von Bestandteilen lebenden und nicht lebenden Ursprungs, an dem sowohl Objekte der unbelebten Natur als auch Objekte der belebten Natur beteiligt sind: Pflanzen, Tiere und Menschen. Jeder Mensch, unabhängig von Geburts- und Wohnort (sei es eine lärmende Metropole oder ein Dorf, eine Insel oder ein großes Land etc.) ist Teil eines Ökosystems....

Derzeit ist der menschliche Einfluss auf jedes Ökosystem überall zu spüren. Für ihre eigenen Zwecke zerstört oder verbessert der Mensch die Ökosysteme unseres Planeten.

So werden die verschwenderische Haltung gegenüber dem Land, die Entwaldung und die Entwässerung von Sümpfen dem zerstörerischen Einfluss des Menschen zugeschrieben. Und umgekehrt, die Schaffung von Reservaten, die Wiederherstellung von Tierpopulationen trägt zur Wiederherstellung des ökologischen Gleichgewichts der Erde bei und ist ein kreativer menschlicher Einfluss auf Ökosysteme ...

Der Hauptunterschied zwischen solchen Ökosystemen ist die Art und Weise, wie sie gebildet werden.

natürlich, oder natürliche Ökosysteme entstehen unter Beteiligung der Naturkräfte. Eine Person beeinflusst sie entweder überhaupt nicht, oder es gibt einen Einfluss, aber unbedeutend. Das größte natürliche Ökosystem ist unser Planet.

künstlichÖkosysteme werden auch als anthropogen bezeichnet. Sie werden vom Menschen geschaffen, um „Vorteile“ in Form von Nahrung, sauberer Luft und anderen zum Überleben notwendigen Produkten zu erhalten. Beispiele: Garten, Gemüsegarten, Bauernhof, Reservoir, Gewächshaus, Aquarium. Eben Raumschiff kann als Beispiel für ein anthropogenes Ökosystem angesehen werden.

Die Hauptunterschiede zwischen künstlichen und natürlichen Ökosystemen.

Ein Ökosystem ist ein biologisches System, das aus einer Reihe lebender Organismen, ihrem Lebensraum sowie einem System von Verbindungen besteht, die Energie zwischen ihnen austauschen. Derzeit ist dieser Begriff das Hauptkonzept der Ökologie.

Struktur

werden erst seit relativ kurzer Zeit untersucht. Wissenschaftler unterscheiden darin zwei Hauptkomponenten - biotisch und abiotisch. Die erste ist unterteilt in heterotrophe (einschließlich Organismen, die Energie als Ergebnis der Oxidation von organischem Material erhalten - Verbraucher und Zersetzer) und Primärenergie für die Photosynthese und Chemosynthese erhalten, d. H. Produzenten).

Die einzige und wichtigste Energiequelle, die für die Existenz des gesamten Ökosystems notwendig ist, sind Erzeuger, die die Energie der Sonne, Wärme und Energie aufnehmen chemische Bindungen. Daher sind Autotrophe Vertreter der ersten des gesamten Ökosystems. Die zweite, dritte und vierte Ebene werden von Verbrauchern gebildet. Sie schließen mit Reduktionsmitteln, die in der Lage sind, unbelebte organische Materie in eine abiotische Komponente umzuwandeln.

Die Eigenschaften eines Ökosystems, über die Sie in diesem Artikel kurz lesen können, implizieren die Möglichkeit der natürlichen Entwicklung und Erneuerung.

Die Hauptkomponenten des Ökosystems

Die Struktur und Eigenschaften eines Ökosystems sind die Hauptkonzepte, mit denen sich die Ökologie befasst. Es ist üblich, die folgenden Indikatoren hervorzuheben:

Klimaregime, Umgebungstemperatur sowie Luftfeuchtigkeit und Lichtverhältnisse;

Organische Stoffe, die die abiotischen und biotischen Komponenten im Stoffkreislauf binden;

Im Energiekreislauf enthaltene anorganische Verbindungen;

Produzenten sind Organismen, die Primärprodukte herstellen;

Phagotrophe - Heterotrophe, die sich von anderen Organismen oder großen Partikeln organischer Materie ernähren;

Saprotrophe sind Heterotrophe, die in der Lage sind, totes organisches Material zu zerstören, es zu mineralisieren und in den Kreislauf zurückzuführen.

Die Gesamtheit der letzten drei Komponenten bildet die Biomasse des Ökosystems.

Das Ökosystem, die Eigenschaften und die in der Ökologie untersucht werden, funktioniert aufgrund der Organismenblöcke:

Saprophagen - ernähren sich von toter organischer Substanz.
Biophagen - essen andere lebende Organismen.

Nachhaltigkeit von Ökosystemen und Biodiversität

Die Eigenschaften eines Ökosystems hängen mit der Artenvielfalt zusammen, die darin leben. Je größer die Biodiversität und Komplexität, desto größer die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems.

Biodiversität ist sehr wichtig, da sie die Bildung einer Vielzahl von Gemeinschaften ermöglicht, die sich in Form, Struktur und Funktion unterscheiden, und eine echte Chance für deren Bildung bietet. Je höher also die Biodiversität, desto mehr Gemeinschaften können leben und desto mehr biogeochemische Reaktionen können durchgeführt werden, während gleichzeitig die komplexe Existenz der Biosphäre sichergestellt wird.

Sind sie wahr die folgenden Urteileüber die Eigenschaften eines Ökosystems? Dieses Konzept zeichnet sich durch Integrität, Stabilität, Selbstregulierung und Selbstreproduzierbarkeit aus. Viele wissenschaftliche Experimente und Beobachtungen geben eine positive Antwort auf diese Frage.

Ökosystemproduktivität

Während der Untersuchung der Produktivität wurden Konzepte wie Biomasse und stehende Pflanzen vorgeschlagen. Der zweite Begriff definiert die Masse aller Organismen, die auf einer Wasser- oder Landfläche leben. Aber Biomasse ist auch das Gewicht dieser Körper, aber in Form von Energie oder trockener organischer Substanz.

Biomasse umfasst ganze Körper (einschließlich toter Gewebe in Tieren und Pflanzen). Biomasse wird nur dann zu Nekromasse, wenn der gesamte Organismus stirbt.

Gemeinschaften sind die Bildung von Biomasse durch ausnahmslose Produzenten von Energie, die zum Atmen pro Flächeneinheit pro Zeiteinheit aufgewendet werden kann.

Ordnen Sie Brutto- und Nettoprimärproduktion zu. Der Unterschied zwischen den beiden sind die Atemkosten.

Die Nettoproduktivität der Gemeinschaft ist die Akkumulationsrate von organischem Material, das nicht von Heterotrophen und folglich von Zersetzern verbraucht wird. Es ist üblich, für ein Jahr oder eine Vegetationsperiode zu rechnen.

Die Sekundärproduktivität einer Gemeinschaft ist die Rate, mit der die Verbraucher Energie akkumulieren. Je mehr Verbraucher im Ökosystem, desto mehr Energie wird verarbeitet.

Selbstregulierung

Zu den Ökosystemeigenschaften gehört auch die Selbstregulierung, deren Wirksamkeit durch die Vielfalt der Bewohner und die Nahrungsbeziehungen zwischen ihnen reguliert wird. Wenn die Zahl eines der Hauptkonsumenten abnimmt, weichen die Räuber auf andere Arten aus, die für sie früher von untergeordneter Bedeutung waren.

Lange Ketten können sich kreuzen und so je nach Beutezahl oder Pflanzenertrag vielfältige Nahrungsbeziehungen ermöglichen. In den günstigsten Zeiten kann die Artenzahl wiederhergestellt werden – dadurch normalisieren sich die Verhältnisse in der Biogenozänose.

Unzumutbare Eingriffe des Menschen in das Ökosystem haben können negative Konsequenzen. Zwölf Kaninchenpaare, die in vierzig Jahren nach Australien gebracht wurden, haben sich auf mehrere hundert Millionen Individuen vermehrt. Dies geschah aufgrund der unzureichenden Anzahl von Raubtieren, die sich von ihnen ernähren. Infolgedessen zerstören pelzige Tiere die gesamte Vegetation auf dem Festland.

Biosphäre

Die Biosphäre ist ein Ökosystem höchsten Ranges, das alle Ökosysteme zu einem Ganzen vereint und die Möglichkeit des Lebens auf dem Planeten Erde bietet.

Wie das globale Ökosystem von der Wissenschaft der Ökologie untersucht wird. Es ist wichtig zu wissen, wie die Prozesse, die das Leben aller Organismen als Ganzes beeinflussen, angeordnet sind.

Die Zusammensetzung der Biosphäre umfasst folgende Komponenten:

- Hydrosphäre ist die Wasserschicht der Erde. Es ist mobil und dringt überall ein. Wasser ist eine einzigartige Verbindung, die eine der Grundlagen des Lebens eines jeden Organismus darstellt.

- Atmosphäre- die leichteste Luftgrenze Weltraum. Dank ihm findet ein Energieaustausch mit dem Außenraum statt;

- Lithosphäre- die feste Hülle der Erde, bestehend aus Eruptiv- und Sedimentgesteinen.

- Pedosphäre- die obere Schicht der Lithosphäre, einschließlich des Bodens und des Prozesses der Bodenbildung. Es grenzt an alle bisherigen Hüllen und schließt alle Energie- und Stoffkreisläufe in der Biosphäre.

Die Biosphäre ist kein geschlossenes System, da sie fast vollständig durch Sonnenenergie versorgt wird.

künstliche Ökosysteme

Künstliche Ökosysteme sind Systeme, die durch menschliche Aktivitäten geschaffen wurden. Dazu gehören Agrozönosen und natürliche Wirtschaftssysteme.

Die Zusammensetzung und Grundeigenschaften eines von Menschen geschaffenen Ökosystems unterscheiden sich kaum von der Realität. Es hat auch Erzeuger, Verbraucher und Zersetzer. Aber es gibt Unterschiede in der Umverteilung von Stoff- und Energieströmen.

Künstliche Ökosysteme unterscheiden sich von natürlichen in folgenden Punkten:

Eine viel geringere Anzahl von Arten und eine deutliche Dominanz einer oder mehrerer von ihnen.
Relativ geringe Stabilität und starke Abhängigkeit von allen Arten von Energie (einschließlich Menschen).
Kurze Nahrungsketten aufgrund geringer Artenvielfalt.
Ein offener Kreislauf von Stoffen aufgrund des Entzugs von Gemeinschaftsprodukten oder -kulturen durch den Menschen. Gleichzeitig nehmen natürliche Ökosysteme dagegen möglichst viel davon in den Kreislauf auf.

Die Eigenschaften eines in einer künstlichen Umgebung geschaffenen Ökosystems sind denen eines natürlichen unterlegen. Wenn Sie Energieflüsse nicht unterstützen, dann durch bestimmte Zeit Natürliche Prozesse werden wiederhergestellt.

Ökosystem Wald

Die Zusammensetzung und Eigenschaften eines Waldökosystems unterscheiden sich von anderen Ökosystemen. In dieser Umgebung fällt viel mehr Niederschlag als über dem Acker, aber das meiste davon erreicht nicht die Erdoberfläche und verdunstet direkt von den Blättern.

Das Laubwaldökosystem ist durch mehrere hundert Pflanzenarten und mehrere tausend Tierarten vertreten.

Pflanzen, die im Wald wachsen, sind echte Konkurrenten und kämpfen um das Sonnenlicht. Je niedriger die Stufe, desto mehr schattentolerante Arten siedelten sich dort an.

Die Hauptkonsumenten sind Hasen, Nagetiere und Vögel sowie große Pflanzenfresser. Alles Nährstoffe, die im Sommer in den Blättern der Pflanzen enthalten sind, gehen im Herbst in Äste und Wurzeln über.

Auch Raupen und Borkenkäfer gehören zu den Hauptkonsumenten. Jede Nahrungsebene wird durch eine große Anzahl von Arten repräsentiert. Die Rolle der pflanzenfressenden Insekten ist sehr wichtig. Sie sind Bestäuber und dienen als Nahrungsquelle für die nächste Stufe in der Nahrungskette.

Süßwasser-Ökosystem

Es werden die günstigsten Bedingungen für das Leben lebender Organismen geschaffen Küstenzone Reservoir. Hier erwärmt sich das Wasser am besten und enthält den meisten Sauerstoff. Und hier leben eine Vielzahl von Pflanzen, Insekten und Kleintieren.

Das System der Nahrungsbeziehungen im Süßwasser ist sehr komplex. Höhere Pflanzen verzehren pflanzenfressende Fische, Mollusken und Insektenlarven. Letztere wiederum sind Nahrungsquelle für Krebstiere, Fische und Amphibien. Raubfische ernähren sich von kleineren Arten. Auch Säugetiere finden hier Nahrung.

Aber die Reste organischer Materie fallen auf den Grund des Reservoirs. Auf ihnen entwickeln sich Bakterien, die von Protozoen und Filtermuscheln verzehrt werden.

Vorlesung 2. Ökologisches System

allgemeine CharakteristikenÖkosysteme

Definition und Konzept eines Ökosystems. Das Konzept eines Ökosystems ist eines davon grundlegendes Konzept in der modernen Ökologie. Der Begriff "Ökosystem" wurde später von A. Tensley im Jahr 1935 eingeführt mehr als ein halbes Jahrhundert späterÖkologie als eigenständiger Wissenschaftszweig (1866).

Ökosystem- das ist die funktionelle Einheit von lebenden Organismen und ihrer Umwelt.

Unter Ökosystem wird die Gesamtheit lebender Organismen (Gemeinschaften) und ihrer Lebensräume verstanden, die dank Stoffkreisläufen ein stabiles Lebenssystem bilden

Gemeinschaften von Organismen sind durch engste stoffliche und energetische Bindungen mit der anorganischen Umwelt verbunden. Pflanzen können nur durch die ständige Zufuhr von Kohlendioxid, Wasser, Sauerstoff und Mineralsalzen existieren. Heterotrophe ernähren sich von Autotrophen, benötigen aber anorganische Verbindungen wie Sauerstoff und Wasser.

In der einheimischen Literatur ist der 1940 vorgeschlagene Begriff "Biogeozänose" weit verbreitet. B. Nsukachev.

Reis. 1. Die Struktur der Biogeozänose und das Interaktionsschema zwischen den Komponenten

In der Biogeozänose V.N. Sukachev hat zwei Blöcke herausgegriffen: Ökotop- eine Reihe von Bedingungen der abiotischen Umwelt und Biozönose- die Gesamtheit aller lebenden Organismen (Abb..1). Ein Ökotop wird oft als abiotische Umwelt betrachtet, die nicht durch Pflanzen verändert wurde (der primäre Komplex von Faktoren der physischen und geografischen Umwelt), und ein Biotop wird als eine Reihe von Elementen der abiotischen Umwelt betrachtet, die durch die umweltbildende Aktivität des Lebens verändert wurden Organismen.

Ökosystemstruktur ist im Beispiel recht gut dargestellt Biogeozänose, alle Komponenten sind eng miteinander verbunden

Die Einheit des Territoriums

Der allgemeine Energiefluss (von der Sonne zu den Autotrophen und von ihnen zu den Heterotrophen), der Austausch von Biogenen chemische Elemente,

saisonale Schwankungen Klimabedingungen,

Die Anzahl und gegenseitige Eignung von Arten auf allen Organisationsebenen.

Arten von Ökosystemen.

Das wichtigste aus Sicht der Organisation von Ökosystemen ist ihre Artenstruktur.

Ein Ökosystem ist ein komplexes Objekt, bei dessen Untersuchung Methoden der Systemanalyse zum Einsatz kommen. Klassifizierung solcher komplexe Systeme sollte aus verschiedenen Gründen durchgeführt werden, oder Anzeichen einer Klasseneinteilung.

Durch räumliche Skala Es werden Ökosysteme verschiedener Ränge unterschieden:

Mikroökosysteme,

Mesoökosysteme,

Makroökosysteme u

globales Ökosystem.

den niedrigsten Rang haben Mikroökosysteme, Beispiele dafür sind ein kleines Gewässer, ein Tierkadaver mit darin bewohnten Organismen oder ein Stamm eines umgestürzten Baums im Stadium der biologischen Zersetzung, ein Heimaquarium und sogar eine Pfütze oder ein Wassertropfen, solange sie lebende Organismen enthalten, die in der Lage sind, Substanzen umzuwandeln.

Ökosysteme mittleren Ranges werden genannt Meso-Ökosysteme(Wald, Teich, Fluss)

Makroökosysteme haben einen großen räumlichen Maßstab und sind mit großen geografischen Objekten verbunden, die einen erheblichen Teil der Erdoberfläche ausmachen (z. Ozean, Kontinent usw.).

Der höchste Rang ist globales Ökosystem, entspricht der gesamten Biosphäre der Erde. Somit schließen größere Ökosysteme kleinere Ökosysteme ein.

Für die Bequemlichkeit, einige zu betrachten Merkmale der Interaktion zwischen Gesellschaft und Natur Im Rahmen der zu untersuchenden Disziplin werden nach dem Grad der anthropogenen Einwirkung auf die natürliche Umwelt die folgenden drei Arten von Ökosystemen unterschieden:

natürlich,

anthropogen .

sozio-natürlich

natürliche Ökosysteme, sind natürliche Ökosysteme, bei deren Untersuchung keine anthropogenen Einflüsse berücksichtigt werden.

Je nach Art der Umgebung Gemeinschaften lebender Organismen werden in natürliche (natürliche) Ökosysteme unterteilt Boden Und Wasser-, unter letzteren werden manchmal Süßwasser- und Meeresökosysteme unterschieden.

Die wichtigsten ökologischen Eigenschaften von Ökosystemen hängen maßgeblich von den unterschiedlichen Umweltbedingungen ab (geografisch, hydrografisch, klimatisch, Boden usw.). Daher diese Typen natürliche Ökosysteme wiederum in verschiedene Arten von Ökosystemen unterteilt. In der Klasse der terrestrischen Ökosysteme werden Tundra, Taiga, Steppe usw. unterschieden und Süßwasserökosysteme in See, Fluss, Sumpf usw. unterteilt.

Anthropogene Ökosysteme- künstliche Ökosysteme, direkt und gezielt vom Menschen geschaffen, um seine Bedürfnisse zu befriedigen. Es ist bequem, sie in zu unterteilen Technogene und Agrarökosysteme.

ZU technogen umfassen Ökosysteme, die gezielt geschaffen wurden, um bestimmte Probleme des Umweltschutzes und der Naturbewirtschaftung zu lösen, z. Komplexe Behandlungsanlagen und Komplexe Biologische Behandlung Abwasser In vielen Großstädte Frieden.

Agrarökosysteme werden in fast allen Ländern geschaffen und sollen die Bodenfruchtbarkeit und die Ernteerträge durch Chemisierung und den Einsatz neuer landwirtschaftlicher Produktionstechnologien dramatisch steigern.

Sozio-natürliche Ökosysteme, die gebildet werden nicht aus Vorsatz menschliche Aktivitäten, sondern entstehen indirekt aufgrund der Interaktion der menschlichen Gesellschaft mit der natürlichen Umwelt. Die unbewusste Aktivität eines Menschen, verbunden mit der Befriedigung seiner stetig wachsenden Bedürfnisse, führt dazu, dass natürliche Ökosysteme in seiner Umwelt in sozio-natürliche Ökosysteme, bestehend aus belebter und unbelebter Natur und Nicht-Natur, d.h. Kultur.

Ein Merkmal der Betrachtung sozio-natürlicher Ökosysteme ist die Einbeziehung eines Menschen in das Ökosystem als Kulturträger . Die Notwendigkeit eines solchen sozio-natürlichen Ansatzes zur Berücksichtigung von Ökosystemen in der modernen Ökologie ist auch darauf zurückzuführen, dass ein Mensch unter modernen Bedingungen geworden ist geologische Transformationskraft, Ohne dies zu berücksichtigen, ist es unmöglich, Strategien für eine nachhaltige Entwicklung der Zivilisation und ein rationales Umweltmanagement zu entwickeln.

Ökologische Systeme unterschiedlicher Ebenen sind die wichtigsten Funktionseinheiten der Biosphäre.