Wprowadzono system ekologiczny. System ekologiczny

System ekologiczny lub ekosystem jest uważany przez naukę za wielkoskalową interakcję organizmów żywych z ich siedliskiem nieożywionym. Wpływają na siebie nawzajem, a ich współpraca pomaga utrzymać życie. Pojęcie „ekosystemu” jest uogólnione, nie ma fizycznego rozmiaru, ponieważ obejmuje ocean, a jednocześnie małą kałużę i kwiat. Ekosystemy są bardzo zróżnicowane i zależą od wielu czynników, takich jak klimat, warunki geologiczne i działalność człowieka.

Ogólna koncepcja

Aby w pełni zrozumieć pojęcie „ekosystem”, rozważmy go na przykładzie lasu. Las to nie tylko duża liczba drzew czy krzewów, ale złożony zespół powiązanych ze sobą elementów przyrody żywej i nieożywionej (ziemia, światło słoneczne, powietrze). Żywe organizmy obejmują:

owady;
porosty;
bakteria;
grzyby.

Każdy organizm spełnia swoją jasno określoną rolę, a wspólna praca wszystkich żywych i nieożywionych elementów tworzy równowagę dla sprawnego funkcjonowania ekosystemu. Za każdym razem, gdy do ekosystemu wejdzie obcy czynnik lub nowa żywa istota, może wystąpić: Negatywne konsekwencje powodując zniszczenie i potencjalne szkody. Ekosystem może zostać zniszczony w wyniku działalności człowieka lub klęsk żywiołowych.

Rodzaje ekosystemów

W zależności od skali manifestacji istnieją trzy główne typy ekosystemów:

Makroekosystem. System na dużą skalę składający się z małych systemów. Przykładem jest pustynia, czyli ocean zamieszkany przez tysiące gatunków zwierząt i roślin morskich.
Mezoekosystem. Mały ekosystem (staw, las lub wydzielona łąka).
Mikroekosystem. Mały ekosystem symulujący w miniaturze charakter różnych ekosystemów (akwarium, zwłoki zwierząt, żyłka, pniak, kałuża wody zamieszkana przez mikroorganizmy).

Wyjątkowość ekosystemów polega na tym, że nie mają jasno określonych granic. Najczęściej uzupełniają się one lub są oddzielone pustyniami, oceanami i morzami.

Człowiek odgrywa znaczącą rolę w życiu ekosystemów. W naszych czasach, aby zaspokoić własne cele, ludzkość tworzy nowe i niszczy istniejące systemy ekologiczne. W zależności od metody formowania ekosystemy dzielą się również na dwie grupy:

Ekosystem naturalny. Powstaje w wyniku działania sił natury, jest w stanie samodzielnie odzyskiwać i tworzyć błędne koło substancji, od powstania do rozpadu.
Ekosystem sztuczny lub antropogeniczny. Składa się z roślin i zwierząt żyjących w warunkach stworzonych przez ludzkie ręce (pole, pastwisko, zbiornik wodny, ogród botaniczny).

Jednym z największych sztucznych ekosystemów jest miasto. Człowiek wymyślił ją dla wygody własnej egzystencji i stworzył sztuczne dopływy energii w postaci gazociągów, wodociągów, prądu i ogrzewania. Jednak sztuczny ekosystem wymaga dodatkowych dopływów energii i substancji z zewnątrz.

Globalny ekosystem

Całość wszystkich systemów ekologicznych tworzy globalny ekosystem. Jest to największy kompleks interakcji między przyrodą ożywioną i nieożywioną na Ziemi. Jest w równowadze dzięki równowadze ogromnej różnorodności ekosystemów i różnorodności gatunków żywych organizmów. Jest tak ogromny, że obejmuje:

powierzchnia Ziemi;
górna część litosfery;
dolna część atmosfery;
wszystkie zbiorniki wodne.

Dzięki stałej, globalny ekosystem utrzymuje swoją żywotną aktywność przez miliardy lat.

Ekosystem Jest funkcjonalną jednością żywych organizmów i ich środowiska. Głównymi cechami charakterystycznymi ekosystemu są jego bezwymiarowość i nieuporządkowanie. Zastąpienie niektórych biocenoz innymi przez długi czas nazywa się sukcesją. Sukcesja zachodząca na nowo powstałym podłożu nazywana jest pierwotną. Sukcesja na obszarze już zajętym przez roślinność nazywana jest wtórną.

Jednostką klasyfikacji ekosystemów jest biom - naturalna strefa lub obszar o określonych warunkach klimatycznych i odpowiednim zestawie dominujących gatunków roślin i zwierząt.

Specjalny ekosystem - biogeocenoza - miejsce powierzchnia Ziemi z jednorodnymi zjawiskami naturalnymi. Częściami składowymi biogeocenozy są klimatopy, edafotopy, hydrotopy (biotopy), a także fitocenoza, zoocenoza i mikrobocenoza (biocenoza).

W celu uzyskania produktów spożywczych człowiek sztucznie tworzy agroekosystemy. Różnią się od naturalnych niską wytrzymałością i stabilnością, ale wyższą wydajnością.

Ekosystemy to główne jednostki strukturalne biosfery

System ekologiczny lub ekosystem jest główną jednostką funkcjonalną w ekologii, ponieważ obejmuje organizmy i

środowisko nieożywione - składniki, które wzajemnie wpływają na swoje właściwości oraz warunki niezbędne do utrzymania życia w formie, która istnieje na Ziemi. Termin ekosystem został po raz pierwszy zaproponowany w 1935 roku przez angielskiego ekologa A. Tensley.

Ekosystem rozumiany jest zatem jako zbiór organizmów żywych (społeczności) i ich siedliska, które w wyniku obiegu substancji tworzą stabilny system życia.

Zbiorowiska organizmów są połączone ze środowiskiem nieorganicznym najbliższymi więzami materiałowymi i energetycznymi. Rośliny mogą istnieć tylko dzięki ciągłej dostawie dwutlenku węgla, wody, tlenu i soli mineralnych. Heterotrofy żyją z autotrofów, ale takich potrzebują związki nieorganiczne jak tlen i woda.

W każdym konkretnym środowisku rezerwy związków nieorganicznych niezbędne do utrzymania żywotnej aktywności zamieszkujących je organizmów nie wystarczyłyby na długo, gdyby te rezerwy nie zostały odnowione. Powrót pierwiastków biogennych do środowiska następuje zarówno w trakcie życia organizmów (w wyniku oddychania, wydalania, defekacji), jak i po ich śmierci w wyniku rozkładu zwłok i szczątków roślinnych.

W konsekwencji społeczność tworzy pewien układ ze środowiskiem nieorganicznym, w którym przepływ atomów, spowodowany życiową aktywnością organizmów, ma tendencję do zamykania się w cyklu.

Ryż. 1. Struktura biogeocenozy i schemat interakcji między składnikami

W literaturze rosyjskiej szeroko stosowany jest termin „biogeocenoza”, zaproponowany w 1940 r. b... n Sukaczew... Według jego definicji biogeocenoza to „zestaw jednorodnych zjawisk przyrodniczych (atmosfera, głaz, glebowo-hydrologicznych), która ma szczególną specyfikę oddziaływań tych składowych składników i pewnego rodzaju wymiany materii i energii między nimi a innymi zjawiskami naturalnymi i jest wewnętrznie sprzeczną jednością dialektyczną zlokalizowaną w ciągły ruch, rozwój ".

W biogeocenozie V.N. Sukaczew wyróżnił dwa bloki: ekotop- zestaw warunków środowisko abiotyczne oraz biocenoza- całość wszystkich żywych organizmów (ryc. 1). Ekotop uważany jest często za środowisko abiotyczne nieprzekształcone przez rośliny (pierwotny kompleks czynników środowiska fizycznego i geograficznego), a biotop za zbiór elementów środowiska abiotycznego, modyfikowanego przez środowiskotwórcze działanie organizmów żywych .

Istnieje opinia, że termin „biogeocenoza” w znacznie większym stopniu odzwierciedla cechy strukturalne badanego makrosystemu, natomiast pojęcie „ekosystemu” implikuje przede wszystkim jego funkcjonalną istotę. W rzeczywistości nie ma różnicy między tymi terminami.

Należy podkreślić, że połączenie określonego środowiska fizykochemicznego (biotopu) ze zbiorowiskiem organizmów żywych (biocenoza) tworzy ekosystem:

Ekosystem = Biotop + Biocenoza.

Stan równowagi (stabilny) ekosystemu zapewniany jest na podstawie cykli substancji. Wszystkie składniki ekosystemów są bezpośrednio zaangażowane w te cykle.

Aby utrzymać cykl substancji w ekosystemie, konieczne jest posiadanie zapasu substancji nieorganicznych w przyswajalnej formie oraz trzech funkcjonalnie różnych ekologicznych grup organizmów: producentów, konsumentów i reduktorów.

Producenci istnieją organizmy autotroficzne zdolne do budowania swojego ciała kosztem związków nieorganicznych (ryc. 2).

Ryż. 2. Producenci

Konsumpcje- organizmy heterotroficzne spożywające materia organiczna producentów lub innych konsumentów i przekształcanie ich w nowe formy.

Reduktoryżywią się martwą materią organiczną, przekształcając ją z powrotem w związki nieorganiczne. Klasyfikacja ta jest względna, ponieważ zarówno konsumenci, jak i sami producenci działają częściowo w roli rozkładających się podczas życia, uwalniając mineralne produkty przemiany materii do środowiska.

W zasadzie krążenie atomów może być utrzymane w układzie bez ogniwa pośredniego - konsumentów, dzięki aktywności dwóch pozostałych grup. Jednak takie ekosystemy są raczej wyjątkami, na przykład tam, gdzie funkcjonują zbiorowiska utworzone wyłącznie z mikroorganizmów. Rolę konsumentów w przyrodzie pełnią głównie zwierzęta, ich aktywność w utrzymaniu i przyspieszaniu cyklicznej migracji atomów w ekosystemach jest złożona i różnorodna.

Skala ekosystemu w przyrodzie jest bardzo różna. Stopień zbliżenia wspieranych w nich obiegów materii również nie jest taki sam, tj. wielokrotne zaangażowanie tych samych elementów w cykle. Za odrębne ekosystemy można uznać np. poduszkę porostów na pniu drzewa, kruszący się pień wraz z jego populacją oraz mały zbiornik tymczasowy, łąkę, las, step, pustynię, cały ocean i wreszcie cały powierzchnia Ziemi, zajęta życiem.

W niektórych typach ekosystemów usuwanie materii poza ich granice jest tak duże, że ich stabilność jest utrzymywana głównie dzięki dopływowi tej samej ilości materii z zewnątrz, podczas gdy cyrkulacja wewnętrzna jest nieefektywna. Są to zbiorniki płynące, rzeki, strumienie, tereny na stromych zboczach gór. Inne ekosystemy mają znacznie pełniejszy cykl substancji i są stosunkowo autonomiczne (lasy, łąki, jeziora itp.).

Ekosystem to praktycznie zamknięty system. Jest to podstawowa różnica między ekosystemami, społecznościami i populacjami, które są systemy otwarte wymiana energii, substancji i informacji z otoczeniem.

Jednak żaden z ziemskich ekosystemów nie ma całkowicie zamkniętego cyklu, ponieważ nadal występuje minimalna wymiana masy z siedliskiem.

Ekosystem to zbiór połączonych ze sobą konsumentów energii wykonujących pracę w celu utrzymania stanu nierównowagi w stosunku do siedliska poprzez wykorzystanie przepływu energii słonecznej.

Zgodnie z hierarchią społeczności, życie na Ziemi przejawia się także w hierarchii odpowiednich ekosystemów. Ekosystemowa organizacja życia jest jednym z niezbędnych warunków jego istnienia. Jak już wspomniano, rezerwy pierwiastków biogennych niezbędnych do życia organizmów na Ziemi jako całości iw każdym konkretnym obszarze na jej powierzchni nie są nieograniczone. Tylko system cykli może nadać tym rezerwom własność nieskończoności, która jest niezbędna do kontynuacji życia.

Tylko funkcjonalnie różne grupy organizmów mogą wspierać i realizować cykl. Różnorodność funkcjonalna i ekologiczna organizmów żywych oraz organizacja przepływu wydobytego z środowisko substancje w cyklach - najstarsza właściwość życia.

Z tego punktu widzenia zrównoważoną egzystencję wielu gatunków w ekosystemie osiąga się dzięki stale występującym w nim naturalnym zaburzeniom siedlisk, co pozwala nowym pokoleniom zajmować nowo uwolnioną przestrzeń.

Koncepcja ekosystemu

Głównym przedmiotem badań ekologii są systemy ekologiczne, czyli ekosystemy. Ekosystem zajmuje kolejne miejsce po biocenozie w systemie poziomów żywej przyrody. Mówiąc o biocenozie, mieliśmy na myśli tylko żywe organizmy. Jeśli weźmiemy pod uwagę żywe organizmy (biocenozę) w połączeniu z czynnikami środowiskowymi, to jest to już ekosystem. W ten sposób ekosystem jest naturalnym kompleksem (systemem bioinertnym) utworzonym przez żywe organizmy (biocenoza) i ich siedlisko (na przykład atmosfera jest obojętna, gleba, zbiornik jest bioinertny itp.), połączonymi wymianą substancji i energia.

Termin „ekosystem” ogólnie przyjęty w ekologii został wprowadzony w 1935 roku przez angielskiego botanika A. Tensleya. Uważał, że ekosystemy „z punktu widzenia ekologa są głównymi jednostkami naturalnymi na powierzchni ziemi”, do których należy „nie tylko zespół organizmów, ale także cały zespół czynników fizycznych, które tworzą to, co my. nazywamy biomem środowiskiem – czynnikami siedliskowymi w najszerszym tego słowa znaczeniu.” Tensley podkreślił, że ekosystemy charakteryzują się różnymi rodzajami metabolizmu, nie tylko między organizmami, ale także między organizmami a substancja nieorganiczna... To nie tylko zespół żywych organizmów, ale także połączenie czynników fizycznych.

Ekosystem (system ekologiczny)- główna jednostka funkcjonalna ekologii, która jest jednością organizmów żywych i ich siedliskiem, zorganizowaną przez przepływy energii i biologiczny obieg substancji. Jest to podstawowa wspólnota żywych istot i ich środowiska, dowolny zestaw żywych organizmów żyjących razem i ich warunki egzystencji (ryc. 3).

Ryż. 3. Różne ekosystemy: a - staw w strefie środkowej (1 - fitoplankton; 2 - zooplankton; 3 - pływające chrząszcze (larwy i osobniki dorosłe); 4 - młode karpie; 5 - szczupaki; 6 - larwy choronomidów (moskitów); 7- bakterie; 8 - owady roślinności przybrzeżnej; b - łąki (I - substancje abiotyczne, czyli główne składniki nieorganiczne i organiczne); II- producenci (roślinność); III- makrozużycia (zwierzęta): A - roślinożercy (klaczka, polne myszy itp.); B - konsumenci pośredni lub żywiący się detrytusem lub saproby (bezkręgowce glebowe); C - drapieżniki „jeżdżące” (jastrzębie); IV- rozkładacze (bakterie i grzyby gnilne)

Pojęcie „ekosystemu” można zastosować do obiektów różne stopnie złożoność i wielkość. Przykładem ekosystemu jest las deszczowy w określonym miejscu i czasie, zamieszkany przez tysiące gatunków roślin, zwierząt i drobnoustrojów żyjących razem i powiązanych z interakcjami między nimi. Ekosystemy to naturalne formacje, takie jak ocean, morze, jezioro, łąka, bagno. Ekosystem może być garbem na bagnach i gnijącym drzewem w lesie z żyjącymi na nich organizmami, aw nich mrowiskiem z mrówkami. Największym ekosystemem jest planeta Ziemia.

Każdy ekosystem można scharakteryzować określonymi granicami (ekosystem lasów świerkowych, ekosystem bagien nizinnych). Jednak samo pojęcie „ekosystemu” jest bezsensowne. Posiada znak bezwymiarowości, nie są dla niego charakterystyczne ograniczenia terytorialne. Zazwyczaj ekosystemy są ograniczone przez elementy środowiska abiotycznego, na przykład rzeźbę terenu, różnorodność gatunkową, warunki fizykochemiczne i troficzne itp. Wielkość ekosystemów nie może być wyrażona w kategoriach jednostki fizyczne pomiary (powierzchnia, długość, objętość itp.). Wyraża się jako środek systemowy uwzględniający procesy przemiany materii i energii. Ekosystem rozumiany jest zatem zwykle jako zbiór składników środowiska biotycznego (organizmy żywe) i abiotycznego, podczas którego interakcji zachodzi mniej lub bardziej kompletny cykl biotyczny, w którym uczestniczą producenci, konsumenci i rozkładający się. Termin „ekosystem” jest również używany w odniesieniu do sztucznych formacji, na przykład ekosystem parkowy, ekosystem rolniczy (agroekosystem).

Ekosystemy można podzielić na mikroekosystemy(drzewo w lesie, przybrzeżne zarośla roślin wodnych), mezoekosystem(bagno, las sosnowy, pole żyta) i makroekosystemy(ocean, morze, pustynia).

Równowaga w ekosystemach

Ekosystemy równowagi to takie, które „kontrolują” koncentrację składników odżywczych, utrzymując równowagę z fazami stałymi. Fazy stałe (szczątki żywych organizmów) są produktami żywotnej aktywności bioty. Równowagą będą również te zbiorowiska i populacje, które wchodzą w skład ekosystemu równowagi. Ten rodzaj równowagi biologicznej nazywa się mobilny, ponieważ procesy obumierania są stale kompensowane przez pojawianie się nowych organizmów.

Ekosystemy równowagi są zgodne z zasadą zrównoważonego rozwoju Le Chateliera. Dzięki temu ekosystemy te mają homeostazę – innymi słowy, są w stanie zminimalizować wpływ zewnętrzny przy zachowaniu wewnętrznej równowagi. Odporność ekosystemu nie jest osiągana przez przemieszczenie równowaga chemiczna, ale poprzez zmianę tempa syntezy i rozkładu składników odżywczych.

Na szczególną uwagę zasługuje metoda utrzymywania stabilności ekosystemów, polegająca na zaangażowaniu w cykl biologiczny materii organicznej wcześniej wytworzonej przez ekosystem i zdeponowanej „w rezerwie” – drewna i mortmasy (torf, próchnica, ściółka). W tym przypadku drewno służy jako rodzaj indywidualnego bogactwa materialnego, a mortmasa - zbiorowy, należący do ekosystemu jako całości. To „bogactwo materialne” zwiększa stabilność ekosystemów, zapewniając im przetrwanie w obliczu niekorzystnych zmian klimatycznych, klęsk żywiołowych itp.

Stabilność ekosystemu jest tym większa, im większy jest jego rozmiar oraz bogatszy i bardziej zróżnicowany jego skład gatunkowy i populacyjny.

Ekosystemy różne rodzaje stosować różne opcje indywidualnych i zbiorowych metod przechowywania stabilności przy różnych proporcjach indywidualnego i zbiorowego bogactwa materialnego.

Zatem główną funkcją agregatu istot żywych (społeczności) wchodzących w skład ekosystemu jest zapewnienie stanu równowagi (stabilnego) ekosystemu opartego na zamkniętym cyklu substancji.

Ekosystem odnosi się do kluczowych pojęć ekologii. Samo słowo oznacza „system ekologiczny”. Termin został zaproponowany przez ekologa A. Tensleya w 1935 roku. Ekosystem łączy kilka koncepcji:

Biocenoza - społeczność organizmów żywych
Biotop - siedlisko tych organizmów
Rodzaje relacji między organizmami w danym siedlisku
Wymiana substancji zachodząca między tymi organizmami w danym biotopie.

Oznacza to, że w istocie ekosystem jest kombinacją składników przyrody ożywionej i nieożywionej, między którymi następuje wymiana energii. A dzięki tej wymianie możliwe jest stworzenie warunków niezbędnych do podtrzymywania życia. Podstawą każdego ekosystemu na naszej planecie jest energia światła słonecznego.

Do klasyfikacji ekosystemów naukowcy wybrali jedną cechę - siedlisko. Wygodniej więc jest wyodrębnić poszczególne ekosystemy, gdyż to obszar determinuje cechy klimatyczne, bioenergetyczne i biologiczne. Rozważ rodzaje ekosystemów.

Ekosystemy naturalne powstają na ziemi spontanicznie, przy udziale sił natury. Na przykład naturalne jeziora, rzeki, pustynie, góry, lasy itp.

Agroekosystemy- To jeden z rodzajów sztucznych ekosystemów tworzonych przez człowieka. Wyróżniają je słabe powiązania między składnikami, mniejszy skład gatunkowy organizmów, sztuczna wymiana, ale jednocześnie to agroekosystemy są najbardziej produktywne. Człowiek tworzy je w celu uzyskania produktów rolnych. Przykłady agroekosystemów: grunty orne, pastwiska, sady, ogrody warzywne, pola, obsadzone lasy, sztuczne stawy...

Ekosystemy leśne to zbiorowiska żywych organizmów żyjących na drzewach. Na naszej planecie jedną trzecią ziemi zajmują lasy. Prawie połowa z nich jest tropikalna. Reszta to iglaki, liściaste, mieszane, szerokolistne.

W strukturze ekosystemu leśnego wyróżnia się odrębne poziomy. Skład organizmów żywych zmienia się w zależności od wysokości kondygnacji.

Rośliny są głównymi w ekosystemie leśnym, przy czym jeden (rzadko kilka) jest głównym gatunkiem. Wszystkie inne żywe organizmy są albo konsumentami, albo niszczycielami, w jakiś sposób wpływając na metabolizm i energię…

Rośliny i zwierzęta są tylko integralną częścią każdego ekosystemu. Więc zwierzęta są najważniejsze zasób naturalny, bez którego istnienie ekosystemu jest niemożliwe. Są bardziej mobilne niż rośliny. I pomimo tego, że pod względem różnorodności gatunkowej fauna przegrywa z florą, to właśnie zwierzęta zapewniają stabilność ekosystemu, aktywnie uczestnicząc w metabolizmie i energii.

Jednocześnie wszystkie zwierzęta tworzą genetyczny fundusz planety, zamieszkując tylko te nisze ekologiczne, w których tworzone są dla nich wszelkie warunki do przetrwania i rozmnażania.

Z drugiej strony rośliny mają fundamentalne znaczenie dla istnienia każdego ekosystemu. Najczęściej są to rozkładacze – czyli organizmy przetwarzające energia słoneczna... A słońce, jak wspomniano powyżej, jest podstawą istnienia form życia na Ziemi.

Jeśli osobno rozważymy przedstawicieli flory i fauny, to każde zwierzę i roślina jest mikroekosystemem na tym czy innym etapie swojego istnienia. Na przykład rozwijający się pień drzewa to jeden cały ekosystem. Pień powalonego drzewa to inny ekosystem. Tak samo jest ze zwierzętami: zarodek w fazie lęgowej można uznać za mikroekosystem…

Ekosystemy wodne to systemy przystosowane do życia w wodzie. To woda decyduje o wyjątkowości społeczności żyjących w niej organizmów. Różnorodność gatunków zwierząt i roślin, stan, stabilność ekosystemu wodnego zależy od pięciu czynników:

Zasolenie wody
Procent zawartego w nim tlenu
Przejrzystość wody w zbiorniku
Temperatura wody
Dostępność składników odżywczych.

Zwyczajowo wszystkie ekosystemy wodne dzieli się na dwie duże klasy: słodkowodną i morską. Morskie pokrywają ponad 70% powierzchni Ziemi. To oceany, morza, słone jeziora. Słodkowodnych jest mniej: większość rzek, jezior, bagien, stawów i innych mniejszych akwenów…

Stabilność ekosystemu to zdolność danego systemu do wytrzymania zmian czynników zewnętrznych i utrzymania jego struktury.

W ekologii zwyczajowo rozróżnia się dwa rodzaje zrównoważonego rozwoju ES:

Odporny Jest to rodzaj zrównoważenia, w którym ekosystem jest w stanie zachować niezmienioną strukturę i funkcjonalność, pomimo zmian warunków zewnętrznych.
Elastyczny- ten rodzaj stabilności jest nieodłączny od tych ekosystemów, które mogą odtworzyć swoją strukturę po zmianie warunków lub nawet po zniszczeniu. Na przykład, gdy las odbudowuje się po pożarze, mówi się o odpornej stabilności ekosystemu.
Ekosystem człowieka

W ludzkim ekosystemie ludzie będą gatunkiem dominującym. Wygodniej jest podzielić takie ekosystemy na sfery:

Ekosystem to stabilny system składników pochodzenia żywego i nieożywionego, w którym uczestniczą zarówno obiekty przyrody nieożywionej, jak i obiekty przyrody ożywionej: rośliny, zwierzęta i ludzie. Każdy człowiek, bez względu na miejsce urodzenia i zamieszkania (tętniąca życiem metropolia czy wieś, wyspa czy duża kraina itp.) jest częścią ekosystemu…

W dzisiejszych czasach wpływ człowieka na dowolny ekosystem jest odczuwalny wszędzie. Dla własnych celów człowiek albo niszczy, albo ulepsza ekosystemy naszej planety.

Tak więc marnotrawstwo ziemi, wylesianie, osuszanie bagien przypisuje się destrukcyjnemu wpływowi człowieka. I odwrotnie, tworzenie rezerwatów, odbudowa populacji zwierząt przyczynia się do przywrócenia równowagi ekologicznej Ziemi i jest twórczym wpływem człowieka na ekosystemy ...

Główną różnicą między tymi ekosystemami jest sposób ich powstawania.

Naturalny, lub naturalne ekosystemy powstają przy udziale sił natury. Człowiek albo nie wywiera na nich żadnego wpływu, albo jest wpływ, ale nieistotny. Największym naturalnym ekosystemem jest nasza planeta.

Sztuczny ekosystemy są również nazywane antropogenicznymi. Są tworzone przez człowieka w celu uzyskania „korzyści” w postaci pożywienia, czystego powietrza i innych produktów niezbędnych do przetrwania. Przykłady: ogród, ogród warzywny, gospodarstwo rolne, zbiornik wodny, szklarnia, akwarium. Parzysty statek kosmiczny można postrzegać jako przykład ekosystemu stworzonego przez człowieka.

Główne różnice między ekosystemami sztucznymi i naturalnymi.

Ekosystem to system biologiczny składający się z zestawu żywych organizmów, ich siedlisk oraz systemu połączeń, które wymieniają między nimi energię. Obecnie termin ten jest głównym pojęciem ekologii.

Struktura

Studiował stosunkowo niedawno. Naukowcy wyróżniają w nim dwa główne składniki - biotyczny i abiotyczny. Pierwszy dzieli się na heterotroficzne (obejmuje organizmy, które otrzymują energię w wyniku utleniania materii organicznej - konsumenci i rozkładający się) i otrzymują energię pierwotną do fotosyntezy i chemosyntezy, czyli producenci).

Jedynym i najważniejszym źródłem energii niezbędnym do istnienia całego ekosystemu są producenci, którzy pochłaniają energię słońca, ciepła i wiązań chemicznych. Dlatego autotrofy są przedstawicielami pierwszego z całego ekosystemu. Drugi, trzeci i czwarty poziom powstają kosztem konsumentów. Zamknięte są reduktorami zdolnymi do przekształcania nieożywionej materii organicznej w składnik abiotyczny.

Właściwości ekosystemu, o których pokrótce można przeczytać w tym artykule, sugerują możliwość naturalnego rozwoju i odnowy.

Główne składniki ekosystemu

Struktura i właściwości ekosystemu to główne pojęcia, którymi zajmuje się ekologia. Zwyczajowo podkreśla się następujące wskaźniki:

Reżim klimatyczny, temperatura otoczenia, a także wilgotność i reżim oświetlenia;

Substancje organiczne wiążące składniki abiotyczne i biotyczne w cyklu substancji;

Związki nieorganiczne włączone w obieg energii;

Producenci to organizmy, które tworzą produkty podstawowe;

Fagotrofy to heterotrofy żywiące się innymi organizmami lub dużymi cząsteczkami materii organicznej;

Saprotrofy to heterotrofy zdolne do niszczenia martwej materii organicznej, mineralizacji jej i przywracania do obiegu.

Połączenie trzech ostatnich składników tworzy biomasę ekosystemu.

Ekosystem, którego właściwości badane są w ekologii, funkcjonuje dzięki blokom organizmów:

Saprofagi - żywią się martwą materią organiczną.
Biofagi - zjadają inne żywe organizmy.

Zrównoważony rozwój i bioróżnorodność ekosystemów

Właściwości ekosystemu są związane z różnorodnością zamieszkujących go gatunków. Im większa i bardziej złożona bioróżnorodność, tym większa odporność ekosystemu.

Bioróżnorodność jest bardzo ważna, ponieważ umożliwia tworzenie dużej liczby zbiorowisk różniących się formą, strukturą i funkcją oraz daje realną możliwość ich powstania. Dlatego im wyższa bioróżnorodność, tym więcej społeczności może żyć i tym więcej reakcji biogeochemicznych można przeprowadzić, zapewniając jednocześnie złożone istnienie biosfery.

Czy następujące wyroki o właściwościach ekosystemu? Ta koncepcja charakteryzuje się integralnością, stabilnością, samoregulacją i samoreplikacją. Wiele naukowych eksperymentów i obserwacji daje twierdzącą odpowiedź na to pytanie.

Wydajność ekosystemu

Podczas badania produktywności zaproponowano takie koncepcje, jak biomasa i rosnący plon. Drugi termin określa masę wszystkich organizmów żyjących na jednostkowej powierzchni wody lub lądu. Ale biomasa to także waga tych ciał, ale w przeliczeniu na energię lub suchą materię organiczną.

Biomasa obejmuje całe ciała (w tym martwą tkankę zwierząt i roślin). Biomasa staje się nekromasą tylko wtedy, gdy umiera cały organizm.

Społeczności to tworzenie biomasy przez producentów, bez wyjątku, energii, którą można wydać na oddychanie na jednostkę powierzchni na jednostkę czasu.

Alokuj produkcję pierwotną brutto i netto. Różnica między nimi to koszt oddychania.

Produktywność netto zbiorowiska to tempo akumulacji materii organicznej, która nie jest zużywana przez heterotrofy, a co za tym idzie przez rozkładających się. Przyjmuje się, aby obliczyć rok lub sezon wegetacyjny.

Produktywność wtórna społeczności to tempo, w jakim konsumenci gromadzą energię. Im więcej konsumentów w ekosystemie, tym więcej energii jest przetwarzane.

Samoregulacja

Do właściwości ekosystemu należy także samoregulacja, której sprawność reguluje różnorodność mieszkańców i stosunki pokarmowe między nimi. Gdy zmniejsza się liczba jednego z podstawowych konsumentów, drapieżniki przenoszą się na inne gatunki, które wcześniej miały dla nich drugorzędne znaczenie.

Długie łańcuchy mogą się przecinać, stwarzając możliwość różnorodnych relacji pokarmowych w zależności od liczby ofiar lub plonu roślin. W najkorzystniejszych czasach można przywrócić liczbę gatunków - w ten sposób normalizują się relacje w biogenocenozie.

Może mieć nieuzasadnioną ingerencję człowieka w ekosystem negatywne konsekwencje... Wprowadzonych do Australii dwanaście par królików rozmnożyło się do kilkuset milionów osobników w ciągu czterdziestu lat. Stało się tak z powodu niewystarczającej liczby żerujących na nich drapieżników. W rezultacie puszyste zwierzęta niszczą całą roślinność na kontynencie.

Biosfera

Biosfera to najwyższej rangi ekosystem, który łączy wszystkie ekosystemy w jedną całość i daje możliwość życia na planecie Ziemia.

Jak globalny ekosystem bada nauka o ekologii. Ważne jest, aby wiedzieć, jak przebiegają procesy, które ogólnie wpływają na życie wszystkich organizmów.

Biosfera obejmuje następujące składniki:

- Hydrosfera- to wodnista skorupa Ziemi. Jest mobilny i przenika wszędzie. Woda to wyjątkowy związek będący jednym z fundamentów życia każdego organizmu.

- Atmosfera- najlżejszy w powietrzu przestrzeń kosmiczna... Dzięki niej następuje wymiana energii z przestrzenią zewnętrzną;

- litosfera- twarda skorupa Ziemi, składająca się ze skał magmowych i osadowych.

- Pedosfera- górna warstwa litosfery, w tym gleba i proces glebotwórczy. Graniczy ze wszystkimi poprzednimi powłokami i zamyka wszystkie cykle energii i materii w biosferze.

Biosfera nie jest systemem zamkniętym, ponieważ jest prawie w całości zasilana energią słoneczną.

Sztuczne ekosystemy

Sztuczne ekosystemy to systemy powstałe w wyniku działalności człowieka. Obejmuje to agrocenozy i systemy przyrodniczo-gospodarcze.

Skład i podstawowe właściwości ekosystemu stworzonego przez człowieka niewiele różnią się od rzeczywistego. Ma też producentów, konsumentów i rozkładających. Ale istnieją różnice w redystrybucji przepływów materii i energii.

Sztuczne ekosystemy różnią się od naturalnych następującymi parametrami:

Znacznie mniejsza liczba gatunków i wyraźna przewaga jednego lub kilku z nich.
Stosunkowo mała stabilność i silna zależność od wszystkich rodzajów energii (w tym od ludzi).
Krótkie łańcuchy pokarmowe ze względu na małą różnorodność gatunków.
Niezamknięty obieg substancji ze względu na wycofywanie przez ludzi produktów wspólnotowych lub upraw. Jednocześnie naturalne ekosystemy, wręcz przeciwnie, włączają w cykl jak najwięcej.

Właściwości ekosystemu stworzonego w sztucznym środowisku są gorsze od naturalnego. Jeśli nie wspierasz przepływów energii, to przez określony czas naturalne procesy zostaną przywrócone.

Ekosystem leśny

Skład i właściwości ekosystemu leśnego różnią się od innych ekosystemów. W tym środowisku wytrąca się znacznie więcej opadów niż nad polem, ale większość z nich nigdy nie dociera do powierzchni ziemi i nie paruje bezpośrednio z liści.

Ekosystem lasu liściastego reprezentuje kilkaset gatunków roślin i kilka tysięcy gatunków zwierząt.

Rośliny rosnące w lesie są prawdziwymi konkurentami i walczą o światło słoneczne. Im niższy poziom, tym bardziej tolerancyjne gatunki osiedliły się tam.

Głównymi konsumentami są zające, gryzonie i ptaki oraz duże zwierzęta roślinożerne. Wszystko składniki odżywcze, które latem zawarte są w liściach roślin, jesienią przechodzą w gałęzie i korzenie.

Gąsienice i korniki są również głównymi konsumentami. Każdy poziom żywności jest reprezentowany przez dużą liczbę gatunków. Bardzo ważna jest rola owadów roślinożernych. Są zapylaczami i służą jako źródło pożywienia dla kolejnych poziomów sieci pokarmowych.

Ekosystem słodkowodny

Najkorzystniejsze warunki do życia organizmów żywych powstają w strefa przybrzeżna zbiornik. To tutaj woda najlepiej się nagrzewa i zawiera najwięcej tlenu. I to tutaj żyje duża liczba roślin, owadów i małych zwierząt.

System stosunków pokarmowych w akwenie jest bardzo złożony. Wyższe rośliny żywią się rybami roślinożernymi, mięczakami i larwami owadów. Te z kolei stanowią źródło pożywienia dla skorupiaków, ryb i płazów. Ryby drapieżne żywią się mniejszymi gatunkami. Tutaj ssaki również znajdują pożywienie.

Ale resztki materii organicznej opadają na dno zbiornika. Rozwijają bakterie, które są konsumowane przez pierwotniaki i filtrują mięczaki.

Wykład 2. System ekologiczny

ogólna charakterystyka ekosystemy

Definicja i pojęcie ekosystemu. Koncepcja ekosystemu jest jedną z podstawowe koncepcje we współczesnej ekologii. Termin „ekosystem” został wprowadzony przez A. Tensleya w 1935 roku, po ponad pół wieku po izolacji ekologia jako samodzielna gałąź wiedzy naukowej (1866).

Ekosystem to funkcjonalna jedność żywych organizmów i ich środowiska.

Pod ekosystem oznacza całość żywych organizmów (społeczności) i ich siedliska, które w wyniku obiegu substancji tworzą stabilny system życia

Zbiorowiska organizmów są połączone ze środowiskiem nieorganicznym najbliższymi więzami materiałowymi i energetycznymi. Rośliny mogą istnieć tylko dzięki ciągłej dostawie dwutlenku węgla, wody, tlenu i soli mineralnych. Heterotrofy żywią się autotrofami, ale potrzebują dostaw związków nieorganicznych, takich jak tlen i woda.

W literaturze rosyjskiej szeroko stosowany jest termin „biogeocenoza”, zaproponowany w 1940 r. B. NSukaczew.

Ryż. 1. Struktura biogeocenozy i schemat interakcji między składnikami

W biogeocenozie V.N. Sukaczew wyróżnił dwa bloki: ekotop- zestaw warunków środowiska abiotycznego i biocenoza- całość wszystkich żywych organizmów (ryc. 1). Ekotop uważany jest często za środowisko abiotyczne nieprzekształcone przez rośliny (pierwotny kompleks czynników środowiska fizycznego i geograficznego), a biotop za zbiór elementów środowiska abiotycznego, modyfikowanego przez środowiskotwórcze działanie organizmów żywych .

Struktura ekosystemu całkiem w pełni zamanifestowany w przykładzie biogeocenoza, wszystkie elementy są ściśle ze sobą powiązane

Jedność terytorium

Ogólny przepływ energii (od Słońca do autotrofów i od nich do heterotrofów), wymiana biogeniczna pierwiastki chemiczne,

Wahania sezonowe warunki klimatyczne,

Liczebność i wzajemne dopasowanie gatunków na wszystkich poziomach organizacji.

Rodzaje ekosystemów.

Najważniejszym z punktu widzenia organizacji ekosystemów jest ich struktura gatunkowa.

Ekosystem to złożony obiekt, w badaniu którego wykorzystywane są metody analizy systemowej. Klasyfikacji tak złożonych systemów należy dokonywać na różnych podstawach lub oznakach podziału na klasy.

Za pomocą skala przestrzenna wyróżnia się ekosystemy różnych rang:

Mikroekosystemy,

Mezoekosystemy,

Makroekosystemy i

· Globalny ekosystem.

Najniższa pozycja to mikroekosystemy których przykładami są niewielki zbiornik wodny, zwłoki zwierzęcia wraz z bytującymi go organizmami lub pień zwalonego drzewa na etapie biodegradacji, domowe akwarium, a nawet kałużę lub kroplę wody, podczas gdy zawierają żywe organizmy zdolne do przeprowadzania obiegu substancji.

Ekosystemy rangi pośredniej nazywane są mezoekosystemy(las, staw, rzeka)

Makroekosystemy mają dużą skalę przestrzenną i są związane z dużymi obiektami geograficznymi, które stanowią znaczną część powierzchni Ziemi (na przykład ocean, kontynent itp.).

Najwyższa ranga to globalny ekosystem, ekwiwalent biosfery Ziemi jako całości. Zatem większe ekosystemy obejmują ekosystemy niższej rangi.

Dla wygody rozważenia niektórych cechy interakcji między społeczeństwem a naturą W ramach badanej dyscypliny, według stopnia antropogenicznego oddziaływania na środowisko przyrodnicze, wyróżnimy trzy typy ekosystemów:

Naturalny,

Antropogeniczny .

Społeczno-naturalny

Ekosystemy naturalne, - są to naturalne ekosystemy, których badanie nie uwzględnia żadnych oddziaływań antropogenicznych.

Z natury siedliska zbiorowiska organizmów żywych, ekosystemy naturalne (naturalne) dzielą się na ziemski oraz wodny wśród tych ostatnich wyróżnia się niekiedy ekosystemy słodkowodne i morskie.

Główne właściwości ekologiczne ekosystemów w znacznym stopniu zależą od różnicy warunków środowiskowych (geograficznych, hydrograficznych, klimatycznych, glebowych itp.). Dlatego te typy naturalne ekosystemy dzielą się z kolei na różne typy ekosystemów. W klasie ekosystemów lądowych wyróżnia się tundrę, tajgę, step itp., A ekosystemy słodkowodne dzielą się na jeziora, rzeki, bagna itp.

Ekosystemy antropogeniczne- sztuczne ekosystemy, bezpośrednio i celowo tworzone przez człowieka w celu zaspokojenia jego potrzeb. Wygodnie jest je podzielić na technogeniczne i agroekosystemy.

DO technogeniczny obejmują ekosystemy celowo stworzone w celu rozwiązania niektórych problemów ochrony środowiska i zarządzania przyrodą, np. kompleksowe zakłady leczenia i kompleksy leczenia biologicznego Ścieki W wielu duże miastaświat.

Agroekosystemy są tworzone w prawie wszystkich krajach i mają na celu radykalne zwiększenie żyzności ziemi i zwiększenie plonów poprzez chemizację i zastosowanie nowych technologii produkcji rolnej.

Ekosystemy społeczno-przyrodnicze które powstają nie w wyniku ukierunkowanych działalności człowieka, ale są pośrednio z powodu interakcji społeczeństwa ludzkiego ze środowiskiem naturalnym. Nieświadoma działalność człowieka związana z zaspokajaniem jego stale rosnących potrzeb prowadzi do tego, że naturalne ekosystemy w jego otoczeniu przekształcają się (przekształcają) w ekosystemy społeczno-przyrodnicze, składające się z przyrody ożywionej i nieożywionej oraz przyrody, tj. kultura.

Cechą rozpatrywania ekosystemów społeczno-przyrodniczych jest włączenie do ekosystemu osoby jako nosiciel kultury ... Potrzeba takiego społeczno-przyrodniczego podejścia do rozważania ekosystemów we współczesnej ekologii wynika również z faktu, że we współczesnych warunkach człowiek stał się geologiczna siła transformacyjna, bez uwzględnienia których niemożliwe jest opracowanie strategii zrównoważonego rozwoju cywilizacyjnego i racjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych.

Systemy ekologiczne na różnych poziomach są głównymi jednostkami funkcjonalnymi biosfery.