Екологічна система було запроваджено. Екологічна система

Екологічна система або екосистема розглядається наукою як масштабна взаємодія живих організмів з неживим середовищем їх проживання. Вони впливають один на одного, і їхнє сприяння дозволяє підтримувати життя. Поняття «екосистема» є узагальненим, воно не має фізичного розміру, тому що включає океан і , і одночасно маленьку калюжу і квітку. Екосистеми дуже різноманітні, вони залежать від великої кількості факторів, таких як клімат, геологічні умови та діяльність людини.

Загальне поняття

Щоб повністю зрозуміти термін «екосистема», розглянемо його на прикладі лісу. Ліс – не просто велика кількість дерев або чагарників, а складна сукупність пов'язаних між собою елементів живої та неживої (земля, сонячне світло, повітря) природи. До живих організмів відносять:

комах;
лишайники;
бактерії;
гриби.

Кожен організм виконує свою чітко поставлену роль, а загальна робота всіх живих та неживих елементів створює баланс для безперебійної роботи екосистеми. Щоразу, коли сторонній фактор або нова жива істота проникають в екосистему, можуть виникнути негативні наслідки, що завдають руйнування та потенційної шкоди. Екосистема може руйнуватися внаслідок життєдіяльності людини або стихійного лиха.

Види екосистем

Залежно від масштабу прояву існує три основних види екосистем:

Макроекосистема. Масштабна система, що складається з невеликих систем. Прикладом стає пустеля, або океан, населений тисячами видів морських тварин і рослин.
Мезоекосистема. Екосистема невеликого розміру (став, лісовий масив чи окрема галявина).
Мікроекосистема. Екосистема малого розміру, яка імітує в мініатюрі природу різних екосистем (акваріум, труп тварини, лісовий пень, калюжа води, населена мікроорганізмами).

Унікальність екосистем у тому, що вони не мають чітко окреслених меж. Найчастіше вони доповнюють один одного або ж поділяються пустельми, океанами та морями.

Людина грає вагому роль життєдіяльності екосистем. В наш час для задоволення власних цілей людство створює нові та губить існуючі екологічні системи. Залежно від способу утворення екосистеми також поділяються на дві групи:

Природна екосистема. Створюється внаслідок сил природи, здатна самостійно відновлюватися та створювати замкнене коло речовин, від створення до розпаду.
Штучна чи антропогенна екосистема. Складається з рослин та тварин, що мешкають в умовах створеними руками людини (поле, пасовища, водосховище, ботанічний сад).

Однією з найбільших штучних екосистем є місто. Людина вигадала його для зручності власного існування і створила штучні притоки енергії у вигляді газо- і водопроводів, електрики та опалення. Проте штучна екосистема потребує додаткових приток енергії та речовин ззовні.

Глобальна екосистема

Сукупність всіх екологічних систем становить глобальну екосистему – . Вона наймасштабніша сукупність взаємодії живої та неживої природи на планеті Земля. Знаходиться в балансі завдяки рівновазі величезної кількості екосистем та різноманітності видів живих організмів. Вона настільки величезна, що охоплює:

земну поверхню;
верхню частину літосфери;
нижню частину атмосфери;
всі водні простори.

Завдяки постійному , глобальна екосистема зберігає свою життєдіяльність упродовж мільярдів років.

Екосистема— це функціональна єдність живих організмів та середовища проживання. Основні характерні особливості екосистеми - її безрозмірність та безранговість. Заміщення одних біоценозів іншими протягом тривалого часу називається сукцесією. Сукцесія, що протікає на субстраті, що знову утворився, називається первинною. Сукцесія на території, що вже зайнята рослинністю, називається вторинною.

Одиницею класифікації екосистем є біом - природна зона або область з певними кліматичними умовами та відповідним набором домінуючих видів рослин та тварин.

Особлива екосистема – біогеоценоз – ділянка земної поверхніз однорідними природними явищами Складовими частинами біогеоценозу є кліматотоп, едафотоп, гідротоп (біотоп), а також фітоценоз, зооценоз та мікробоценоз (біоценоз).

З метою одержання продуктів харчування людина штучно створює агроекосистеми. Вони відрізняються від природних малою стійкістю та стабільністю, проте більш високою продуктивністю.

Екосистеми - основні структурні одиниці біосфери

Екологічна система, або екосистема, - основна функціональна одиниця в екології, оскільки до неї входять організми та

неживе середовище - компоненти, що взаємно впливають на властивості один одного, і необхідні умови для підтримки життя в тій його формі, яка існує на Землі. Термін екосистемавперше був запропонований у 1935 р. англійським екологом А. Тенслі.

Таким чином, під екосистемою розуміється сукупність живих організмів (спільнот) та середовища проживання, що утворюють завдяки кругообігу речовин, стійку систему життя.

Спільноти організмів пов'язані з неорганічним середовищем найтіснішими матеріально-енергетичними зв'язками. Рослини можуть існувати лише за рахунок постійного надходження в них вуглекислого газу, води, кисню, мінеральних солей. Гетеротрофи живуть за рахунок автотрофів, але потребують надходження таких неорганічних сполукяк кисень і вода.

У кожному конкретному місці проживання запасів неорганічних сполук, необхідні підтримки життєдіяльності організмів, що його населяють, вистачило б ненадовго, якби ці запаси не відновлювалися. Повернення біогенних елементів у середу відбувається як протягом життя організмів (внаслідок дихання, екскреції, дефекації), так і після їх смерті, внаслідок розкладання трупів та рослинних решток.

Отже, співтовариство утворює з неорганічним середовищем певну систему, у якій потік атомів, викликаний життєдіяльністю організмів, має тенденцію замикатися у кругообіг.

Рис. 1. Структура біогеоценозу та схема взаємодії між компонентами

У вітчизняній літературі широко застосовується термін «біогеоценоз», запропонований 1940 року. B. Н Сукачовим. За його визначенням, біогеоценоз - «сукупність на відомому протягом земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, грунту та гідрологічних умов), що має особливу специфіку взаємодій цих складових її компонентів і певний тип обміну речовиною та енергією їх між собою та іншими явищами природи і являє собою внутрішньо суперечливу діалектичну єдність, що перебуває в постійному русі, розвитку».

У біогеоценозі В.М. Сукачов виділяв два блоки: екотоп- Сукупність умов абіотичного середовищаі біоценоз- Сукупність всіх живих організмів (рис. 1). Екотоп часто розглядають як абіотичне середовище, не перетворене рослинами (первинний комплекс факторів фізико-географічного середовища), а біотоп - як сукупність елементів абіотичного середовища, видозмінених діяльністю живих організмів.

Існує думка, що термін «біогеоценоз» значно більшою мірою відображає структурні характеристикививчається макросистеми, тоді як і поняття «екосистема» вкладається, передусім, її функціональна сутність. Фактично між цими термінами відмінностей немає.

Слід зазначити, що сукупність специфічного фізико-хімічного оточення (біотопа) із спільнотою живих організмів (біоценозом) та утворює екосистему:

Екосистема = Біотоп + Біоценоз.

Рівноважний (стійкий) стан екосистеми забезпечується на основі кругообігів речовин. У цих кругообігах безпосередньо беруть участь всі складові екосистем.

Для підтримки кругообігу речовин в екосистемі необхідна наявність запасу неорганічних речовин у засвоюваній формі та трьох функціонально різних екологічних груп організмів: продуцентів, консументів та редуцентів.

Продуцентамивиступають автотрофні організми, здатні будувати свої тіла з допомогою неорганічних сполук (рис. 2).

Рис. 2. Продуценти

Консументи- гетеротрофні організми, що споживають органічна речовинапродуцентів або інших консументів, що трансформують його в нові форми.

Редуцентиживуть за рахунок мертвої органічної речовини, переводячи його знову в неорганічні сполуки. Класифікація ця відносна, так як і консументи, і самі продуценти виступають частково в ролі редуцентів протягом життя, виділяючи в довкілля мінеральні продукти обміну речовин.

У принципі кругообіг атомів може підтримуватись у системі і без проміжної ланки — консументів, за рахунок діяльності двох інших груп. Однак такі екосистеми зустрічаються швидше як винятки, наприклад, на тих ділянках, де функціонують спільноти, сформовані лише з мікроорганізмів. Роль консументів виконують у природі переважно тварини, їх діяльність із підтримці і прискоренню циклічної міграції атомів в екосистемах складна і різноманітна.

Масштаби екосистеми у природі дуже різні. Неоднакова також ступінь замкнутості підтримуваних них кругообігів речовини, тобто. багаторазовість залучення тих самих елементів у цикли. Як окремі екосистеми можна розглядати, наприклад, і подушку лишайників на стовбурі дерева, і пень, що руйнується, з його населенням, і невелика тимчасова водойма, луг, ліс, степ, пустелю, весь океан і, нарешті, всю поверхню Землі, зайняту життям.

У деяких типах екосистем винос речовини за межі настільки великий, що їх стабільність підтримується в основному за рахунок припливу такої ж кількості речовини ззовні, тоді як внутрішній кругообіг малоефективний. Такі проточні водоймища, річки, струмки, ділянки на крутих схилах гір. Інші екосистеми мають значно повніший кругообіг речовин і відносно автономні (ліси, луки, озера тощо).

Екосистема – практично замкнута система. У цьому полягає принципова відмінність екосистем від спільнот та популяцій, що є відкритими системами, що обмінюються з місцем існування енергією, речовиною та інформацією.

Однак жодна екосистема Землі не має повністю замкненого круговороту, оскільки мінімальний обмін масою із середовищем проживання все-таки відбувається.

Екосистема є сукупністю взаємопов'язаних енергоспоживачів, які здійснюють роботу з підтримки її нерівноважного стану щодо довкілля за рахунок використання потоку сонячної енергії.

Відповідно до ієрархії спільнот життя на Землі проявляється і в ієрархічності відповідних екосистем. Екосистемна організація життя одна із необхідних умов його існування. Як зазначалося, запаси біогенних елементів, необхідні життя організмів Землі загалом і кожному конкретному ділянці її поверхні, небезмежні. Лише система кругообігів могла надати цим запасам властивість нескінченності, необхідне продовження життя.

Підтримувати та здійснювати кругообіг можуть лише функціонально різні групи організмів. Функціонально-екологічна різноманітність живих істот та організація потоку, що витягуються з довкілляречовин у цикли - найдавніша властивість життя.

З цього погляду стійке існування багатьох видів в екосистемі досягається за рахунок постійно природних порушень місцеперебування, що відбуваються в ній, що дозволяють новим поколінням займати знову звільнене простір.

Концепція екосистеми

Основним об'єктом вивчення екології є екологічні системи або екосистеми. Екосистема займає наступне після біоценозу місце у системі рівнів живої природи. Говорячи про біоценоз, ми мали на увазі лише живі організми. Якщо ж розглядати живі організми (біоценоз) разом із чинниками довкілля, це вже екосистема. Таким чином, екосистема — природний комплекс (біокосна система), утворений живими організмами (біоценоз) та середовищем їх проживання (наприклад, атмосфера — відсталий, грунт, водоймище — біокосний тощо), пов'язаними між собою обміном речовин та енергії.

Загальноприйнятий в екології термін «екосистема» запровадив 1935 р. англійський ботанік А. Тенслі. Він вважав, що екосистеми, «з погляду еколога являють собою основні природні одиниці на поверхні землі», до яких входить «не тільки комплекс організмів, а й весь комплекс фізичних факторів, що утворюють те, що ми називаємо середовищем біома, — фактори місцеперебування в найширшому сенсі». Тенслі підкреслював, що для екосистем характерний різного роду обмін речовин не тільки між організмами, а й між органічним неорганічною речовиною. Це не лише комплекс живих організмів, а й поєднання фізичних факторів.

Екосистема (екологічна система)- Основна функціональна одиниця екології, що є єдністю живих організмів і середовища їх проживання, організоване потоками енергії та біологічним кругообігом речовин. Це фундаментальна спільність живого та довкілля його, будь-яка сукупність спільно живуть живих організмів та умов їх існування (рис. 3).

Рис. 3. Різні екосистеми: а — ставка середньої смуги (1 — фітопланктон; 2 — зоопланктон; 3 — жуки-плавунці (личинки та дорослі особини); 4 — молоді коропи; 5 — щуки; 6 — личинки хохомід (комарів-дергунців); 7 - бактерії, 8 - комахи прибережної рослинності, б - луки (I - абіотичні речовини, тобто основні неорганічні та органічні доданки); польові миші і т.д.), В - непрямі або харчовані детритом консументи, або сапроби (грунтові безхребетні);

Поняття «екосистема» можна застосувати до об'єктів різного ступеняскладності та величини. Прикладом екосистеми може служити тропічний ліс у певному місці і в конкретний момент часу, населений тисячами видів рослин, тварин і мікробів, що живуть разом, і пов'язаний між ними взаємодіями. Екосистемами є такі природні утворення, як океан, море, озеро, лук, болото. Екосистемою може бути купина на болоті і гниюче дерево в лісі з організмами, що живуть на них і в них, мурашник з мурахами. Найбільшою екосистемою є планета Земля.

Кожна екосистема може характеризуватись певними межами (екосистема ялинового лісу, екосистема низинного болота). Проте саме поняття «екосистема» безранкове. Вона має ознаку безрозмірності, їй не властиві територіальні обмеження. Зазвичай екосистеми розмежовуються елементами абіотичного середовища, наприклад рельєфом, видовою різноманітністю, фізико-хімічними та трофічними умовами тощо. Розмір екосистем не може бути виражений у фізичних одиницяхвимірювання (площа, довжина, об'єм тощо). Він виражається системною мірою, що враховує процеси обміну речовин та енергії. Тому під екосистемою зазвичай розуміють сукупність компонентів біотичного (живі організми) та абіотичного середовища, при взаємодії яких відбувається більш-менш повний біотичний кругообіг, у якому беруть участь продуценти, консументи та редуценти. Термін «екосистема» застосовується і до штучних утворень, наприклад екосистема парку, сільськогосподарська екосистема (агроекосистема).

Екосистеми можна розділити на мікроекосистеми(дерево в лісі, прибережні зарості водних рослин), мезоекосистеми(болото, сосновий ліс, житнє поле) та макроекосистеми(Океан, море, пустеля).

Про рівновагу в екосистемах

Рівноважними називаються такі екосистеми, які «контролюють» концентрації біогенів, підтримуючи їхню рівновагу з твердими фазами. Тверді фази (залишками живих організмів) є продуктами життєдіяльності біоти. Рівноважними будуть і ті спільноти та популяції, які входять до рівноважної екосистеми. Такий вид біологічної рівноваги називається рухливимоскільки процеси відмирання безупинно компенсуються появою нових організмів.

Рівноважні екосистеми підпорядковуються принципу стійкості Ле Шательє. Отже, ці екосистеми мають гомеостаз — іншими словами, здатні мінімізувати зовнішню дію при збереженні внутрішньої рівноваги. Стійкість екосистем досягається не усуненням хімічних рівноваг, А шляхом зміни швидкостей синтезу та розкладання біогенів.

Особливий інтерес представляє спосіб підтримки стійкості екосистем, заснований на залученні до біологічного кругообігу органічного речовин, раніше виробленого екосистемою і відкладеного «про запас» - деревини та мортмаси (торф, гумус, підстилка). І тут деревина служить хіба що індивідуальним матеріальним багатством, а мортмаса — колективним, які належать екосистемі загалом. Це «матеріальне багатство» збільшує запас стійкості екосистем, забезпечуючи їхнє виживання при несприятливих змінах клімату, стихійних лих та ін.

Стійкість екосистеми тим більша, що більша вона за розміром і чим багатша і різноманітніша її видовий і популяційний склад.

Екосистеми різного типувикористовують різні варіанти індивідуальних та колективних способів запасання стійкості при різному співвідношенні індивідуального та колективного матеріального багатства.

Таким чином, основна функція сукупності живих істот (спільноти), що входять до екосистеми, – забезпечити рівноважний (стійкий) стан екосистеми на основі замкнутого круговороту речовин.

Екосистема відноситься до ключових понять екології. Саме слово розшифровується як "екологічна система". Термін був запропонований екологом А. Тенслі у 1935 році. Екосистема поєднує кілька понять:

Біоценоз - суспільство живих організмів
Біотоп - середовище проживання цих організмів
Види зв'язків організмів у даному ареалі проживання
Обмін речовин, що відбувається між цими організмами у цьому біотопі.

Тобто, по суті, екосистема — це поєднання компонентів живої та неживої природи, між якими відбувається обмін енергією. А завдяки цьому обміну можливе створення умов, необхідних підтримки життя. Основою будь-якої екосистеми на планеті є енергія сонячного світла.

Для класифікації екосистем вчені обрали одну ознаку — довкілля. Так зручніше виділяти окремі екосистеми, оскільки саме ареал зумовлює кліматичні, біоенергетичні та біологічні особливості. Розглянемо види екосистем.

Природні екосистемиутворюються землі самостихійно, з участю сил природи. Наприклад, природні озера, річки, пустелі, гори, ліси тощо.

Агроекосистеми— це один із видів штучних екосистем, створених людиною. Вони відрізняються слабкими зв'язками між компонентами, меншим видовим складом організмів, штучністю взаємообміну, але саме агроекосистеми найбільш продуктивні. Їхня людина створює заради отримання сільськогосподарської продукції. Приклади агроекосистем: ріллі, пасовища, сади, городи, поля, насаджені ліси, штучні ставки.

Лісові екосистеми - це спільнота живих організмів, що мешкають на деревах. На нашій планеті третину суші займають саме риштування. Майже половина з них – тропічні. Інші - хвойні, листяні, змішані, широколистяні.

У структурі лісової екосистеми виділяють окремі яруси. Залежно від висоти ярусу змінюється склад живих організмів.

Головними в екосистемі лісу є рослини, причому основним є один (рідше кілька) видів рослини. Решта живих організмів — або споживачі, або руйнівники, які так чи інакше впливають на обмін речовин і енергією.

Рослини та тварини є лише складовою будь-якої екосистеми. Так, тварини – це найважливіший природний ресурс, без якого неможливе існування екосистеми. Вони мобільніші, ніж рослини. І, незважаючи на те, що за видовою різноманітністю фауна програє флорі, саме тварини забезпечують стійкість екосистеми, беручи активну участь в обміні речовин та енергії.

При цьому всі тварини утворюють генетичний фонд планети, мешкаючи тільки в тих екологічних нішах, де для них створені всі умови для виживання і розмноження.

Рослини є основним чинником існування будь-якої з екосистем. Саме вони найчастіше є редуцентами — тобто організмами, що переробляють сонячну енергію. А сонце, як зазначалося вище — основа існування життєвих форм Землі.

Якщо розглядати представників флори та фауни окремо, то кожна тварина та рослина є мікроекосистемою на тій чи іншій стадії існування. Наприклад, стовбур дерева в міру його розвитку це одна цілісна екосистема. Стовбур дерева, що впало, - це вже інша екосистема. Так само і з тваринами: ембріон у стадії розмноження можна вважати мікроекосистемою.

Водні екосистеми – це системи, пристосовані до життя у воді. Саме вода визначає унікальність тієї спільноти живих організмів, які в ній живуть. Різноманітність видів тварин та рослин, стан, стійкість водної екосистеми залежить від п'яти факторів:

Солоності води
Відсотка кисню, що міститься в ній
Прозорості води у водоймі
Температури води
Доступність поживних речовин.

Прийнято розділяти всі водні екосистеми на два великі класи: прісноводні та морські. Морські займають понад 70% земної поверхні. Це океани, моря, солоні озера. Прісноводних менше: більша частина річок, озер, болота, ставки та інші дрібніші водоймища.

Стійкістю екосистеми називають здатність даної системи протистояти зміни зовнішніх факторів та зберігати свою структуру.

В екології прийнято виділяти два види стійкості ЕС:

Резистентну- це вид стійкості, за якої екосистема здатна зберігати свою структуру та функціональність у незмінному вигляді, незважаючи на зміни зовнішніх умов.
Пружну— цей вид стійкості притаманний тим екосистемам, які можуть відновлювати свою структуру після зміни умов або після руйнування. Наприклад, коли ліс відновлюється після пожежі, говорять саме про пружну стійкість екосистеми.
Екосистема людини

У людській екосистемі домінатним виглядом буде людина. Такі екосистеми зручніше розділяти за сферами:

Екосистема є стійкою системою компонентів живого і неживого походження, в якій беруть участь як об'єкти неживої природи, так і об'єкти живої природи: рослини, тварини і людина. Кожна людина, незалежно від місця народження та проживання (будь то шумний мегаполіс або село, острів або велика земля, ін.) є частиною екосистеми.

Нині вплив людини будь-яку екосистему відчувається повсюдно. У своїх цілях людина або руйнує або покращує екосистеми нашої планети.

Так, марнотратне ставлення до землі, вирубування лісів, осушення боліт відносять до руйнівного впливу людини. І навпаки, створення заповідників, відновлення популяцій тварин сприяють відновленню екобалансу Землі і є творчим впливом людини на екосистеми.

Головна відмінність таких екосистем полягає у способі їхньої освіти.

Природні,або природні екосистеми створюються з участю сил природи. Людина або взагалі не на них впливу, або вплив є, але незначне. Найбільшою природною екосистемою є наша планета.

ШтучніЕкосистеми називають ще антропогенними. Вони створюються людиною заради отримання "вигоди" як продуктів харчування, чистого повітря, інших продуктів, необхідні виживання. Приклади: сад, город, ферма, водосховище, оранжерея, акваріум. Навіть космічний корабельможна як приклад антропогенної екосистеми.

Основні відмінності штучних екосистем від природних.

Екосистема - це біологічна система, яка складається з сукупності живих організмів, їх довкілля, а також системи зв'язків, які здійснюють обмін енергії між ними. Нині цей термін є основним поняттям екології.

Будова

Вивчаються порівняно недавно. Вчені виділяють у ній два основні компоненти - біотичний та абіотичний. Перший ділиться на гетеротрофний (включає організми, які отримують енергію в результаті окислення органічної речовини - консументи і редуценти) і отримують первинну енергію для здійснення фотосинтезу і хемосинтезу, тобто продуценти).

Єдиним та найважливішим джерелом енергії, необхідної для існування всієї екосистеми, є продуценти, які засвоюють енергію сонця, тепла та хімічних зв'язків. Тому автотрофи є представниками першої всієї екосистеми. Другий, третій та четвертий рівні формуються за рахунок консументів. Замикаються редуцентами, здатними перевести неживу органічну речовину абіотичний компонент.

Властивості екосистеми, коротко про які ви можете прочитати в цій статті, мають на увазі можливість природного розвитку та відновлення.

Головні компоненти екосистеми

Структура і якості екосистеми - его основні поняття, якими займається екологія. Прийнято виділяти такі показники:

Кліматичний режим, температура навколишнього середовища, а також вологість та режим освітлення;

Органічні речовини, що пов'язують абіотичну та біотичну складові у кругообігу речовин;

Неорганічні сполуки, включені у кругообіг енергії;

Продуценти – це організми, які створюють первинні продукти;

Фаготрофи – гетеротрофи, які харчуються іншими організмами або великими частинками органічної речовини;

Сапротрофи - гетеротрофи, здатні зруйнувати мертву органічну речовину, мінералізувати її і повернути в кругообіг.

Сукупність останніх трьох компонентів формує біомасу екосистеми.

Екосистема, властивості та якої вивчаються в екології, функціонує завдяки блокам організмів:

Сапрофаги – харчуються мертвою органічною речовиною.
Біофаги – поїдають інших живих організмів.

Стійкість та біорізноманіття екосистем

Властивості екосистеми пов'язані з різноманітністю видів, що у ній живуть. Чим ширша біорізноманіття і складніше тим вища стійкість екосистеми.

Біорізноманіття є дуже важливим, тому що воно дає можливість формувати велику кількість спільнот, що відрізняються за формою, структурою та функціями, та забезпечує реальну можливість їх формування. Тому що вище біорізноманіття, то більше вписувалося угруповань може проживати, і тим більше біогеохімічних реакцій може здійснюватися, забезпечуючи у своїй комплексне існування біосфери.

Чи вірні наступні судженняпро властивості екосистеми? Для даного поняття характерні цілісність, стійкість, саморегуляція та самовідтворюваність. Безліч наукових експериментів та спостережень дають ствердну відповідь на це питання.

Продуктивність екосистем

Під час вивчення продуктивності було висунуто такі поняття, як біомаса та врожай на корені. Другий термін визначає масу всіх організмів, що проживають на одиниці площі води чи суші. А ось біомаса - це також вага цих тіл, але в перерахунку на енергію чи суху органічну речовину.

Біомаса включає тіла повністю (у тому числі і відмерлі тканини у тварин і рослин.) Біомаса стає некромасою тільки тоді, коли вмирає весь організм.

Співтовариства - це утворення біомаси продуцентами без винятку енергії, яку можна витратити на дихання на одиницю площі за одиницю часу.

Виділяють валову та чисту первинну продукцію. Різницею між ними є витрати на дихання.

Чиста продуктивність співтовариства - це швидкість накопичення органіки, яку споживають гетеротрофи, а внаслідок, і редуценти. Прийнято обчислювати протягом року чи вегетаційний період.

Вторинна продуктивність спільноти – це швидкість накопичення енергії консументами. Чим більше в екосистемі споживачів, тим більшими обсягами переробляється енергія.

Саморегуляція

Властивості екосистеми включають і саморегуляцію, ефективність якої регулюється різноманітністю мешканців і харчових відносин між ними. Коли знижується кількість одного з первинних консументів, то хижаки переходять до інших видів, які раніше для них мали другорядне значення.

Довгі ланцюги можуть перетинатися, створюючи у своїй можливість різноманітності харчових взаємин у залежність від чисельності жертв чи врожайності рослин. У найсприятливіші часи чисельність видів може відновлюватися – таким чином нормалізуються відносини у біогеноценозі.

Нерозумне втручання людини в екосистему може мати негативні наслідки. Завезені до Австралії дванадцять пар кроликів за сорок років розмножилися до кількох сотень мільйонів особин. Таке сталося через недостатню кількість хижаків, які ними харчуються. В результаті пухнасті звірята знищують всю рослинність на материку.

Біосфера

Біосфера - це екосистема найвищого рангу, що об'єднує в одне ціле всі екосистеми і забезпечує можливість життя планети Земля.

Як глобальної екосистеми вивчає наука екологія. Важливо знати, як влаштовані процеси, що впливають життя всіх організмів загалом.

До складу біосфери входять такі складові:

- Гідросфера– це водна оболонка Землі. Є рухомий і проникає всюди. Вода - унікальна сполука, яка є однією з основ життя будь-якого організму.

- Атмосфера- найлегша повітряна межа з космічним простором. Завдяки їй відбувається обмін енергії із зовнішнім простором;

- Літосфера- тверда оболонка Землі, що складається з магматичних та осадових порід.

- Педосфера- верхній шар літосфери, що включає ґрунт та процес ґрунтоутворення. Межує з усіма попередніми оболонками, і замикає всі цикли енергії та речовини у біосфері.

Біосфера не є замкнутою системою, оскільки майже повністю забезпечується сонячної енергією.

Штучні екосистеми

Штучні екосистеми – це системи, створені внаслідок людської діяльності. Сюди входять агроценози та природно-господарські системи.

Склад та основні властивості екосистеми, створеної людиною, мало відрізняються від справжньої. Вона також має продуцентів, консументів та редуцентів. Але є відмінності у перерозподілі потоків речовини та енергії.

Штучні екосистеми відрізняються від природних такими параметрами:

Набагато меншою кількістю видів тварин і явним переважанням однієї чи кількох їх.
Порівняно невеликою стійкістю та сильною залежністю від усіх видів енергії (у тому числі і від людини).
Короткими харчовими ланцюжками через невелику різноманітність видів.
Незамкненим кругообігом речовин через вилучення продукції спільноти або врожаю людиною. У той же час природні екосистеми, навпаки, включають у кругообіг якомога більшу його частину.

Властивості екосистеми, створеної в штучному середовищі, поступаються властивостями природного. Якщо не підтримувати енергетичні потоки, то через визначений часвідновляться природні процеси.

Екосистема лісу

Склад та властивості екосистеми лісу відрізняються від інших екосистем. У цьому середовищі випадає набагато більше осадом, ніж над полем, але їх частина так і не досягає поверхні землі і випаровується прямо з листя.

Екосистему листопадного лісу представляють кілька сотень видів рослин та кілька тисяч видів тварин.

Рослини, що виростають у лісі, є справжніми конкурентами та ведуть боротьбу за сонячне світло. Чим нижчий ярус, тим більше тіньовитривалі види там оселилися.

Первинними консументами є зайці, гризуни та птиці та великі травоїдні. Усе поживні речовини, які містяться влітку в листі рослин, восени переходять у гілки та коріння.

Також до первинних консументів відносяться гусениці та короїди. Кожен харчовий рівень представлений великою кількістю видів. Дуже важлива роль травоїдних комах. Вони є запилювачами і є джерелом харчування для наступних рівень харчових ланцюжків.

Екосистема прісної водойми

Найсприятливіші умови для життєдіяльності живих організмів створені в прибережній зоніводоймища. Саме тут вода найкраще прогрівається і містить найбільше кисню. І саме тут мешкає велика кількість рослин, комах та дрібних тварин.

Система харчових відносин у прісній водоймі дуже складна. Вищі рослини використовують рослиноїдні риби, молюски та личинки комах. Останні, у свою чергу, є джерелом харчування для рачків, риб та амфібій. Хижі риби харчуються дрібнішими видами. Тут же знаходять для себе їжу та ссавці.

А ось залишки органіки падають на дно водойми. На них розвиваються бактерії, яких споживають найпростіші та фільтруючі молюски.

Лекція 2. Екологічна система

Загальна характеристикаекосистем

Визначення та поняття екосистеми.Поняття екосистеми є одним з основних понятьу сучасній екології. Термін «екосистема» був введений у вжиток А. Тенслі в 1935, через більше півстоліття після виділенняекології як самостійної галузі наукових знань (1866).

Екосистема- це функціональна єдність живих організмів та середовища проживання.

Під екосистемоюрозуміється сукупність живих організмів (спільнот) та середовища їх проживання, що утворюють завдяки кругообігу речовин, стійку систему життя

У вітчизняній літературі широко застосовується термін «біогеоценоз», запропонований 1940 року. B. НСукачовим.

Рис. 1. Структура біогеоценозу та схема взаємодії між компонентами

У біогеоценозі В.М. Сукачов виділяв два блоки: екотоп- сукупність умов абіотичного середовища та біоценоз- Сукупність всіх живих організмів (рис..1). Екотоп часто розглядають як абіотичне середовище, не перетворене рослинами (первинний комплекс факторів фізико-географічного середовища), а біотоп - як сукупність елементів абіотичного середовища, видозмінених діяльністю живих організмів.

Структура екосистемидосить повно виявляється на прикладі біогеоценозу,всі компоненти якого тісно пов'язані між собою

Єдністю території,

Загальним потоком енергії (від Сонця до автотрофів та від них до гетеротрофів), обміном біогенних хімічних елементів,

Сезонними коливаннями кліматичних умов,

Чисельністю та взаємною пристосованістю видів усіх рівнів організації.

Види екосистем.

Найважливішою з точки зору організації екосистем є їх видова структура.

Екосистема – складний об'єкт, щодо якого використовують методи системного аналізу. Класифікація таких складних систем має проводитися з різних підстав, або ознак розподілу на класи.

за просторовому масштабу виділяються екосистеми різного рангу:

В· мікроекосистеми,

В· мезоекосистеми,

·макроекосистеми та

В· глобальна екосистема.

Найменший ранг мають мікроекосистеми, прикладами яких можуть бути маленька водойма, труп тварини з організмами, що її населяють, або стовбур впалого дерева в стадії біологічного розкладання, домашній акваріум і навіть калюжка або крапля води,поки що в них присутні живі організми, здатні здійснювати кругообіг речовин.

Екосистеми проміжного рангу називаються мезоекосистемами(ліс, ставок, річка)

Макроекосистемимають великий просторовий масштаб і пов'язані з великими географічними об'єктами, що становлять за розмірами значну частину земної поверхні (наприклад, океан, континенті т.п.).

Найбільший ранг має глобальна екосистема,еквівалентна біосфері Землі загалом. Таким чином, більші екосистеми включають екосистеми меншого рангу.

Для зручності розгляду деяких особливостей взаємодії суспільства та природи у межах досліджуваної дисципліни за рівнем антропогенного на природне середовище розрізнятимемо три наступних виду екосистем:

· природні,

· Антропогенні .

· соціоприродні

Природні екосистеми, – це природні екосистеми, щодо яких не враховуються будь-які антропогенні впливу.

За характером довкілляугруповань живих організмів природні (природні) екосистеми поділяють на наземніі водні, Серед останніх іноді виділяють прісноводні та морські екосистеми.

Основні екологічні властивості екосистем істотно залежать від відмінності умов довкілля (географічних, гідрографічних, кліматичних, ґрунтових та ін). Тому вказані види природних екосистемподіляються у свою чергу різні типи екосистем. У класі наземних екосистем виділяють тундрові, тайгові, степові та інших., а прісноводні екосистеми ділять на озерні, річкові, болотні тощо.

Антропогенні екосистеми- Штучні екосистеми, безпосередньо і цілеспрямовано створені людиною для задоволення своїх потреб. Їх зручно розділяти на техногенні та агроекосистеми.

До техногеннимвідносяться екосистеми, цілеспрямовано створені для вирішення певних завдань охорони навколишнього середовища та природокористування, наприклад, складні очисні споруди та комплекси біологічного очищення стічних воду багатьох великих містахсвіту.

Агроекосистемистворюються практично у всіх країнах та призначені для різкого підвищення родючості земель та збільшення врожайності сільськогосподарських культур на основі хімізації та застосування нових технологій сільськогосподарського виробництва.

Соціоприродні екосистеми, які формуються не в результаті цілеспрямованоїдіяльності людини, а виникають опосередковано внаслідок взаємодії людського суспільства із природним середовищем.Неусвідомлена діяльність людини, пов'язана із задоволенням її постійно зростаючих потреб, призводить до того, що природні екосистеми в навколишньому середовищі трансформуються (перетворюються) на соціоприродні екосистеми, що складаються з живої та неживої природи та неприроди, тобто. культури.

Особливістю розгляду соціоприродних екосистем є включення до складу екосистеми людини як носія культури . Необхідність такого соціоприродного підходу до розгляду екосистем у сучасній екології обумовлена і тим, що людина у сучасних умовах стала геологічною перетворюючою силою,без урахування якої неможливо розробляти стратегії сталого розвитку цивілізації та раціонального природокористування.

Екологічні системи різних рівнів є основними функціональними одиницями біосфери.