Ekosystem to z grubsza zbiór przedstawicieli żywej przyrody i warunków ich życia, połączonych informacją, substancjami i energią.
Termin „ekosystem” został ukuty w 1935 roku przez botanika. Definicja ta nie mieściła się w zakresie cech opartych na wielkości, randze czy rodzaju pochodzenia. Autorem terminu jest Anglik A. Tansley, który całe swoje życie poświęcił badaniu procesów botanicznych.
Mogą istnieć różne typy ekosystemów; istnieje pewna klasyfikacja i schemat podziału na składniki biosfery. Przykładowo, sądząc po pochodzeniu tych obiektów, typy ekosystemów można podzielić na naturalne i antropogeniczne.
Pojęcie ekosystemu jest najważniejszą częścią naturalnego kompleksu tworzącego geograficzną i biologiczną powłokę planety Ziemia. Mówimy tutaj o wszystkich składnikach, z których się składają: glebie, powietrzu, zasobach wodnych, florze i faunie.
Arthura Tansleya
Szybka nawigacja po artykule
Co to jest ekosystem? Co obejmuje ta koncepcja? Znaczenie tego słowa jest wyjaśnione po prostu: jest to system zaludniony przez organizmy żywe w ich naturalnych warunkach siedliskowych, w obrębie którego następuje ciągła wymiana informacji i energii.
Władimir Nikołajewicz Sukachev Istnieją różne typy ekosystemów, ale ogólna zasada jest taka sama: ma biotop - komponent regionalny o tym samym krajobrazie, ukształtowaniu terenu, klimacie i biocenozie - mieszkańcy grupy stale zamieszkujący ten biotop. Po prostu nie ma sensu rozpatrywać tych dwóch pojęć osobno, ponieważ biotop i biocenoza nie istnieją oddzielnie. Ale razem tworzą naturalny schemat zwany biogeocenozą. Koncepcja ta została wprowadzona do użytku naukowego przez biologa V.N. Sukaczow.
Ponieważ systemy naturalne mogą istnieć bardzo długo, ważna jest dla nich skoordynowana praca wszystkich składników, prawidłowe procesy metaboliczne, a także interakcja z otoczeniem, aby uwolnić zgromadzoną energię i uzupełnić ją z zewnątrz. Różnorodność ekosystemów jest ogromna, każdy z nich jest indywidualny, ale wszystkie mają wspólne czynniki - konstrukcję i komponenty.
Ekosystem to odrębna jednostka strukturalna, która łączy w sobie czynniki biotyczne i abiotyczne, która ma własną linię samorozwoju, dostarczania niezbędnych materiałów i pewną organizację.
Systemy metabolizmu różnych substancji mogą być różnego typu.
Jakie są rodzaje ekosystemów ze względu na pochodzenie ich składników? Są tylko dwa z nich: naturalne i sztuczne.
Grupa żywa to całkowicie autonomiczny zespół organizmów żywych żyjących w komfortowych warunkach. W takiej konstrukcji wszystkie jej elementy pełnią swoją funkcję niezależnie, bez jakiejkolwiek ingerencji z zewnątrz. Ta koncepcja ekosystemu nazywa się naturalnym lub naturalnym.
Jednak grupy antropogeniczne w biologii mają całkowicie sztuczne pochodzenie i często nazywa się je właśnie tak – sztucznymi. Jakie są podstawowe cechy takiego systemu? Wszystko jest bardzo proste: zostały stworzone sztucznie, przez człowieka. Mieszkańcy ekosystemu nie są w stanie sami zapewnić niezbędnej wymiany informacji i własnych warunków życia, a wszystko to jest wspierane z zewnątrz.
Przyjrzyjmy się teraz bliżej różnicom między tymi dwoma typami.
Naturalne ekosystemy dzieli się dalej ze względu na sposób pozyskiwania energii z zewnątrz. Jedna grupa jest całkowicie uzależniona od energii słońca, druga otrzymuje energię nie tylko od słońca, ale dodatkowo z innych źródeł.
Ekologia społeczności i ekosystemów w stu procentach zależnych od ciała niebieskiego nie jest szczególnie produktywna pod względem przetwarzania substancji, ale nie da się bez nich obejść. Funkcje tego typu ekosystemów kształtują klimat planety i ogólny stan warstwy powietrza wokół Ziemi. Zazwyczaj kompleksy przyrodnicze istnieją w swojej naturalnej postaci, zajmując duże obszary tak, jak zostały utworzone.
Biomy naturalne dzielą się na trzy główne grupy:
Przykładem biomu morskiego jest głębinowy basen Morza Czarnego Każdy z nich opiera się na czynnikach naturalnych i środowiskowych, a ich łączna praca jest głównym warunkiem powstania i istnienia globalnego ekosystemu. Typy te celowo dzieli się na ekologie ze względu na warunki bytowania - zatem na jeden ekosystem składają się główne możliwe siedliska w warunkach naturalnych. W tym kontekście interesujące będą z pewnością przykłady ekosystemów z każdej grupy.
Duże ekosystemy lądowe zwane naturalnymi:
Tundra Takich przedstawicieli jest całkiem sporo, ich ogólne znaczenie jest jasne: jest to naturalny system znajdujący się na ziemi i działający całkowicie niezależnie.
Grupa słodkowodna jest bardziej zróżnicowana i obejmuje kilka odrębnych typów:
Bagna podwyższone, przejściowe i nizinne na równinie zalewowej rzeki. Mankurka i Borovaya – kompleks torfowiskowy typu wyżynnego Koncepcja funkcjonowania w biomach słodkowodnych jest całkowicie podobna do biomów lądowych: zbiór organizmów żywych w ich naturalnym środowisku, dokonujących procesów metabolicznych w ramach kompleksu ekologicznego.
Odpowiednio typ morski obejmuje:
Ocean Spokojny jest największym oceanem pod względem powierzchni i głębokości na Ziemi Są to główne typy systemów naturalnych. Jednak w przyrodzie są też inne – jest ich tak mało, że nie ma sensu ich oświetlać.
Każdy system naturalny ma swój własny klimat, roślinność i faunę.
Jednak żywy ekosystem nie zawsze może w pełni samodzielnie funkcjonować, często w przypadku utraty przynajmniej jednego z kluczowych czynników jest on skazany na śmierć. Życie ekosystemu będzie stopniowo zanikać, usuwając jego kolejne ogniwa z łańcucha, aż do momentu, w którym przestanie on całkowicie funkcjonować.
Działo się to we wczesnych okresach rozwoju procesów naturalnych, dopóki człowiek nie interweniował w ich naturalny przebieg. To przy jego udziale powstał tzw antropogeniczne kompleksy naturalne– nazywane są także sztucznymi.
Tego typu ekosystemy są w istocie bardzo podobne, mają tę samą zasadę działania i znaczenie semantyczne; główną cechą typu sztucznego jest to, że główna, decydująca rola przypada w nim interwencji zewnętrznej.
Znalezienie przykładu ekosystemu typu antropogenicznego nie jest trudne – są one wszędzie.
Weźmy rolnictwo lub rolnictwo. Z jednej strony wszystkie procesy w nich zachodzą w sposób naturalny: nasiona roślin dojrzewają pod wpływem słonecznego promieniowania ultrafioletowego oraz metabolizmu gleby, powietrza i opadów. Ale jednocześnie integralny jest tutaj czynnik ludzki: uprawa roli, zwalczanie szkodników, zbiory - każdy czynnik odgrywa znaczącą rolę w życiu tego kompleksu i natura nie może go zapewnić niezależnie.
Rolnictwo w regionie Tiumeń Mówiąc o sztucznych kompleksach, nie możemy zapominać o ekosystemach miejskich i przemysłowych. Są to uderzające przykłady grup antropogenicznych.
W szczególności w ostatnim czasie w procesie urbanizacji ludności wyłoniły się ekosystemy miejskie – mieszkańcy przenosili się z terenów rolniczych do miast, tworząc duże, w tym także przemysłowe, ośrodki. Te ostatnie mają ogromny negatywny wkład w ekologię całej naszej planety.
Miasta zanieczyszczone przemysłowo stanowią realne zagrożenie dla stanu ekologicznego Ziemi i wszystkich jej sfer. Nie tylko zabijają możliwość naturalnych procesów zachodzących w przyrodzie, ale także wywierają szkodliwy wpływ na sąsiednie regiony, stopniowo przeżywając środowisko naturalne.
Uderzającym przykładem ekosystemów przemysłowych jest region Donbasu i inne podobne. W porównaniu z nimi zwykłe ekosystemy miejskie – choć sztuczne, nie są aż tak groźne dla środowiska.
Pojęcie ekosystemu istnieje w nauce od dawna i z biegiem czasu schemat ekosystemu stopniowo staje się coraz bardziej złożony. Dzieje się tak zarówno z przyczyn naturalnych, jak i w wyniku interwencji aspektów postępowych. Pojęcie tego terminu jest całkiem odpowiednie do określenia zestawu czynników, które oddziałują na siebie i tworzą własny cykl metabolizmu i informacji.
Rozważmy główne ekosystemy ziemi i ich cechy. Największym ekosystemem na Ziemi jest biosfera planety. Tak nazywa się zbiór żywych organizmów, które oddziałują ze sobą za pomocą biosfery i abiotycznego modelu zachowania.
System ekologiczny w przyrodzie to: połacie naturalnych nasadzeń, tworzące różne typy lasów - tajgi, lasy liściaste i sosnowe. Funkcję ekosystemu w tych przypadkach zapewnia obecność grupy organizmów odpowiedzialnych za jego żywotność. Obowiązkowe jest tu współdziałanie organizmów żywych ze składnikami przyrody nieożywionej: przedstawicielami fauny, flory roślinnej, którą się żywią, bakteriami żyjącymi pozyskującymi składniki odżywcze z martwej materii organicznej.
Przykłady ekosystemów antropogenicznych są jeszcze łatwiejsze do znalezienia! Tutaj również główną rolę odgrywają procesy naturalne, ale nie zachodzą one niezależnie. Rodzaje i składniki takich kompleksów mogą być dowolne.
Najprostszym przykładem ekosystemu w tej sekcji jest zwykłe akwarium. Wydaje się to całkowicie naturalne (posiada żywy ekosystem ryb, skorupiaków, roślin, wody i powietrza), jednak czynnikiem kształtującym rodzaj schematu antropogenicznego jest tu człowiek. Dostarcza żywność mieszkańcom akwarium, a także zapewnia oświetlenie, sprzątanie i inne niezbędne czynniki.
Akwarium Lub weźmy przykład ogrodu warzywnego, który jest zasadniczo bliski koncepcji naturalnego procesu: warzywa rosną z nasion przy użyciu naturalnych mechanizmów. Definicja antropogeniczności jest tutaj elementarna – jest to naturalny schemat stworzony przez człowieka.
Oddzielnym przykładem sztucznych kompleksów są ekosystemy inżynieryjne. Dotyczy to przede wszystkim oczyszczalni ścieków, wiatraków i ekosystemów górskich stworzonych przez człowieka. Tutaj nieożywione części ekosystemu wytwarzają lub przekształcają przepływy energii specjalnie w celu zapewnienia życia ludzkości.
Nie sposób też nie zauważyć ogromnego wpływu na środowisko ekosystemów technogenicznych. Ich koncepcje są takie, że działalność każdego takiego kompleksu przynosi korzyści ludzkości i postępowi, ale jednocześnie powoduje, często nieodwracalne, szkody dla naturalnych ekosystemów planety, sytuacji ekologicznej w niektórych regionach, wszystkich żywych istot i obiektów nieożywionych, w tym .
Wspólnota- jest to zbiór niektórych żywych organizmów, na przykład zbiorowiska roślinnego stepu.
Ekosystem (biocenoza) to zespół organizmów żywych i ich siedliska, charakteryzujący się cyklem substancji i przepływem energii (staw, łąka, las).
Biogeocenoza- ekosystem położony na określonym obszarze lądu i nierozerwalnie związany z tym konkretnym obszarem. (Ekosystemy tymczasowe, sztuczne i wodne nie są uważane za biogeocenozy.)
Cykl substancji w ekosystemie odbywa się poprzez łańcuchy pokarmowe: producenci pobierają substancje nieorganiczne z przyrody nieożywionej i wytwarzają z nich substancje organiczne; na końcu łańcucha pokarmowego rozkładający się postępują odwrotnie.
Przepływ energii: większość ekosystemów otrzymuje energię ze słońca. Rośliny magazynują go w materii organicznej podczas fotosyntezy. Energia ta jest wykorzystywana do życia wszystkich innych organizmów w ekosystemie. Przechodząc przez łańcuchy pokarmowe, energia ta jest stopniowo zużywana (zasada 10%), a ostatecznie cała energia słoneczna pochłonięta przez producentów zamieniana jest na ciepło.
Samoregulacja- główna właściwość ekosystemów: dzięki powiązaniom biotycznym liczba wszystkich gatunków utrzymuje się na stałym poziomie. Samoregulacja pozwala ekosystemom wytrzymać niekorzystne skutki. Na przykład las może przetrwać (odrodzić się) po kilkuletniej suszy, szybkim rozmnażaniu się chrabąszczy i/lub zajęcy.
Trwałość ekosystemu. Im więcej gatunków w ekosystemie, tym więcej łańcuchów pokarmowych i tym bardziej stabilny (zrównoważony) cykl substancji i sam ekosystem. Jeśli liczba gatunków (różnorodność biologiczna) maleje, ekosystem staje się niestabilny i traci zdolność do samoregulacji.
Zmiana ekosystemu (sukcesja). Ekosystem, który produkuje więcej materii organicznej niż zużywa, jest niezrównoważony. Ona zarośnięty jest to normalny proces samorozwoju ekosystemu (same organizmy żywe zmieniają swoje siedlisko). Na przykład leśny staw zamienia się w bagno, step w leśny step, las brzozowy w gaj dębowy itp. Wpływy zewnętrzne, takie jak pożary lub wylesianie, mogą również prowadzić do zmiany ekosystemu. Wszystko to były przykłady sukcesji wtórnej; pierwotna występuje na obszarze martwym.
1. Wybierz trzy opcje. Zapewniona jest trwałość ekosystemu
1) różnorodność typów i łańcuchów pokarmowych
2) zamknięty obieg substancji
3) duża liczba poszczególnych gatunków
4) wahania liczby gatunków
5) samoregulacja
6) zwarcia w obwodach mocy
Odpowiedź
2. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie znaki wskazują na stabilność biogeocenozy?
1) różnorodność gatunkowa
2) ulga
3) klimat
4) cykl zamknięty
5) rozgałęzione łańcuchy pokarmowe
6) liczba źródeł energii
Odpowiedź
3. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one oznaczone. O trwałości ekosystemu równikowego lasu deszczowego decydują:
1) duża różnorodność gatunkowa
2) brak rozkładających się
3) duża liczba drapieżników
4) rozgałęzione sieci żywnościowe
5) wahania liczby ludności
Odpowiedź
4. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie cechy zapewniają trwałość naturalnego ekosystemu?
1) duża liczba osobników grup funkcjonalnych organizmów
2) bilans cyklu substancji
3) krótkie łańcuchy pokarmowe
4) samoregulacja
5) redukcja energii w łańcuchu pokarmowym
6) stosowanie nawozów mineralnych
Odpowiedź
1. Ustal kolejność procesów zachodzących podczas zarastania skał
1) nagie skały
2) porośnięte mchami
3) kolonizacja przez porosty
4) tworzenie cienkiej warstwy gleby
5) tworzenie zbiorowisk zielnych
Odpowiedź
2. Ustal kolejność procesów zachodzących podczas zmiany biogeocenoz (sukcesja)
1) kolonizacja przez krzewy
2) kolonizacja nagich skał przez porosty
3) tworzenie zrównoważonej społeczności
4) kiełkowanie nasion roślin zielnych
5) kolonizacja terytorium mchami
Odpowiedź
3. Ustal kolejność procesów sukcesyjnych. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) powstawanie gleby w wyniku erozji skały macierzystej i śmierci porostów
2) utworzenie rozległej sieci elektroenergetycznej
3) kiełkowanie nasion roślin zielnych
4) kolonizacja terytorium mchami
Odpowiedź
4. Ustal kolejność pojawiania się i rozwoju ekosystemów na nagich skałach. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) porosty skorupiaste i bakterie
2) zbiorowiska zielno-krzewiaste
3) zbiorowość leśna
4) rośliny zielne kwitnące
5) mchy i porosty frutozowe
Odpowiedź
1. Ustal kolejność etapów odtwarzania lasu świerkowego po pożarze. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) wygląd krzewów i drzew liściastych
2) przerost ognia światłolubnymi roślinami zielnymi
3) rozwój młodych świerków pod okapem drzew liściastych
4) powstawanie lasu drobnolistnego
5) ukształtowanie piętra wyższego przez dojrzałe świerki
Odpowiedź
2. Ustalić kolejność procesów sukcesji wtórnej po wycięciu lasu świerkowego zniszczonego przez chrząszcza typograficznego. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) wzrost krzewów z podszytem brzozy i osiki
2) utworzenie lasu świerkowego
3) rozwój lasów liściastych z podrostem świerkowym
4) zarastanie polan wieloletnimi trawami światłolubnymi
5) powstawanie lasu mieszanego
Odpowiedź
3. Ustal kolejność zmian ekosystemu podczas sukcesji wtórnej. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) bagno
2) las liściasty
3) las mieszany
4) jezioro
5) las iglasty
6) łąka
Odpowiedź
Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Dzięki samoregulacji w ekosystemie
1) żaden gatunek nie jest całkowicie zniszczony przez inny gatunek
2) liczba ludności stale maleje
3) następuje obieg substancji
4) organizmy rozmnażają się
Odpowiedź
Wybierz trzy opcje. Jakie są podstawowe cechy ekosystemu?
1) duża liczba gatunków konsumpcyjnych trzeciego rzędu
2) obecność obiegu substancji i przepływu energii
3) sezonowe zmiany temperatury i wilgotności
4) nierównomierne rozmieszczenie osobników tego samego gatunku
5) obecność producentów, konsumentów i niszczycieli
6) związek pomiędzy składnikami abiotycznymi i biotycznymi
Odpowiedź
Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Scharakteryzowano biogeocenozy
1) złożone łańcuchy pokarmowe
2) proste łańcuchy pokarmowe
3) brak różnorodności gatunkowej
4) obecność doboru naturalnego
5) zależność od działalności człowieka
6) stan ustalony
Odpowiedź
Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Główną przyczyną niestabilności ekosystemów jest
1) wahania temperatury otoczenia
2) brak zasobów żywności
3) brak równowagi w obiegu substancji
4) zwiększona liczebność niektórych gatunków
Odpowiedź
Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Charakteryzuje się biogeocenozą zbiornika wód słodkich rzeki
1) obecność producentów materii organicznej - autotrofów
2) brak organicznych niszczycieli - rozkładających się
3) obecność roślin kwiatowych w płytkich wodach
4) brak ryb drapieżnych
5) stałą liczbę zamieszkujących go populacji zwierząt
6) zamknięty obieg substancji
Odpowiedź
Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. W ekosystemie lasu liściastego - gaj dębowy
1) krótkie łańcuchy pokarmowe
2) trwałość zapewnia różnorodność organizmów
3) początkowe ogniwo łańcucha pokarmowego reprezentują rośliny
4) skład populacji zwierząt nie zmienia się w czasie
5) źródło energii pierwotnej – światło słoneczne
6) w glebie nie ma substancji rozkładających
Odpowiedź
Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Nazywa się obiegiem tlenu pomiędzy różnymi nieorganicznymi obiektami przyrody i zbiorowiskami organizmów żywych
1) fale populacyjne
2) samoregulacja
3) wymiana gazowa
4) cykl substancji
Odpowiedź
Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Przykładem biocenozy jest kolekcja
1) drzewa i krzewy w parku
2) rośliny uprawiane w ogrodzie botanicznym
3) ptaki i ssaki zamieszkujące las świerkowy
4) organizmy żyjące na bagnach
Odpowiedź
Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Jeden z czynników utrzymujących równowagę w biosferze
1) różnorodność gatunków i zależności między nimi
2) zdolność przystosowania się do środowiska
3) sezonowe zmiany w przyrodzie
4) dobór naturalny
Odpowiedź
Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Samoregulacja w ekosystemach naturalnych objawia się tym, że
1) populacje konsumentów pierwszego rzędu są całkowicie niszczone przez konsumentów trzeciego rzędu
2) konsumenci trzeciego rzędu pełnią rolę sanitarną i regulują liczbę konsumentów pierwszego rzędu
3) masowa reprodukcja konsumentów pierwszego rzędu prowadzi do masowej śmierci producentów
4) liczba producentów zmniejsza się w wyniku działania abiotycznych czynników środowiska
5) liczba konsumentów pierwszego rzędu zależy od liczby producentów
6) liczbę konsumentów pierwszego rzędu regulują konsumenci drugiego rzędu
Odpowiedź
Poniżej znajduje się lista terminów. Wszystkie, z wyjątkiem dwóch, służą do opisu wzorców środowiskowych. Znajdź dwa terminy, które „wypadają” z szeregu ogólnego i zapisz liczby, pod którymi są oznaczone.
1) partenogeneza
2) symbioza
3) sukcesja
4) aromorfoza
5) konsument
Odpowiedź
Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Przykładami naturalnych zmian ekosystemów w procesie rozwoju społeczności są
1) zalanie łąk zalewowych po budowie obiektów hydrotechnicznych
2) tworzenie pól uprawnych na miejscu z zaoranego obszaru stepu
3) zarastanie skał porostami
4) zarastanie stawu i powstawanie bagien
5) powstanie poparzenia na terenie lasu w wyniku pożaru z niedogaszonego papierosa
6) zamiana lasu brzozowego na świerkowy
Odpowiedź
Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Zapewnia cykl substancji w ekosystemie
1) jego stabilność
2) wielokrotne wykorzystanie tych samych pierwiastków chemicznych przez organizmy
3) sezonowe i dobowe zmiany natury
4) nagromadzenie torfu
5) ciągłość życia
6) specjacja
Odpowiedź
Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Sukcesja pierwotna charakteryzuje się:
1) rozpoczyna się po wylesieniu
2) w kamieniołomie piasku powstaje biogeocenoza
3) zaczyna się na glebach bogatych
4) gleba tworzy się długo
5) porosty skorupiaste osiadają na kamieniach
6) wycinka zamienia się w las
Odpowiedź
Ustal zgodność pomiędzy przykładami i rodzajami sukcesji: 1) pierwotną, 2) wtórną. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) postępuje szybko
B) odbudowa lasu po pożarze
B) postępuje powoli
D) rozwija się po zakłóceniu biocenozy
D) rozwój terytoriów, na których wcześniej nie istniały żadne żywe istoty
Odpowiedź
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
Ekosystem to samorozwijający się informacyjnie, termodynamicznie otwarty zbiór biosfery ekologicznej oraz abiotycznych źródeł materii i energii, którego jedność i funkcjonalne połączenie w czasie i przestrzeni charakterystyczne dla określonego obszaru biosfery (w tym biosfery jako całości) zapewnia przekroczenie regularnych wewnętrznych ruchów materii i energii w tym obszarze oraz informacji poprzez wymianę zewnętrzną (oraz pomiędzy sąsiadującymi podobnymi populacjami) i na podstawie tej nieskończenie długiej samoregulacji i rozwoju całości pod kontrolującym wpływem składniki biotyczne i biogenne.
Skład ekosystemów w dużej mierze zależy od ich funkcjonalnego „celu” i odwrotnie. Uwaga ta wynika z zasady komplementarności ekologicznej (komplementarności): żadna funkcjonalna część ekosystemu (komponent, element ekologiczny itp.) nie może istnieć bez innych funkcjonalnie uzupełniających się części.
Rysunek 1. - Klasyfikacja ekosystemów naturalnych
Prawo powstawania ekosystemów: długotrwałe istnienie organizmów jest możliwe tylko w ramach systemów ekologicznych, w których ich składniki i elementy uzupełniają się i są odpowiednio do siebie przystosowane. Zapewnia to reprodukcję siedlisk każdego gatunku i stosunkowo niezmienione istnienie wszystkich elementów środowiska.
Drugie prawo ekologiczne, zdaniem Yu. N. Kurażskowskiego: „prawo zachowania życia: życie może istnieć jedynie w procesie przemieszczania przepływu materii, energii i informacji przez żywe ciało. Zatrzymanie ruchu w tym przepływie kończy życie.” Zasada ta dotyczy również wszelkich formacji ekologicznych i ogólnie wielu systemów naturalnych, nawet tych niezwiązanych bezpośrednio z żywymi istotami.
Na początku lat 70. Reimers N.F. sformułował prawo wewnętrznej równowagi dynamicznej, a następnie cztery główne konsekwencje z niego wynikające. Stwierdzenie prawa: materia, energia, informacja i właściwości dynamiczne poszczególnych systemów przyrodniczych (w tym ekosystemów) oraz ich hierarchia są ze sobą tak powiązane, że każda zmiana jednego z tych wskaźników powoduje towarzyszące im zmiany funkcjonalno-strukturalne ilościowe i jakościowe, które zachowują całkowitą ilość właściwości materialno-energetyczne, informacyjne i dynamiczne systemów, w których te zmiany zachodzą, lub w ich hierarchii. Ważne konsekwencje prawa wewnętrznej równowagi dynamicznej:
1. Jakakolwiek zmiana w środowisku (materii, energii, informacji, właściwościach dynamicznych ekosystemów) nieuchronnie prowadzi do rozwoju naturalnych reakcji łańcuchowych, które zmierzają w kierunku neutralizacji zmiany lub powstania nowych systemów naturalnych, których powstanie przy znaczących zmianach w środowisku może stać się nieodwracalne;
2. Interakcja materialno-energetycznych składników środowiska (energia, gazy, ciecze, substraty, organizmy produkcyjne, konsumenci i rozkładający), informacji i właściwości dynamicznych systemów naturalnych jest ilościowo nieliniowa, tj. słaby wpływ lub zmiana jednego ze wskaźników może powodować silne odchylenia w innych (iw całym systemie jako całości);
3. Zmiany zachodzące w dużych ekosystemach są stosunkowo nieodwracalne – przechodząc przez ich hierarchię od dołu do góry, od miejsca oddziaływania do biosfery jako całości, zmieniają procesy globalne i tym samym przenoszą je na nowy poziom ewolucyjny;
4. Wszelkie lokalne przemiany przyrody powodują reakcje w globalnej całości biosfery i w jej największych podziałach, prowadzące do względnej stałości potencjału ekologicznego i gospodarczego (zasada „kaftanu Triszkina”), którego zwiększenie możliwe jest jedynie poprzez znaczny wzrost inwestycji energetycznych.
Na podstawie danych zgromadzonych przez ekologię, biorąc pod uwagę powyższe uogólnienia, można sformułować zasadę niezawodności ekologicznej (eksploatacyjnej): efektywności ekosystemu, jego zdolności do samoleczenia i samoregulacji (w ramach naturalnych wahań) zależy od jego pozycji w hierarchii formacji naturalnych, stopnia interakcji jego składników i elementów, a także od prywatnych adaptacji organizmów tworzących faunę i florę ekosystemu. Różnorodność, złożoność i inne cechy morfologiczne ekosystemu mają różną wagę i zależą od stopnia jego dojrzałości ewolucyjnej i sukcesyjnej. Jeśli zmniejszenie różnorodności prowadzi do ostrego braku równowagi w „twardości” części ekosystemu, a zdarza się to dość często, wówczas uproszczenie systemu jest obarczone zauważalnym spadkiem jego niezawodności.
Zmieniając stan równowagi dynamicznej systemów przyrodniczych za pomocą znacznych inwestycji energii (poprzez techniki rolnicze), ludzie zakłócają proporcje składników środowiska, osiągając wzrost użytecznych produktów (żniwa) lub stan środowiska sprzyjający życiu człowieka . Jeśli te przesunięcia „wygasną” w hierarchii układów naturalnych i nie spowodują zaburzeń termodynamicznych, sytuacja będzie korzystna. Jednak nadmierne inwestycje w energię i wynikająca z tego niezgoda materialno-energetyczna prowadzą do zmniejszenia potencjału zasobów naturalnych, aż do pustynnienia terytorium, które następuje bez rekompensaty: zamiast kwitnących ogrodów pojawiają się pustynie.
Ekosystemy istnieją wszędzie – w wodzie i na lądzie, w obszarach suchych i mokrych, w obszarach zimnych i gorących. Wyglądają inaczej i obejmują różne rodzaje roślin i zwierząt. Jednak „zachowanie” wszystkich ekosystemów ma także wspólne aspekty związane z zasadniczym podobieństwem zachodzących w nich procesów energetycznych. Jedną z podstawowych zasad, których przestrzegają wszystkie ekosystemy, jest zasada Le Chateliera-Browna: gdy wpływ zewnętrzny wyprowadza system ze stanu stabilnej równowagi, równowaga ta przesuwa się w kierunku, w którym działanie wpływu zewnętrznego ulega osłabieniu.
Największym naturalnym ekosystemem na Ziemi jest biosfera. Granica między dużym ekosystemem a biosferą jest tak samo dowolna, jak między wieloma koncepcjami ekologii. Różnica polega głównie na takich cechach biosfery, jak globalność i większe warunkowe zamknięcie (przy termodynamicznej otwartości). Pozostałe ekosystemy Ziemi praktycznie nie są zamknięte materialnie.
Biomy to największe ekosystemy lądowe odpowiadające głównym strefom klimatycznym Ziemi (pustynia, trawa, las); Ekosystemy wodne to główne ekosystemy występujące w sferze wodnej (hydrosferze).
Każdy ekosystem można przede wszystkim podzielić na zbiór organizmów i zbiór nieożywionych (abiotycznych) czynników środowiskowych (ryc. 2).
Z kolei na ekotop składa się klimat we wszystkich jego różnorodnych przejawach oraz środowisko geologiczne (gleby i grunty), zwane edafotopem. Edafotop to miejsce, w którym biocenoza czerpie środki do życia i gdzie uwalnia produkty przemiany materii.
Strukturę żywej części biogeocenozy określają powiązania i relacje trofoenergetyczne, zgodnie z którymi wyróżnia się trzy główne elementy funkcjonalne: kompleks autotroficznych organizmów producenckich, które dostarczają materię organiczną, a tym samym energię innym organizmom (fitocenoza (rośliny zielone ), a także bakterie foto- i chemosyntetyczne); zespół heterotroficznych organizmów konsumpcyjnych żyjących na substancjach odżywczych wytwarzanych przez producentów; po pierwsze jest to zoocenoza (zwierzęta), po drugie rośliny wolne od chlorofilu; zespół organizmów rozkładających, które rozkładają związki organiczne do stanu mineralnego (mikrobiocenoza, a także grzyby i inne organizmy żywiące się martwą materią organiczną).
Rysunek 2. - Struktura ekosystemu
Przykładami ekosystemów są: kawałek lasu, staw, gnijący pień, osobnik zamieszkały przez drobnoustroje lub robaki. Pojęcie ekosystemu ma zatem zastosowanie do każdego zbioru organizmów żywych i ich siedlisk.
Termin „ekosystem” został po raz pierwszy zaproponowany w 1935 roku przez angielskiego ekologa A. Tansleya. Ekosystem jest podstawową jednostką strukturalną ekologii; jest to pojedynczy naturalny lub naturalnie antropogeniczny kompleks utworzony przez organizmy żywe i ich siedliska, w którym żywe i obojętne składniki ekologiczne są połączone związkami przyczynowo-skutkowymi, metabolizmem i dystrybucją energii. przepływ. Ekosystemy są bardzo zróżnicowane. Istnieje kilka klasyfikacji ekosystemów.
Ze względu na pochodzenie wyróżnia się następujące typy ekosystemów.
1. Ekosystemy naturalne (naturalne) to ekosystemy, w których cykl biologiczny zachodzi bez bezpośredniego udziału człowieka. Ze względu na energię dzieli się je na dwa typy:
Ekosystemy całkowicie zależne od bezpośredniego promieniowania słonecznego otrzymują niewiele energii i dlatego są nieproduktywne. Są jednak niezwykle ważne, ponieważ zajmują ogromne obszary, w których oczyszczane są duże ilości powietrza, powstają warunki klimatyczne itp.
Ekosystemy czerpiące energię zarówno ze Słońca, jak i innych źródeł naturalnych. Te ekosystemy są znacznie bardziej produktywne niż pierwsze.
2. Ekosystemy antropogeniczne (sztuczne) - ekosystemy stworzone przez człowieka, które mogą istnieć tylko przy jego wsparciu. Wśród tych ekosystemów są:
Agroekosystemy (gr. agros – pole) – sztuczne ekosystemy powstałe w wyniku działalności rolniczej człowieka;
Technoekosystemy to sztuczne ekosystemy powstałe w wyniku działalności przemysłowej człowieka;
Ekosystemy miejskie (łac. urbanus – miejski) – ekosystemy powstałe w wyniku powstania osiedli ludzkich. W ekosystemach przemysłowo-miejskich energia paliwowa nie uzupełnia, ale zastępuje energię słoneczną. Zapotrzebowanie na energię w gęsto zaludnionych miastach jest o 2-3 rzędy wielkości większe niż przepływ, który podtrzymuje życie w naturalnych ekosystemach napędzanych przez Słońce. Istnieją także ekosystemy przejściowe pomiędzy naturalnymi a antropogenicznymi, np. ekosystemy naturalnych pastwisk wykorzystywanych przez człowieka do wypasu zwierząt gospodarskich. Wszystkie ekosystemy są ze sobą powiązane i współzależne. Istnieje klasyfikacja ekosystemów naturalnych w zależności od warunków naturalnych i klimatycznych, oparta na dominującym typie roślinności w dużych regionach biomów. Biom to zbiór różnych grup organizmów i ich siedlisk w określonej strefie krajobrazowo-geograficznej. Biom charakteryzuje się głównym typem klimatu, roślinności lub cech krajobrazu. Do głównych typów naturalnych ekosystemów i biomów (według Yu. Oduma, 1986) zaliczają się następujące ekosystemy lądowe:
Zimozielony tropikalny las deszczowy;
Półzimozielony las tropikalny (wyraźna pora mokra i sucha);
Pustynny krzew zielny;
Chaparral - obszary o deszczowych zimach i suchych latach;
Tropikalne łąki (łąki) i sawanna;
Umiarkowany step;
Umiarkowany las liściasty;
Borealne lasy iglaste;
Tundra arktyczna i alpejska.
W siedliskach wodnych, gdzie roślinność jest niepozorna, identyfikacja ekosystemów opiera się na cechach hydrologicznych i fizycznych środowiska, np. „woda stojąca”, „woda płynąca”. Ekosystemy wodne dzielą się na słodkowodne i morskie.
Ekosystemy słodkowodne:
Wstęga (wody stojące) – jeziora, stawy itp.;
Lotic (wody płynące) – rzeki, strumienie itp.;
Mokradła – bagna i lasy bagienne.
Ekosystemy morskie:
Otwarty ocean (ekosystem pelagiczny);
Wody szelfu kontynentalnego (wody przybrzeżne);
Obszary upwellingu (żyzne obszary z produktywnymi połowami);
Ujścia rzek (zatoki przybrzeżne, cieśniny, ujścia rzek itp.);
Strefy ryftów głębinowych.
Pomimo faktu, że ekosystem i biogeocenoza są używane jako to samo pojęcie, ekosystemy różnią się wielkością i złożonością. O ile biogeocenozy mają pewne wyraźne granice, o tyle bardzo trudno jest określić granice ekosystemów. Przykładami małych ekosystemów są kropla wody z drobnoustrojami, gnijący kikut z mikroorganizmami, grzyby i małe kręgowce. Ekosystem może obejmować kilka biogeocenoz.
Zatem ekosystem jest pojęciem szerszym w porównaniu z biogeocenozą. Każda biogeocenoza jest ekosystemem, ale nie każdy ekosystem można nazwać biogeocenozą.
Największym ekosystemem jest biosfera.
Życie na Ziemi nie zostało przerwane od ponad 3,5 miliarda lat dzięki cyklowi substancji w przyrodzie. Rośliny tworzą substancje organiczne z minerałów, wody, dwutlenku węgla, wykorzystując przepływy energii słonecznej. Zwierzęta wykorzystują w procesie żywienia gotowe substancje organiczne, które grzyby i bakterie stopniowo rozkładają na substancje mineralne. Minerały są ponownie wykorzystywane przez rośliny. W ten sposób to powstaje cykl biologiczny substancji.
W zbiorowości przyrodniczej organizmy żywe są powiązane nie tylko między sobą, ale także z przyrodą nieożywioną. Ścisłe połączenie żywych i nieożywionych elementów przyrody tworzy ekosystem.
Obieg substancji w ekosystemie może nastąpić, jeśli istnieją rezerwy składników odżywczych niezbędnych do życia i trzy grupy organizmów tworzących naturalną społeczność - producenci (producenci), konsumenci (konsumenci), niszczyciele (rozkładacze) substancji organicznych.
Nie ma na Ziemi gatunku, który nie służy innym jako pokarm lub sam nie żywi się organizmami innych gatunków. Szereg organizmów żywych w ekosystemie, za pośrednictwem których następuje przekazywanie energii zawartej w substancjach organicznych, nazywa się obwód mocy.
Zwierzęta roślinożerne wykorzystują energię zmagazynowaną przez rośliny w postaci substancji organicznych. Jednak rośliny wydają większość swojej energii na procesy życiowe. Drapieżniki żerujące na zwierzętach roślinożernych otrzymują mniej energii. Resztki zwierząt i roślin, zawierające jeszcze mniej energii, są stopniowo pochłaniane przez grzyby i bakterie. Zatem ze względu na ciągłe marnowanie energii na procesy życiowe, łańcuchy pokarmowe składają się zwykle z niewielkiej liczby ogniw - zwykle 3-5.
Całkowita liczba gatunków w ekosystemie może wynosić setki lub tysiące. Prawie zawsze organizmy różnych gatunków żywią się różnymi przedmiotami. W rezultacie powstaje złożona sieć pokarmowa. Dzięki temu zniknięcie osobników dowolnego gatunku nie wpływa na ekosystem. Istnieje nieprzerwanie od dłuższego czasu.
Przepływy substancji i energii przechodzące przez organizmy żywe są bardzo duże. W ten sposób człowiek zużywa w ciągu swojego życia dziesiątki ton wody i jedzenia, a przez jego płuca przechodzi wiele milionów litrów powietrza.
Ekosystemy mogą być naturalny(las, łąka, jezioro) i sztuczny(park, pole, ogród). Materiał ze strony
Atrakcja grunt ekosystemy (łąki, stepy, lasy) i wodny(stawy, rzeki, morza).
Ekosystemy mogą być bardzo duży(tundra, tajga), przeciętny wielkości (staw, gaj brzozowy) i całkowicie mały(strumyk, pagórek bagienny).
