Ekologické systémy v prírode. Ekologický systém: pojem, podstata, typy a úrovne

Ekosystém zahŕňa všetky živé organizmy (rastliny, živočíchy, huby a mikroorganizmy), ktoré v tej či onej miere vzájomne pôsobia a pôsobia na svoje neživé prostredie (klíma, pôda, slnečné svetlo, vzduch, atmosféra, voda atď.) .) .

Ekosystém nemá presne určenú veľkosť. Môže byť veľký ako púšť alebo jazero, alebo malý ako strom či kaluž. Voda, teplota, rastliny, zvieratá, vzduch, svetlo a pôda spolu vzájomne pôsobia.

Podstata ekosystému

V ekosystéme má každý organizmus svoje vlastné miesto alebo úlohu.

Predstavte si ekosystém malého jazera. Nájdete v ňom všetky druhy živých organizmov, od mikroskopických až po živočíchy a rastliny. Závisia od vecí ako voda, slnečné svetlo, vzduch a dokonca aj množstvo živín vo vode. (Kliknutím sa dozviete viac o piatich základných potrebách živých organizmov).

Schéma ekosystému jazera

Kedykoľvek sa do ekosystému dostane „outsider“ (živá bytosť (živé bytosti) alebo vonkajší faktor, ako napríklad stúpajúca teplota), môže dôjsť ku katastrofálnym následkom. Je to preto, že nový organizmus (alebo faktor) je schopný narušiť prirodzenú rovnováhu interakcie a spôsobiť potenciálne poškodenie alebo zničenie nepôvodného ekosystému.

Vo všeobecnosti biotické členy ekosystému spolu s ich abiotickými faktormi navzájom závisia. To znamená, že absencia jedného člena alebo jedného abiotického faktora môže ovplyvniť celý ekologický systém.

Ak nie je dostatok svetla a vody, alebo ak má pôda málo živín, rastliny môžu zomrieť. Ak rastliny uhynú, ohrozené sú aj zvieratá, ktoré sú na nich závislé. Ak zomrú zvieratá závislé na rastlinách, zomrú aj iné zvieratá, ktoré sú na nich závislé. Ekosystém v prírode funguje rovnako. Všetky jeho časti musia fungovať spoločne, aby bola zachovaná rovnováha!

Bohužiaľ, ekosystémy môžu byť zničené prírodnými katastrofami, ako sú požiare, záplavy, hurikány a sopečné erupcie. Ľudská činnosť tiež prispieva k ničeniu mnohých ekosystémov a.

Hlavné typy ekosystémov

Ekologické systémy majú neurčité rozmery. Sú schopní existovať v malom priestore, napríklad pod kameňom, hnijúcim pňom alebo v malom jazierku, a tiež zaberať veľké plochy (ako celý dažďový prales). Z technického hľadiska možno našu planétu nazvať jedným obrovským ekosystémom.

Schéma ekosystému malého hnijúceho pňa

Typy ekosystémov v závislosti od mierky:

• mikroekosystém- ekosystém malého rozsahu ako rybník, mláka, peň atď.
• mezoekosystém- ekosystém, napríklad les alebo veľké jazero.
• Biome. Veľmi rozsiahly ekosystém alebo súbor ekosystémov s podobnými biotickými a abiotickými faktormi, ako je celý dažďový prales s miliónmi zvierat a stromov a mnoho rôznych vodných plôch.

Hranice ekosystému nie sú vyznačené jasnými čiarami. Často sú oddelené geografickými bariérami, ako sú púšte, hory, oceány, jazerá a rieky. Keďže hranice nie sú presne stanovené, ekosystémy majú tendenciu sa navzájom spájať. To je dôvod, prečo jazero môže mať mnoho menších ekosystémov s vlastnými jedinečnými vlastnosťami. Toto miešanie vedci nazývajú „Ecoton“.

Typy ekosystémov podľa typu výskytu:

Okrem vyššie uvedených typov ekosystémov existuje aj delenie na prírodné a umelé ekologické systémy. Prirodzený ekosystém vytvára príroda (les, jazero, step atď.) a umelý vytvára človek (záhrada, záhradný pozemok, park, pole atď.).

Typy ekosystémov

Existujú dva hlavné typy ekosystémov: vodné a suchozemské. Každý iný ekosystém na svete patrí do jednej z týchto dvoch kategórií.

Suchozemské ekosystémy

Suchozemské ekosystémy možno nájsť kdekoľvek na svete a delia sa na:

lesné ekosystémy

Ide o ekosystémy, ktoré majú množstvo vegetácie alebo veľké množstvo organizmov žijúcich na relatívne malom priestore. Hustota živých organizmov v lesných ekosystémoch je teda pomerne vysoká. Malá zmena v tomto ekosystéme môže ovplyvniť celú jeho rovnováhu. V takýchto ekosystémoch tiež nájdete veľké množstvo zástupcov fauny. Okrem toho sa lesné ekosystémy delia na:

• Tropické vždyzelené lesy alebo tropické dažďové pralesy: s priemernými zrážkami viac ako 2000 mm za rok. Vyznačujú sa hustou vegetáciou, ktorej dominujú vysoké stromy umiestnené v rôznych výškach. Tieto územia sú útočiskom pre rôzne druhy živočíchov.
• Tropické listnaté lesy: Okrem veľkého množstva druhov stromov sa tu nachádzajú aj kríky. Tento typ lesa sa nachádza v niekoľkých častiach sveta a je domovom širokej škály flóry a fauny.
• : Majú dosť stromov. Dominujú v ňom vždyzelené dreviny, ktoré obnovujú olistenie počas celého roka.
• Listnaté lesy: Nachádzajú sa vo vlhkých oblastiach mierneho pásma s dostatkom zrážok. Počas zimných mesiacov stromy zhadzujú listy.
• : Tajgu, ktorá sa nachádza priamo vpredu, charakterizujú vždyzelené ihličnany, teploty pod nulou počas šiestich mesiacov a kyslé pôdy. V teplom období tu môžete stretnúť veľké množstvo sťahovavých vtákov, hmyzu a.

púštny ekosystém

Púštne ekosystémy sa nachádzajú v púštnych oblastiach a ročne spadne menej ako 250 mm zrážok. Zaberajú asi 17% celej zemskej hmoty Zeme. Kvôli extrémne vysokej teplote vzduchu, zlému prístupu a intenzívnemu slnečnému žiareniu a nie tak bohatému ako v iných ekosystémoch.

trávnatý ekosystém

Pasienky sa nachádzajú v tropických a miernych oblastiach sveta. Plochu lúky tvoria prevažne trávy, s malým počtom stromov a kríkov. Lúky obývajú pasúce sa zvieratá, hmyzožravce a bylinožravce. Existujú dva hlavné typy lúčnych ekosystémov:

• : Tropické trávnaté porasty, ktoré majú obdobie sucha a vyznačujú sa jednotlivo rastúcimi stromami. Poskytujú potravu veľkému počtu bylinožravcov a sú tiež loviskom mnohých predátorov.
• Prérie (trávne porasty mierneho pásma): Ide o oblasť s miernym trávnatým porastom, úplne bez veľkých kríkov a stromov. V prériách sa nachádzajú forbíny a vysoká tráva a pozorujú sa aj suché klimatické podmienky.
• stepné lúky:Územia suchých trávnatých plôch, ktoré sa nachádzajú v blízkosti polosuchých púští. Vegetácia týchto pastvín je kratšia ako na savanách a prériách. Stromy sú zriedkavé a zvyčajne sa vyskytujú na brehoch riek a potokov.

horské ekosystémy

Vysočiny poskytujú pestrú škálu biotopov, kde možno nájsť veľké množstvo zvierat a rastlín. V nadmorskej výške zvyčajne prevládajú drsné klimatické podmienky, v ktorých prežijú iba vysokohorské rastliny. Zvieratá, ktoré žijú vysoko v horách, majú hrubé kožušiny, ktoré ich chránia pred chladom. Nižšie svahy sú zvyčajne pokryté ihličnatými lesmi.

Vodné ekosystémy

Vodný ekosystém - ekosystém nachádzajúci sa vo vodnom prostredí (napríklad rieky, jazerá, moria a oceány). Zahŕňa vlastnosti vodnej flóry, fauny a vody a delí sa na dva typy: morské a sladkovodné ekologické systémy.

morské ekosystémy

Sú to najväčšie ekosystémy, ktoré pokrývajú asi 71 % zemského povrchu a obsahujú 97 % vody na planéte. Morská voda obsahuje veľké množstvo rozpustených minerálov a solí. Morský ekologický systém je rozdelený na:

• oceánsky (pomerne plytká časť oceánu, ktorá sa nachádza na kontinentálnom šelfe);
• Profundálna zóna (hlboká vodná oblasť nepreniknutá slnečným žiarením);
• Bental región (oblasť obývaná bentickými organizmami);
• prílivová zóna (miesto medzi odlivom a prílivom);
• ústia riek;
• Koralové útesy;
• Soľné močiare;
• Hydrotermálne prieduchy, kde sú podávače chemosyntetiky.

V morských ekosystémoch žije veľa druhov organizmov, konkrétne: hnedé riasy, koraly, hlavonožce, ostnokožce, dinoflageláty, žraloky atď.

Sladkovodné ekosystémy

Na rozdiel od morských ekosystémov pokrývajú sladkovodné ekosystémy len 0,8 % zemského povrchu a obsahujú 0,009 % celkových svetových zásob vody. Existujú tri hlavné typy sladkovodných ekosystémov:

• Stagnujúce: Vody, kde nie je prúd, ako sú bazény, jazerá alebo rybníky.
• Tečúce: Rýchlo sa pohybujúce vody, ako sú potoky a rieky.
• Mokrade: miesta, kde je pôda trvalo alebo prerušovane zaplavovaná.

Sladkovodné ekosystémy sú domovom plazov, obojživelníkov a asi 41 % svetových druhov rýb. Rýchlo tečúce vody zvyčajne obsahujú vyššiu koncentráciu rozpusteného kyslíka, čím podporujú väčšiu biodiverzitu ako stojaté vody v rybníkoch alebo jazerách.

Štruktúra, zložky a faktory ekosystému

Ekosystém je definovaný ako prirodzená funkčná ekologická jednotka pozostávajúca zo živých organizmov (biocenóza) a ich neživého prostredia (abiotického alebo fyzikálno-chemického), ktoré sa navzájom ovplyvňujú a vytvárajú stabilný systém. Rybník, jazero, púšť, pasienok, lúka, les atď. sú bežné príklady ekosystémov.

Každý ekosystém pozostáva z abiotických a biotických zložiek:

Štruktúra ekosystému

Abiotické zložky

Abiotické zložky sú navzájom nesúvisiace faktory života alebo fyzického prostredia, ktoré ovplyvňujú štruktúru, distribúciu, správanie a interakciu živých organizmov.

Abiotické zložky sú zastúpené hlavne dvoma typmi:

• klimatické faktory ktoré zahŕňajú dážď, teplotu, svetlo, vietor, vlhkosť atď.
• Edafické faktory vrátane kyslosti pôdy, topografie, mineralizácie atď.

Význam abiotických zložiek

Atmosféra poskytuje živým organizmom oxid uhličitý (na fotosyntézu) a kyslík (na dýchanie). Procesy vyparovania, transpirácie a prebiehajú medzi atmosférou a povrchom Zeme.

Slnečné žiarenie ohrieva atmosféru a vyparuje vodu. Svetlo je tiež nevyhnutné pre fotosyntézu. poskytuje rastlinám energiu pre rast a metabolizmus, ako aj organické produkty na kŕmenie iných foriem života.

Väčšina živého tkaniva je tvorená vysokým percentom vody, až 90 % alebo viac. Len málo buniek je schopných prežiť, ak obsah vody klesne pod 10% a väčšina z nich odumrie, keď je obsah vody nižší ako 30-50%.

Voda je médium, cez ktoré sa minerálne potraviny dostávajú do rastlín. Je tiež nevyhnutný pre fotosyntézu. Rastliny a živočíchy získavajú vodu z povrchu Zeme a pôdy. Hlavným zdrojom vody sú atmosférické zrážky.

Biotické zložky

Živé veci vrátane rastlín, zvierat a mikroorganizmov (baktérií a húb) prítomné v ekosystéme sú biotické zložky.

Na základe ich úlohy v ekologickom systéme možno biotické zložky rozdeliť do troch hlavných skupín:

• Výrobcovia vyrábať organické látky z anorganických látok pomocou slnečnej energie;
• Spotrebitelia kŕmiť hotovými organickými látkami vyrobenými výrobcami (bylinožravce, dravce atď.);
• Reduktory. Baktérie a huby, ktoré ničia odumreté organické zlúčeniny producentov (rastliny) a konzumentov (živočíchov) na výživu a uvoľňujú do prostredia jednoduché látky (anorganické aj organické), vznikajúce ako vedľajšie produkty ich metabolizmu.

Tieto jednoduché látky sa reprodukujú ako výsledok cyklickej výmeny látok medzi biotickým spoločenstvom a abiotickým prostredím ekosystému.

Úrovne ekosystémov

Ak chcete pochopiť vrstvy ekosystému, zvážte nasledujúci obrázok:

Diagram úrovne ekosystému

Individuálne

Jednotlivec je akákoľvek živá bytosť alebo organizmus. Jednotlivci sa nerozmnožujú s jedincami z iných skupín. Zvieratá, na rozdiel od rastlín, sú zvyčajne zahrnuté v tomto koncepte, pretože niektorí predstavitelia flóry sa môžu krížiť s inými druhmi.

Vo vyššie uvedenom diagrame môžete vidieť, že zlatá rybka interaguje s prostredím a bude sa množiť výlučne s členmi svojho vlastného druhu.

populácia

Populácia je skupina jedincov daného druhu, ktorí žijú v určitej geografickej oblasti v danom čase. (Príkladom je zlatá rybka a zástupcovia jej druhov). Všimnite si, že populácia zahŕňa jedincov rovnakého druhu, ktorí môžu mať rôzne genetické rozdiely, ako je farba srsti/očí/kože a veľkosť tela.

Spoločenstva

Spoločenstvo zahŕňa všetky živé organizmy na určitom území v danom čase. Môže obsahovať populácie živých organizmov rôznych druhov. Na obrázku vyššie si všimnite, ako zlatá rybka, losos, kraby a medúzy koexistujú v konkrétnom prostredí. Veľká komunita zvyčajne zahŕňa biodiverzitu.

Ekosystém

Ekosystém zahŕňa spoločenstvá živých organizmov, ktoré interagujú s prostredím. Na tejto úrovni sú živé organizmy závislé od iných abiotických faktorov, ako sú horniny, voda, vzduch a teplota.

Biome

Zjednodušene povedané, je to súbor ekosystémov, ktoré majú podobné vlastnosti s ich abiotickými faktormi prispôsobenými prostrediu.

Biosféra

Keď sa pozrieme na rôzne biómy, z ktorých každý prechádza do iného, ​​vzniká obrovské spoločenstvo ľudí, zvierat a rastlín, žijúcich v určitých biotopoch. je súhrn všetkých ekosystémov prítomných na Zemi.

Potravinový reťazec a energia v ekosystéme

Všetky živé bytosti musia jesť, aby získali energiu, ktorú potrebujú na rast, pohyb a reprodukciu. Čo však tieto živé organizmy jedia? Rastliny získavajú energiu zo slnka, niektoré zvieratá jedia rastliny a iné zvieratá. Tento pomer výživy v ekosystéme sa nazýva potravinový reťazec. Potravinové reťazce vo všeobecnosti predstavujú postupnosť toho, kto sa na kom živí v biologickej komunite.

Nasledujú niektoré zo živých organizmov, ktoré môžu zapadnúť do potravinového reťazca:

diagram potravinového reťazca

Potravinový reťazec nie je rovnaký ako. Trofická sieť je kombináciou mnohých potravinových reťazcov a je zložitou štruktúrou.

Prenos energie

Energia sa prenáša v potravinových reťazcoch z jednej úrovne na druhú. Časť energie sa využíva na rast, reprodukciu, pohyb a iné potreby a nie je k dispozícii pre ďalšiu úroveň.

Kratšie potravinové reťazce skladujú viac energie ako dlhšie. Spotrebovaná energia je absorbovaná prostredím.

Eugen Odum (1913-2000). Otec ekológie ekosystémov

Ekosystém je komplexný (ako komplexné systémy definuje L. Bertalanffy) samoorganizujúci sa, samoregulačný a sebarozvíjajúci sa systém. Hlavnou charakteristikou ekosystému je prítomnosť relatívne uzavretých, priestorovo a časovo stabilných tokov hmoty a energie medzi biotickými a abiotickými časťami ekosystému. Z toho vyplýva, že nie každý biologický systém možno nazvať ekosystémom, napríklad akvárium alebo hnilý peň nie. Tieto biologické systémy (prírodné alebo umelé) nie sú dostatočne sebestačné a samoregulačné (akvárium), ak prestanete regulovať podmienky a udržíte vlastnosti na rovnakej úrovni, dostatočne rýchlo sa zrúti. Takéto spoločenstvá netvoria samostatné uzavreté cykly hmoty a energie (pne), ale sú len súčasťou väčšieho systému. Takéto systémy by sa mali nazývať komunity nižšej úrovne alebo mikrokozmy. Niekedy sa pre ne používa pojem facie (napríklad v geoekológii), ktorý však takéto systémy, najmä umelého pôvodu, nedokáže úplne popísať. Vo všeobecnosti v rôznych vedách pojem „facies“ zodpovedá rôznym definíciám: od systémov na úrovni subekosystému (v botanike, vedách o krajine) až po pojmy, ktoré nesúvisia s ekosystémom (v geológii), alebo pojmom že spája homogénne ekosystémy (Sochava VB), alebo takmer identické (Berg L. S., Ramensky L. G.) s definíciou ekosystému.

Biogeocenóza a ekosystém

V súlade s definíciami nie je rozdiel medzi pojmami „ekosystém“ a „biogeocenóza“, biogeocenózu možno považovať za úplné synonymum pre pojem ekosystém. Existuje však rozšírený názor, že biogeocenóza môže slúžiť ako analóg ekosystému na úplnej počiatočnej úrovni, pretože pojem „biogeocenóza“ kladie väčší dôraz na spojenie biocenózy s konkrétnym kúskom pôdy alebo vodného prostredia, pričom ekosystém zahŕňa akúkoľvek abstraktnú oblasť. Preto sa biogeocenózy zvyčajne považujú za špeciálny prípad ekosystému. Rôzni autori v definícii pojmu biogeocenóza uvádzajú špecifické biotické a abiotické zložky biogeocenózy, pričom definícia ekosystému je všeobecnejšia.

Štruktúra ekosystému

Ekosystém možno rozdeliť na dve zložky – biotické a abiotické. Biotické sa delia na autotrofné (organizmy, ktoré dostávajú primárnu energiu na existenciu z foto- a chemosyntézy alebo producentov) a heterotrofné (organizmy, ktoré dostávajú energiu z procesov oxidácie organickej hmoty – konzumenti a rozkladači) zložky tvoriace trofickú štruktúru ekosystému. .

Jediným zdrojom energie pre existenciu ekosystému a udržiavanie rôznych procesov v ňom sú producenti, ktorí absorbujú energiu slnka, (teplo, chemické väzby) s účinnosťou 0,1 - 1%, zriedka 3 - 4,5% počiatočná suma. Autotrofy predstavujú prvú trofickú úroveň ekosystému. Nasledujúce trofické úrovne ekosystému sa tvoria na úkor konzumentov (2., 3., 4. a ďalšie úrovne) a uzatvárajú ich rozkladače, ktoré premieňajú neživou organickú hmotu na minerálnu formu (abiotickú zložku), ktorú môže asimilovať autotrofný element.

Hlavné zložky ekosystému

Z hľadiska štruktúry v ekosystéme existujú:

1. klimatický režim, ktorý určuje teplotu, vlhkosť, režim osvetlenia a ďalšie fyzikálne vlastnosti prostredia;
2. anorganické látky zahrnuté do cyklu;
3. organické zlúčeniny, ktoré spájajú biotické a abiotické časti v kolobehu hmoty a energie;
4. producenti - organizmy, ktoré vytvárajú primárne produkty;
5. makrospotrebitelia alebo fagotrofy sú heterotrofy, ktoré jedia iné organizmy alebo veľké častice organickej hmoty;
6. mikrospotrebitelia (saprotrofy) - heterotrofy, hlavne huby a baktérie, ktoré ničia odumretú organickú hmotu, mineralizujú ju, čím ju vracajú do kolobehu.

Posledné tri zložky tvoria biomasu ekosystému.

Z hľadiska fungovania ekosystému sa rozlišujú (okrem autotrofov) tieto funkčné bloky organizmov:

1. biofágy - organizmy, ktoré jedia iné živé organizmy,
2. saprofágy – organizmy, ktoré požierajú odumretú organickú hmotu.

Toto rozdelenie ukazuje časovo-funkčný vzťah v ekosystéme so zameraním na časové rozdelenie tvorby organickej hmoty a jej redistribúcie v rámci ekosystému (biofágy) a spracovania saprofágmi. Medzi odumretím organickej hmoty a opätovným zaradením jej zložiek do kolobehu hmoty v ekosystéme môže uplynúť značná doba, napríklad v prípade borovicového kmeňa 100 a viac rokov.

Všetky tieto komponenty sú vzájomne prepojené v priestore a čase a tvoria jeden štruktúrny a funkčný systém.

Ecotop

Zvyčajne koncept ekotop bol definovaný ako biotop organizmov, charakterizovaný určitou kombináciou podmienok prostredia: pôdy, pôdy, mikroklímy atď. V tomto prípade je však tento pojem v skutočnosti takmer totožný s pojmom klimatop.

V súčasnosti sa pod ekotopom na rozdiel od biotopu rozumie určité územie alebo vodná plocha s celým súborom a charakteristikami pôd, pôd, mikroklímy a iných faktorov v organizmami nezmenenej forme. Ako príklad ekotopu môžu slúžiť aluviálne pôdy, novovzniknuté sopečné alebo koralové ostrovy, umelo vytvorené lomy a iné novovzniknuté územia. V tomto prípade klimatop je súčasťou ekotopu.

klimatop

Na začiatku klimatop bola definovaná VN Sukačevom (1964) ako vzdušná časť biogeocenózy, ktorá sa od okolitej atmosféry líši zložením plynov, najmä koncentráciou oxidu uhličitého v povrchovom biohorizone, kyslíka na rovnakom mieste a biohorizontmi fotosyntézy, vzdušný režim, sýtosť biolínami, znížené a zmenené slnečné žiarenie a osvetlenie, prítomnosť luminiscencie rastlín a niektorých živočíchov, špeciálny tepelný režim a režim vlhkosti vzduchu.

V súčasnosti sa tento pojem interpretuje trochu širšie: ako charakteristika biogeocenózy, kombinácie fyzikálnych a chemických charakteristík ovzdušia alebo vodného prostredia, ktoré sú nevyhnutné pre organizmy obývajúce toto prostredie. Klimatotop stanovuje v dlhodobom meradle hlavné fyzikálne charakteristiky existencie živočíchov a rastlín a určuje rozsah organizmov, ktoré môžu existovať v danom ekosystéme.

edaphotop

Pod edaphotop pôda sa zvyčajne chápe ako základný prvok ekotopu. Presnejšie by sa však tento pojem mal definovať ako súčasť inertného prostredia transformovaného organizmami, teda nie celej pôdy, ale len jej časti. Pôda (edaphotop) je najdôležitejšou zložkou ekosystému: uzatvárajú sa v nej kolobehy hmoty a energie, uskutočňuje sa prechod z odumretej organickej hmoty na minerál a ich zapojenie do živej biomasy. Hlavnými nosičmi energie v edafotope sú organické zlúčeniny uhlíka, ich labilné a stabilné formy, v najväčšej miere určujú úrodnosť pôdy.

Biocenóza, prezentovaná v schematickej forme ako potravinová sieť a jej biotop

Biotop

Biocenóza

Niekedy sa vyčleňuje tretí aspekt udržateľnosti – stabilita ekosystému vo vzťahu k zmenám charakteristík prostredia a zmenám jeho vnútorných charakteristík. Ak ekosystém stabilne funguje v širokom spektre environmentálnych parametrov a/alebo je v ekosystéme veľký počet zameniteľných druhov (to znamená, keď sa môžu navzájom nahradiť rôzne druhy, ktoré sú v ekosystéme podobné ekologickými funkciami), napr. komunita sa nazýva dynamicky silný(udržateľný). V opačnom prípade, keď ekosystém môže existovať vo veľmi obmedzenom súbore environmentálnych parametrov a/alebo väčšina druhov je vo svojich funkciách nenahraditeľná, takéto spoločenstvo sa nazýva dynamicky krehký(nestabilná). Je potrebné poznamenať, že táto charakteristika vo všeobecnosti nezávisí od počtu druhov a zložitosti spoločenstiev. Klasickým príkladom je Veľká koralová bariéra pri pobreží Austrálie (severovýchodné pobrežie), ktorá je jedným zo svetových miest biodiverzity – symbiotické koralové riasy, dinoflageláty, sú dosť citlivé na teplotu. Odchýlka od optima len o niekoľko stupňov vedie k smrti rias a až 50-60% (podľa niektorých zdrojov až 90%) živín, ktoré polypy dostávajú z fotosyntézy svojich vzájomných partnerov.

Ekosystémy majú mnoho stavov, v ktorých sú v dynamickej rovnováhe; v prípade odstránenia z neho vonkajšími silami sa ekosystém nemusí nutne vrátiť do pôvodného stavu, často ho pritiahne najbližší rovnovážny stav (atraktor), hoci sa tomu pôvodnému môže veľmi približovať.

Biodiverzita a udržateľnosť v ekosystémoch

Amazonské dažďové pralesy, podobne ako rovníkové pralesy, sú miestami s najväčšou biodiverzitou.

Zvyčajne trvalá udržateľnosť bola a je spojená s biodiverzitou druhov v ekosystéme (alfa diverzita), to znamená, že čím vyššia biodiverzita, tým zložitejšia je organizácia spoločenstiev, čím zložitejšie sú potravinové siete, tým vyššia je odolnosť ekosystémov. Ale už pred 40 a viac rokmi existovali na túto problematiku rôzne uhly pohľadu a v súčasnosti je najrozšírenejší názor, že lokálna aj všeobecná stabilita ekosystému závisí od oveľa väčšieho súboru faktorov, než je len komplexnosť komunity a biodiverzita. Takže v súčasnosti je nárast zložitosti, sila spojení medzi zložkami ekosystému a stabilita tokov hmoty a energie medzi zložkami zvyčajne spojená s nárastom biodiverzity.

Rovníkový dažďový prales môže obsahovať viac ako 5000 druhov rastlín (pre porovnanie, v lesoch zóny tajgy - zriedkavo viac ako 200 druhov)

Význam biodiverzity spočíva v tom, že umožňuje vznik mnohých spoločenstiev, ktoré sa líšia štruktúrou, formou a funkciami, a poskytuje udržateľnú príležitosť na ich vznik. Čím vyššia je biodiverzita, tým väčší počet spoločenstiev môže existovať, tým väčší počet rôznych reakcií (z hľadiska biogeochémie) je možné uskutočniť, čím sa zabezpečí existencia biosféry ako celku.

Zložitosť a odolnosť ekosystému

V súčasnosti neexistuje uspokojivá definícia a model, ktorý by popisoval komplexnosť systémov a najmä ekosystémov. Existujú dve všeobecne akceptované definície zložitosti: Kolmogorovova zložitosť je príliš špecializovaná na to, aby sa dala aplikovať na ekosystémy. A abstraktnejšia, ale aj nevyhovujúca definícia zložitosti, ktorú podal I. Prigogine v čase, chaose, kvante: Komplexné systémy – nedajú sa zhruba ani operatívne opísať z hľadiska deterministických príčin. Vo svojich ďalších prácach I. Prigogine napísal, že nie je pripravený dať striktnú definíciu zložitosti, pretože komplex je niečo, čo sa v súčasnosti nedá správne definovať.

Parametre zložitosti a ich vplyv na udržateľnosť

Komplexnosť ekosystému sa tradične definuje ako celkový počet druhov (alfa diverzita), veľký počet interakcií medzi druhmi, sila interakcií medzi populáciami a rôzne kombinácie týchto charakteristík. S ďalším vývojom týchto myšlienok sa objavilo tvrdenie, že čím viac spôsobov prenosu a transformácie energie v ekosystéme, tým je stabilnejší pri rôznych typoch porúch.

Neskôr sa však ukázalo, že tieto reprezentácie nedokážu charakterizovať udržateľnosť ekosystémov. Existuje mnoho príkladov vysoko stabilných monokultúrnych spoločenstiev (fytocenózy papraďových), ako aj slabo stabilných spoločenstiev s vysokou biodiverzitou (koralové útesy, tropické pralesy). V 70. a 80. rokoch 20. storočia vzrástol záujem o modelovanie závislosti udržateľnosti od komplexnosti ekosystémov. Modely vyvinuté počas tohto obdobia ukázali, že v náhodne vygenerovanej sieti interakcií v komunite, keď sa odstránia nezmyselné reťazce (ako A eat B, B eat C, C eat A a podobné typy), lokálna stabilita klesá so zvyšujúcou sa komplexnosťou. Ak budeme model ďalej komplikovať a vezmeme do úvahy, že spotrebitelia sú ovplyvnení potravinovými zdrojmi a potravinové zdroje nezávisia od spotrebiteľov, potom môžeme konštatovať, že stabilita nezávisí od zložitosti, alebo tiež klesá s jej nárastom. Samozrejme, takéto výsledky platia hlavne pre detritálne potravinové reťazce, v ktorých spotrebitelia neovplyvňujú tok potravinových zdrojov, hoci môžu meniť ich nutričnú hodnotu.

Pri štúdiu celkovej odolnosti na modeli 6 druhov (2 predátori-konzumenti 2. rádu, 2 konzumenti 1. rádu a 2 druhy na báze potravinového reťazca) sa študovalo odstránenie jedného z druhov. Konektivita bola braná ako parameter stability. Spoločenstvo sa považovalo za stabilné, ak iné druhy zostali lokálne stabilné. Získané výsledky boli v súlade so všeobecne uznávaným názorom, že s nárastom komplexity s úbytkom predátorov vyššieho rádu klesá stabilita spoločenstva, no so stratou báz potravného reťazca s rastúcou komplexnosťou stabilita stúpa.

Pri elastickej stabilite, kedy sa zložitosťou rozumie aj konektivita, s narastajúcou zložitosťou rastie aj elastická stabilita. To znamená, že väčšia rozmanitosť druhov a väčšia sila komunikácie medzi nimi umožňuje spoločenstvám rýchlo obnoviť svoju štruktúru a funkcie. Táto skutočnosť potvrdzuje všeobecne akceptované názory na úlohu biodiverzity ako akéhosi rezervoára (fondu) na obnovu celej štruktúry ekosystémov a viac organizovaných štruktúr biosféry, ako aj samotnej biosféry ako celku. V súčasnosti je všeobecne akceptovaná a prakticky nepopierateľná myšlienka, že biosféra sa vyvinula smerom k zvýšeniu biodiverzity (všetkých troch jej zložiek), zrýchleniu cirkulácie hmoty medzi zložkami biosféry a „urýchleniu“ životnosti oboch druhov. a ekosystémov.

Toky hmoty a energie v ekosystémoch

V súčasnosti nie je vedecké pochopenie všetkých procesov v rámci ekosystému ani zďaleka dokonalé a vo väčšine štúdií celý ekosystém alebo niektoré jeho časti fungujú ako „čierna skrinka“. Zároveň, ako každý relatívne uzavretý systém, aj ekosystém je charakterizovaný prichádzajúcim a odchádzajúcim energetickým tokom a distribúciou týchto tokov medzi zložky ekosystému.

Produktivita ekosystému

Pri analýze produktivity a tokov hmoty a energie v ekosystémoch, koncepty biomasa a zber na viniči . Pestovanie plodín sa vzťahuje na hmotnosť tiel všetkých organizmov na jednotku plochy pôdy alebo vody a biomasa je hmotnosť tých istých organizmov z hľadiska energie (napríklad v jouloch) alebo z hľadiska suchej organickej hmoty (napr. napríklad v tonách na hektár). Biomasa zahŕňa celé telo organizmov, vrátane vitalizovaných odumretých častí, a to nielen v rastlinách, napríklad kôra a xylém, ale aj nechty a keratinizované časti zvierat. Biomasa sa mení na nekromasu až vtedy, keď odumrie časť organizmu (oddelí sa od neho) alebo celý organizmus. Látky často fixované v biomase sú „mŕtvym kapitálom“, čo je obzvlášť výrazné v rastlinách: xylémové látky nemusia vstúpiť do kolobehu stovky rokov, slúžia len ako podpora pre rastlinu.

Pod primárny produkt komunity (alebo primárna biologická produkcia) označuje tvorbu biomasy (presnejšie syntézu plastových látok) výrobcami bez výnimky energie vynaloženej na dýchanie za jednotku času na jednotku plochy (napríklad za deň na hektár) .

Prvovýroba obce sa delí na hrubá primárna produkcia , teda všetky produkty fotosyntézy bez nákladov na dýchanie, a čistá primárna produkcia , čo je rozdiel medzi hrubou prvovýrobou a nákladmi na dýchanie. Niekedy sa nazýva aj tzv čistá asimilácia alebo pozorovaná fotosyntéza ).

Čistá produktivita komunity - rýchlosť akumulácie organickej hmoty nespotrebovanej heterotrofmi (a potom rozkladačmi). Zvyčajne sa počíta na vegetačné obdobie alebo na rok. Ide teda o časť produkcie, ktorú samotný ekosystém nedokáže recyklovať. Vo vyspelejších ekosystémoch má hodnota čistej produktivity spoločenstva tendenciu k nule (pozri koncept klimaxových spoločenstiev).

Produktivita sekundárnej komunity - miera akumulácie energie na úrovni spotrebiteľov. Sekundárna produkcia sa nedelí na hrubú a čistú, keďže spotrebitelia spotrebúvajú iba energiu asimilovanú výrobcami, časť z nej neasimilujú, časť ide na dýchanie a zvyšok ide na biomasu, preto je správnejšie nazývať ju sekundárnou asimiláciou.

Rozloženie energie a hmoty v ekosystéme možno znázorniť ako systém rovníc. Ak je produkcia výrobcov prezentovaná ako P 1, potom produkcia spotrebiteľov prvého rádu bude vyzerať takto:

• P 2 \u003d P 1 - R 2,

kde R 2 - náklady na dýchanie, prenos tepla a neasimilovanú energiu. Nasledujúci spotrebitelia (druhý rád) budú spracovávať biomasu spotrebiteľov prvého rádu v súlade s:

• P3 \u003d P2-R3

a tak ďalej, až po spotrebiteľov najvyššieho rádu a rozkladačov. Čím viac spotrebiteľov (spotrebiteľov) v ekosystéme, tým plnšie je teda spracovaná energia, pôvodne zaznamenaná výrobcami v plastových látkach. V klimaxových spoločenstvách, kde je diverzita pre daný región zvyčajne maximálna, takáto schéma spracovania energie umožňuje spoločenstvám fungovať stabilne po dlhú dobu.

Energetické pomery v ekosystémoch (environmentálna účinnosť)

Graf zmien pomeru P / B v ekosystémoch (podľa A. K. Brodského, 2002)

Priestorové hranice ekosystému (chorologický aspekt)

V prírode spravidla neexistujú jasné hranice medzi rôznymi ekosystémami. Vždy sa dá poukázať na ten či onen ekosystém, ale nie je možné vyčleniť jednotlivé hranice, ak nie sú reprezentované rôznymi krajinnými faktormi (útesy, rieky, rôzne svahy kopcov, skalné výbežky atď.), pretože najčastejšie existujú hladké prechody z jedného ekosystému do druhého. Je to spôsobené relatívne hladkou zmenou gradientu faktorov prostredia (vlhkosť, teplota, vlhkosť atď.). Niekedy prechody z jedného ekosystému do druhého môžu byť v skutočnosti nezávislým ekosystémom. Zvyčajne sa spoločenstvá, ktoré sa tvoria na križovatke rôznych ekosystémov, nazývajú ekotóny. Termín „ekotón“ zaviedol v roku 1905 F. Clements.

Ekotóny

Ekotóny zohrávajú významnú úlohu pri udržiavaní biologickej diverzity ekosystémov vďaka takzvanému okrajovému efektu - kombinácii komplexu environmentálnych faktorov rôznych ekosystémov, čo spôsobuje väčšiu rôznorodosť podmienok prostredia, teda licencií a ekologických nik. Je teda možná existencia druhov z jedného aj druhého ekosystému, ako aj druhov špecifických pre ekotón (napríklad vegetácia pobrežných vodných biotopov).

Niektoré možné možnosti hraníc (ekotónov) medzi ekosystémami

V ruskej literatúre sa okrajový efekt niekedy označuje ako okrajový efekt.

Príkladmi ekotónov sú pobrežné oblasti pôdy a vodných plôch (napríklad pobrežie), okraje, prechody z lesných ekosystémov do poľných, ústia riek. Nie vždy je však ekotón miestom zvýšenej biodiverzity druhov. Napríklad ústia riek tečúcich do morí a oceánov sa naopak vyznačujú zníženou biodiverzitou druhov, keďže priemerná slanosť delt neumožňuje existenciu mnohých sladkovodných a brakických (morských) druhov.

Alternatívnou myšlienkou kontinuálnych prechodov medzi ekosystémami je myšlienka ekoklín (ekologické série). Ecoclean- postupná zmena biotopov, geneticky a fenotypovo prispôsobených konkrétnemu biotopu, s priestorovou zmenou akéhokoľvek faktora prostredia (zvyčajne klimatických), a preto tvoriaci súvislý rad foriem bez viditeľných prestávok v postupnosti. Ekolínu nemožno rozdeliť na ekotypy. Napríklad dĺžka uší líšok a mnohé ďalšie. atď., ich znaky sa menia zo severu na juh tak postupne, že je veľmi ťažké rozlíšiť jasné morfologické skupiny, ktoré by sa prirodzene spájali do poddruhov.

Časové hranice ekosystému (chronologický aspekt)

Zmena komunity v borovicovom lese po požiari na zemi (vľavo) a dva roky po požiari (vpravo)

Na rovnakom biotope v priebehu času existujú rôzne ekosystémy. Zmena jedného ekosystému na druhý môže trvať pomerne dlhé a relatívne krátke (niekoľko rokov) časové obdobia. Trvanie existencie ekosystémov je v tomto prípade určené stupňom sukcesie. Zmena ekosystémov v biotope môže byť spôsobená aj katastrofickými procesmi, ale v tomto prípade sa výrazne mení samotný biotop a takáto zmena sa zvyčajne nenazýva sukcesia (až na výnimky, keď katastrofou, napr. je prirodzeným štádiom cyklickej postupnosti).

nástupníctvo

nástupníctvo - ide o dôslednú, prirodzenú zmenu niektorých spoločenstiev inými v určitej oblasti územia v dôsledku vnútorných faktorov vo vývoji ekosystémov. Každá predchádzajúca komunita určuje podmienky pre existenciu ďalšej a jej vlastný zánik. Je to spôsobené tým, že v ekosystémoch, ktoré sú v sukcesných radoch prechodné, dochádza k akumulácii hmoty a energie, ktorú už nie sú schopné zaradiť do kolobehu, premeny biotopu, zmien mikroklímy a iných faktorov, ktoré už nie sú schopné začleniť do kolobehu. a tým sa vytvára materiálno-energetická základňa, ako aj environmentálne podmienky nevyhnutné pre vznik následných spoločenstiev. Existuje však ďalší model, ktorý vysvetľuje mechanizmus postupnosti takto: druhy každého predchádzajúceho spoločenstva sú nahradené iba dôslednou konkurenciou, brzdením a „vzdorovaním“ introdukcii nasledujúcich druhov. Táto teória však zvažuje iba konkurenčné vzťahy medzi druhmi, nepopisuje celkový obraz ekosystému ako celku. Samozrejme, že takéto procesy prebiehajú, ale konkurenčné vytláčanie predchádzajúcich druhov je možné práve vďaka ich premene biotopu. Oba modely teda popisujú rôzne aspekty procesu a sú zároveň správne.

Sukcesia môže byť autotrofná (napríklad sukcesia po lesnom požiari) a heterotrofná (napríklad odvodnený močiar). V skorých štádiách autotrofnej postupnej sekvencie je pomer P/R oveľa väčší ako jedna, pretože primárne spoločenstvá sú zvyčajne vysoko produktívne, ale štruktúra ekosystému ešte nebola úplne vytvorená a neexistuje spôsob, ako túto biomasu využiť. . Konzistentne, s komplikáciou spoločenstiev, s komplikáciou štruktúry ekosystému, náklady na dýchanie (R) rastú, keďže sa objavuje stále viac heterotrofov zodpovedných za prerozdelenie tokov hmoty a energie, pomer P/R má tendenciu jednota a je vlastne to isté v koncovom spoločenstve (ekosystémoch). Heterotrofná sukcesia má opačné vlastnosti: v nej je pomer P/R v počiatočných štádiách oveľa menší ako jedna (keďže je tam veľa organickej hmoty a nie je potrebná jej syntéza, možno ju okamžite použiť na vytvorenie komunita) a postupne sa zvyšuje, keď prechádzate postupnými fázami.

Príkladom štádia heterotrofnej sukcesie je bažinatá lúka

V skorých štádiách sukcesie je druhová diverzita nízka, ale s postupujúcim vývojom sa diverzita zvyšuje, mení sa druhové zloženie spoločenstva, začínajú prevládať druhy so zložitým a dlhým životným cyklom, väčšinou sa objavujú väčšie organizmy, vzájomne výhodné kooperácie a rozvíjajú sa symbiózy a trofická štruktúra ekosystému sa stáva zložitejšou. Zvyčajne sa predpokladá, že terminálne štádium sukcesie má najvyššiu druhovú biodiverzitu. Nie je to vždy pravda, ale toto tvrdenie platí pre klimaxové spoločenstvá tropických pralesov a pre spoločenstvá miernych zemepisných šírok vrchol diverzity nastáva v strede sukcesnej série alebo bližšie k terminálnej fáze. V raných štádiách sa spoločenstvá skladajú z druhov s relatívne vysokou mierou rozmnožovania a rastu, ale nízkou schopnosťou individuálneho prežitia (r-stratégovia). V terminálnom štádiu vplyv prirodzeného výberu uprednostňuje druhy s nízkou rýchlosťou rastu, ale väčšou schopnosťou prežiť (k-stratégie).

Ako sa pohybujete po postupnom rade, dochádza k rastúcemu zapájaniu biogénnych prvkov do cyklu v ekosystémoch, v rámci ekosystému je možné relatívne uzavretie tokov takých biogénnych prvkov, ako je dusík a vápnik (jeden z najpohyblivejších biogénov). Preto v terminálnom štádiu, keď je do kolobehu zapojená väčšina biogénov, sú ekosystémy nezávislejšie od vonkajšieho prísunu týchto prvkov.

Na štúdium procesu postupnosti sa používajú rôzne matematické modely vrátane tých, ktoré majú stochastický charakter.

klimaxová komunita

Koncept nástupníctva úzko súvisí s pojmom klimaxové spoločenstvo. Klimaxové spoločenstvo vzniká ako výsledok postupnej zmeny ekosystémov a je najvyváženejším spoločenstvom, ktoré najefektívnejšie využíva materiálové a energetické toky, to znamená, že zachováva maximum možnej biomasy na jednotku energie vstupujúcej do ekosystému.

Teoreticky má každá postupná séria klimaxové spoločenstvo (ekosystém), ktoré je konečným štádiom vývoja (alebo niekoľko, tzv. polyklimaxový koncept). V skutočnosti však nie je nástupnícky rad vrcholom vždy uzavretý, môže sa realizovať subklimaxové spoločenstvo (alebo F. Clementsom nazývané plagiklimax), čo je spoločenstvo predchádzajúce vyvrcholeniu, dostatočne rozvinuté štrukturálne a funkčne. Takáto situácia môže nastať v dôsledku prirodzených príčin - podmienok prostredia alebo v dôsledku ľudskej činnosti (v tomto prípade sa nazýva disclimax).

Rebríček ekosystémov

Otázka hodnotenia ekosystémov je pomerne komplikovaná. Alokácia minimálnych ekosystémov (biogeocenóz) a ekosystémov najvyššej úrovne - biosféry je nepochybná. Medziľahlé alokácie sú pomerne zložité, pretože zložitosť chorologického aspektu nie vždy umožňuje jednoznačne určiť hranice ekosystémov. V geoekológii (a krajináre) existuje nasledovné poradie: facies - trakt (ekosystém) - krajina - geografická oblasť - geografická oblasť - bióm - biosféra. V ekológii existuje podobný rebríček, ale zvyčajne sa verí, že je správne vyčleniť iba jeden prechodný ekosystém - bióm.

Biómy

Biome - veľké systémovo-geografické (ekosystémové) členenie v rámci prírodno-klimatickej zóny (Reimers N. F.). Podľa R. H. Whittakera - skupina ekosystémov daného kontinentu, ktoré majú podobnú štruktúru alebo fyziognómiu vegetácie a všeobecný charakter podmienok prostredia. Táto definícia je trochu nesprávna, pretože existuje spojenie s konkrétnym kontinentom a niektoré biómy sú prítomné na rôznych kontinentoch, napríklad biom tundry alebo step.

V súčasnosti je najbežnejšia definícia: „Bióm je súbor ekosystémov s podobným typom vegetácie, ktoré sa nachádzajú v rovnakej prírodnej a klimatickej zóne“ (T. A. Akimova, V. V. Khaskin).

Tieto definície majú spoločné to, že v každom prípade je bióm súborom ekosystémov jednej prírodno-klimatickej zóny.

Prideľte 8 až 30 biómov. Geografické rozloženie biómov je určené:

1. Zákon geografického členenia (formuloval V. V. Dokuchaev)

Biosféra

Termín biosféra zaviedol Jean-Baptiste Lamarck na začiatku 19. storočia a v geológii navrhol rakúsky geológ Eduard Suess v roku 1875. Vytvorenie holistickej doktríny biosféry však patrí ruskému vedcovi Vladimírovi Ivanovičovi Vernadskému.

Biosféra je ekosystém vyššieho rádu, ktorý spája všetky ostatné ekosystémy a zabezpečuje existenciu života na Zemi. Zloženie biosféry zahŕňa tieto „gule“:

Biosféra tiež nie je uzavretý systém, je vlastne kompletne vybavená energiou Slnka, malú časť tvorí teplo samotnej Zeme. Každý rok Zem dostane zo Slnka približne 1,3 * 10 24 kalórií. 40% tejto energie je vyžiarených späť do vesmíru, asi 15% ide na ohrev atmosféry, pôdy a vody, zvyšok energie tvorí viditeľné svetlo, ktoré je zdrojom fotosyntézy.

V. I. Vernadsky prvýkrát jasne formuloval pochopenie, že všetok život na planéte je neoddeliteľne spojený s biosférou a vďačí jej za svoju existenciu:

V skutočnosti ani jeden živý organizmus nie je na Zemi v slobodnom stave. Všetky tieto organizmy sú nerozlučne a nepretržite spojené – predovšetkým výživou a dýchaním – s materiálnym a energetickým prostredím, ktoré ich obklopuje. Mimo neho, v prírodných podmienkach, nemôžu existovať.

umelé ekosystémy

umelé ekosystémy - sú to ekosystémy vytvorené človekom, napríklad agrocenózy, prírodné ekonomické systémy alebo biosféra 2.

Umelé ekosystémy majú rovnaký súbor zložiek ako prírodné: producenti, spotrebitelia a rozkladači, existujú však značné rozdiely v prerozdelení hmoty a energetických tokov. Ekosystémy vytvorené človekom sa od prírodných líšia najmä týmito spôsobmi:

Bez udržiavania energetických tokov človekom v umelých systémoch sa prírodné procesy takou či onakou rýchlosťou obnovujú a vytvára sa prirodzená štruktúra zložiek ekosystému a materiálno-energetické toky medzi nimi.

Pojmy podobné pojmu ekosystém v príbuzných vedách

V ekogeológii, krajináre a geoekológii

V týchto vedách existujú pojmy podobné pojmu ekosystém. Rozdiel spočíva v tom, že v týchto vedách dochádza k posunu v aspekte uvažovania o štruktúre a funkciách ekosystémov.

Vo všeobecnosti je v geografických vedách zvykom považovať prírodný územný komplex za ekvivalent ekosystému.

pozri tiež

Poznámky

1. Forbes, S.A. Jazero ako mikrokozmos // Bull. sci. Doc. - Peoria, Illinois, 1887. - S. 77–87. Pretlačené v Illinois Nat. Hist. Bulletin prieskumu 15(9):537-550.
2. Y. Odum. Základy ekológie. - M .: Mir, 1975. - 741 s.
3. . Slovníky na akadémii. archivované
4. Y. Odum. Ekológia. - M.: Mir, 1986.
5. Sekcia „Ekosystémy“. Stránka EKOLOGIE. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
6. Biogeocenosis Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
7. Nikolaykin, N. I., Nikolaykina, N. E., Melekhova, O. P. Ekológia. - 5. - M.: Drop, 2006. - 640 s.
8. Brodsky A.K. Krátky kurz všeobecnej ekológie, učebnica pre vysoké školy. - Petrohrad: "Dekan", 2000. - 224 s.
9. N. V. Koronovský, Hydrotermálne útvary v oceánoch . Sorosov vzdelávací časopis, - č. 10, 1999, - s. 55-62. Získané 14. augusta 2010.
10. D. V. Grichuk. Terodynamické modely podmorských hydrotermálnych systémov. - M .: Vedecký svet, 2000. - ISBN MDT 550,40
11. V. F. Levčenko. Kapitola 3 // Evolúcia biosféry pred a po objavení sa človeka. - Petrohrad: Nauka, 2004. - 166 s. - ISBN 5-02-026214-5
12. Rautian A.S. Paleontológia ako zdroj informácií o zákonitostiach a faktoroch evolúcie // Moderná paleontológia. - M., 1988. - T. 2. - S. 76-118.
13. Rautian A. S., Zherikhin V. V. Modely fylocogenézy a lekcie ekologických kríz geologickej minulosti // Denník. Celkom biológia. - 1997. - V. 58 č. 4. - S. 20-47.
14. Ostroumov S.A. Nové varianty definícií pojmov a pojmov "ekosystém" a "biogeocenóza" // DAN. - 2002. - T. 383 č. 4. - S. 571-573.
15. M. Bigon, J. Harper, C. Townsend. Ekológia. Jednotlivci, populácie a komunity. - M.: Mir, 1989.
16. Ecotop Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
17. T. A. Rabotnov"O biogeocenózach". // Bulletin MOIP, Katedra biológie, - ročník 81, - číslo. 2. – 1976. Archivované z originálu 22. 8. 2011. Získané 14. 8. 2010.
18. klimatotop. Bykov B.A."Ekologický slovník" - Alma-Ata: "Veda", 1983 - str.216. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
19. Základné pojmy ekológie. Burenina E.M., Burenin E.P. Elektronická učebnica ekológie Archivovaná z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
20. klimatotop. Prírodovedný slovník (slovníky Yandex). Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
21. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
22. . Ekologický slovník (Slovníky u akademika). Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
23. Biocenóza. Veľká sovietska encyklopédia. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
24. Zoocenóza. Veľká sovietska encyklopédia. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
25. Homeostáza ekosystému. Portál vedeckých informácií VINITI. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
26. Hutchinson S., Hawkins L. E. oceány. Encyklopedický sprievodca. - M .: Makhaon, 2007. - 304 s. - ISBN 5-18-001089-6
27. A. Gilyarov."Bielenie koralov v dôsledku straty vzťahu". Prvky veľkej vedy. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
28. A. D. Armand, Experiment "Gaia", problém živej zeme. Ruská akadémia vied. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
29. A. V. Galanin. Prednášky z ekológie. . Webová stránka Botanickej záhrady pobočky Ďalekého východu Ruskej akadémie vied. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
30. Prigogine I., Stengers I.Čas, chaos, kvantum. - Moskva, 1994. - S. 81. - 263 s.
31. Nicolis G., Prigogine I. Znalosť komplexu. - M.: Mir, 1990. - s. 352. Strana 47
32. MacArthur R.H. Výkyvy populácií zvierat a miera stability spoločenstva // Ekológia, 36, 1955, - s. 533-536
33. mája R.M. Bude veľký komplexný systém stabilný? // Príroda (Londýn), 1972, 238, - pp. 413-414
34. mája R.M Modely pre jednotlivé populácie. // Teoretická ekológia: princípy a aplikácie, 2. vydanie, R.M. májové vyd. - str. 5-29, - Blackwell Scientific Publications, Oxford 1981
35. mája R.M Modely pre dve interagujúce populácie. // Teoretická ekológia: princípy a aplikácie, 2. vydanie, R.M. májové vyd. - s.78-104, - Blackwell Scientific Publications, Oxford 1981
36. mája R.M Vzory vo viacdruhových spoločenstvách. // Teoretická ekológia: princípy a aplikácie, 2. vydanie, R.M. Vyd. máj, - Blackwell Scientific Publications, Oxford 1981
37. DeAngelis D.L. Stabilita a konektivita v modeloch potravinovej siete // Ekológia 56, 1975, - s. 238-243
38. Pimm S.L.Štruktúra potravinových sietí // Theoretical Population Biology, 16, 1979, - s. 144-158
39. Pimm S.L. Zložitosť a stabilita: ďalší pohľad na pôvodnú MacArthuovu hypotézu // Oikos, 33, 1979, - s. 351-357
40. V. F. Levčenko, Ya. I. Starobogatov Fyzikálno-ekologický prístup k vývoju biosféry. // "Evolučná biológia: história a teória". Petrohrad, 1999, - s. 37-46. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
41. Levčenko V.F. Evolúcia biosféry pred a po objavení sa človeka. . Petrohrad, Ústav evolučnej fyziológie a biochémie Ruskej akadémie vied, - Vydavateľstvo "NAUKA", 2004. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
42. prvovýroba. Vedecký a informačný portál VINITI. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
43. primárna produktivita. Glossary.ru. Získané 14. augusta 2010.
44. Mavrischev V.V. Kontinuum, ekotóny, okrajový efekt // Základy ekológie: učebnica. - 3. vyd. správne a dodatočné - Minsk: Vyššia škola, 2007. - 447 s. - ISBN 978-985-06-1413-1
45. Ecoton. . Prírodovedný slovník (slovníky Yandex). Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
46. Ekotón a koncept okrajového (hraničného) efektu. Bioekologická stránka. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
47. Krivý efekt. Ekologický encyklopedický slovník. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
48. ústie rieky. . Slovník pojmov o fyzickej geografii Ústavu geografie Ruskej akadémie vied. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
49. nástupníctvo. Veľká sovietska encyklopédia. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.
50. Vývoj a evolúcia ekosystémov. portál Inžinierska ekológia. Archivované z originálu 22. augusta 2011. Získané 14. augusta 2010.

V ekológii - náuke o interakcii živých organizmov navzájom a s prostredím - je pojem ekosystém jedným z hlavných. Osoba, ktorá ho uviedla do používania, bol britský botanik a jeden z prvých ekológov na svete, Arthur Tansley. Termín "ekosystém" sa objavil v roku 1935. V domácej ekológii sa však uprednostňovalo jeho nahradenie takými pojmami ako "biogeocenóza" a "biocenóza", čo nie je úplne pravda.

Článok odhaľuje pojem ekosystém, štruktúru ekosystému a jeho jednotlivé zložky.

Podstata konceptu

Všetky spoločenstvá v súčasnosti existujúcich živých organizmov sú spojené s anorganickým prostredím úzkymi materiálovými a energetickými väzbami. Rastliny sa teda môžu rozvíjať iba vďaka neustálemu prísunu vody, kyslíka, oxidu uhličitého a minerálnych solí. Životne dôležitá aktivita heterotrofov je možná len na úkor autotrofov. Potrebujú však aj vodu a kyslík. Akýkoľvek konkrétny biotop by mohol poskytnúť anorganické zlúčeniny potrebné pre život organizmov, ktoré ho obývajú, iba na krátke obdobie, ak by sa neobnovili.

K návratu biogénnych prvkov do prostredia dochádza nepretržite. Proces prebieha počas života organizmov (dýchanie, defekácia, vylučovanie) a po ich smrti. Inými slovami, ich spoločenstvo s anorganickým prostredím tvorí určitý špecifický systém. V ňom je tok atómov v dôsledku životnej činnosti organizmov spravidla uzavretý v cykle. V skutočnosti je to ekosystém. Štruktúra ekosystému umožňuje hlbšie študovať jeho štruktúru a povahu existujúcich vzťahov.

Definícia ekosystému

Eugene Odum, americký biológ známy svojou priekopníckou prácou v tejto oblasti, je považovaný za otca ekológie ekosystémov. V tomto ohľade by možno bolo logické uviesť svoj výklad pojmu, o ktorom sa uvažuje v článku.

Podľa Yu.Oduma akákoľvek jednota, ktorá zahŕňa všetky organizmy danej oblasti, interagujúca s fyzikálnym prostredím tak, že vzniká energetický tok s jasne definovanou trofickou štruktúrou, druhovou diverzitou a cirkuláciou látok (energie a látky výmena medzi abiotickými a biotickými časťami ) vo vnútri systému existuje ekosystém. Na štruktúru ekosystému sa možno pozerať z rôznych uhlov pohľadu. Tradične sa rozlišujú jeho tri typy: trofický, druhový a priestorový.

Korelácia medzi pojmami ekosystém a biogeocenóza

Doktrínu biogeocenózy vypracoval sovietsky geobotanik a geograf Vladimir Sukačev v roku 1942. V zahraničí sa prakticky nepoužíva. Ak sa obrátime na definície pojmov "ekosystém" a "biogeocenóza", je zrejmé, že medzi nimi nie je žiadny rozdiel, v skutočnosti sú to synonymá.

V praxi je však veľmi rozšírený názor, že identické ich možno nazvať len s určitou mierou konvenčnosti. Pojem "biogeocenóza" sa zameriava na spojenie biocenózy s akoukoľvek konkrétnou oblasťou vodného prostredia alebo pôdy. Zatiaľ čo ekosystém zahŕňa akúkoľvek abstraktnú stránku. V tomto ohľade sa biogeocenózy zvyčajne považujú za jeho špeciálne prípady.

O zložení a štruktúre ekosystémov

V každom ekosystéme možno rozlíšiť dve zložky - abiotickú (neživú) a biotickú (živú). Tie sa zase delia na heterotrofné a autotrofné v závislosti od spôsobu, akým organizmy získavajú energiu. Tieto zložky tvoria takzvanú trofickú štruktúru.

Jediným zdrojom udržiavania rôznych procesov v ekosystéme a energie preň sú producenti, t. j. organizmy schopné asimilovať energiu slnka. Predstavujú prvú trofickú úroveň. Následné sa tvoria na úkor spotrebiteľov. Trofickú štruktúru ekosystému uzatvárajú dekompozitory, ktorých funkciou je premena neživej organickej hmoty na minerálnu formu, ktorú môžu neskôr asimilovať autotrofné organizmy. To znamená, že sa pozoruje rovnaká cirkulácia a nepretržitý návrat biogénnych prvkov do prostredia, o ktorom hovoril Y. Odum.

Zložky ekosystémov

Štruktúra ekosystémového spoločenstva má tieto základné časti:

• klimatický režim, ktorý určuje osvetlenie, vlhkosť, teplotu a iné fyzikálne vlastnosti prostredia;
• anorganické látky zahrnuté do cyklu (dusík, fosfor, voda atď.);
• organické zlúčeniny, ktoré viažu abiotické a biotické časti v procese kolobehu energie a hmoty;
• tvorcovia primárnych produktov - výrobcovia;
• fagotrofy (makrospotrebitelia) - heterotrofy alebo veľké častice organických látok, ktoré jedia iné organizmy;
• rozkladači - baktérie a huby (hlavne), ktoré mineralizáciou ničia odumretú organickú hmotu, čím ju vracajú do kolobehu.

Biotická štruktúra ekosystémov teda pozostáva z troch trofických úrovní: producentov, spotrebiteľov a rozkladačov. Práve oni tvoria takzvanú biomasu (celkovú hmotnosť živočíšnych a rastlinných organizmov) biogeocenózy. Pre Zem ako celok je to rovných 2423 miliárd ton, pričom ľudia „dávajú“ okolo 350 miliónov ton, čo je v porovnaní s celkovou hmotnosťou zanedbateľné.

Výrobcovia

Výrobcovia sú vždy prvým článkom v potravinovom reťazci. Tento pojem spája všetky organizmy, ktoré majú schopnosť produkovať organické látky z anorganických látok, to znamená, že sú autotrofmi. Hlavnými producentmi sú zelené rastliny. Syntetizujú organické zlúčeniny z anorganických zlúčenín v procese fotosyntézy. Okrem toho im možno pripísať niekoľko druhov chemotrofných baktérií. Môžu vykonávať iba chemickú syntézu bez energie slnečného žiarenia.

Spotrebitelia

Biotická štruktúra a zloženie ekosystému zahŕňa aj heterotrofné organizmy, ktoré konzumujú hotové organické zlúčeniny vytvorené autotrofmi. Nazývajú sa spotrebitelia. Tie na rozdiel od rozkladačov nemajú schopnosť rozkladať organické látky na anorganické zlúčeniny.

Zaujímavé je, že v rôznych potravinových reťazcoch môže ten istý druh patriť do rôznych radov spotrebiteľov. Existuje na to veľmi veľa príkladov. Najmä myš. Je konzumentkou prvého aj druhého rádu, keďže sa živí bylinožravým hmyzom aj rastlinami.

rozkladače

Výraz „reduktory“ je latinského pôvodu a doslovne sa prekladá ako „obnovujem, vraciam“. To plne odráža ich význam v ekologickej štruktúre ekosystémov. Reduktory alebo deštruktory sú organizmy, ktoré ničia a menia sa na najjednoduchšie organické a anorganické zlúčeniny, mŕtve zvyšky živých. Vracajú vodu a minerálne soli do pôdy v dostupnej forme pre producentov a uzatvárajú tak kolobeh látok v prírode. Žiadny ekosystém sa nezaobíde bez rozkladačov.

Nemenej zaujímavá je druhová a priestorová štruktúra ekosystémov. Odrážajú druhovú diverzitu organizmov a ich rozmiestnenie v priestore v súlade s individuálnymi potrebami a životnými podmienkami.

druhová štruktúra

Druhová štruktúra je súbor všetkých druhov, ktoré tvoria ekosystém, ich vzájomný vzťah a pomer početnosti. V niektorých prípadoch majú prednosť zvieratá, napríklad biocenóza koralového útesu, v iných zohrávajú vedúcu úlohu rastliny (lužné lúky, dubové a smrekové lesy, trávová step). Druhová štruktúra ekosystému odráža jeho zloženie vrátane počtu druhov. Závisí to najmä od geografickej polohy miesta. Najznámejším vzorom je, že čím bližšie k rovníku, tým rozmanitejšia je flóra a fauna. A to platí pre všetky formy života, od hmyzu po cicavce, od lišajníkov a machov až po kvitnúce rastliny.

Takže jeden hektár amazonského dažďového pralesa je domovom takmer 400 stromov patriacich k viac ako 90 druhom a na každom z nich rastie viac ako 80 rôznych epifytov. Zároveň na podobnej ploche smrekového alebo borovicového lesa v miernom pásme rastie iba 8-10 druhov stromov, zatiaľ čo v tajge je rozmanitosť obmedzená na 2-5 druhov.

Horizontálna priestorová štruktúra ekosystému

Početné druhy ekosystému v priestore môžu byť rozmiestnené rôznymi spôsobmi, vždy však v súlade s ich potrebami a požiadavkami na biotop. Toto usporiadanie živočíchov a rastlín v ekosystéme sa nazýva priestorová štruktúra. Môže byť horizontálna a vertikálna.

Živé organizmy sú v priestore rozmiestnené nerovnomerne. Spravidla tvoria zoskupenia, čo je oportunistický znak. Takéto akumulácie určujú horizontálnu štruktúru ekosystému. Prejavuje sa škvrnitosťou, vzorovaním. Napríklad kolónie koralov, sťahovavé vtáky, stáda antilop, húštiny vresov (na obrázku vyššie) alebo brusnice. K štruktúrnym (elementárnym) jednotkám horizontálnej štruktúry rastlinných spoločenstiev patrí mikrozoskupenie a mikrocenóza.

Vertikálna priestorová štruktúra

Spoločne rastúce skupiny rôznych druhov rastlín, ktoré sa líšia polohou asimilačných orgánov (stonky a listy, pakorene, cibule, hľuzy atď.), sa nazývajú poschodia. Charakterizujú vertikálnu štruktúru ekosystému. Lesný ekosystém je v tomto prípade najvýraznejším príkladom. Úrovne sú spravidla reprezentované rôznymi formami života kríkov, kríkov, stromov, tráv a machov.

Úrovne priestorovej štruktúry

Prvú úroveň takmer vždy predstavujú veľké stromy, ktorých lístie je vysoko nad zemou a je dobre osvetlené slnkom. Druhá (podzemná) vrstva je tvorená nie tak vysokými druhmi, ktoré môžu absorbovať nevyužité svetlo. Nasleduje podrast, reprezentovaný skutočnými kríkmi (lieska, rakytník, jaseň a pod.), ako aj kríkovými formami stromov (jabloň lesná, hruška a pod.), ktoré by za normálnych podmienok mohli dorásť do výšky stromov napr. prvý stupeň. Ďalšou úrovňou je teenager. Zahŕňa mladé stromy, ktoré sa v budúcnosti môžu "natiahnuť" do prvého radu. Napríklad borovica, dub, smrek, hrab, jelša.

Vertikálny typ štruktúry ekosystému (priestorový) je charakterizovaný prítomnosťou trávovo-krovinnej vrstvy. Tvoria ju lesné kry a byliny: jahody, šťaveľ, konvalinka, paprade, čučoriedky, černice, maliny atď. Nasleduje posledná vrstva - mach-lišajník.

Spravidla nie je možné vidieť jasnú hranicu medzi ekosystémami v prírode, ak nie je reprezentovaná rôznymi krajinnými faktormi (rieky, hory, kopce, útesy atď.). Najčastejšie sú spojené plynulými prechodmi. Posledne menované môžu byť v skutočnosti samotné samostatné ekosystémy. Spoločenstvá vytvorené na križovatke sa bežne nazývajú ekotóny. Termín zaviedol v roku 1905 americký botanik a ekológ F. Clements.

Úlohou ekotónu je udržiavať biologickú diverzitu ekosystémov, medzi ktorými sa nachádza v dôsledku takzvaného okrajového efektu – kombinácie určitých environmentálnych faktorov, ktoré sú vlastné rôznym ekosystémom. To vytvára skvelé podmienky pre život a následne aj ekologické niky. V tomto ohľade môžu v ekotóne existovať druhy z rôznych ekosystémov, ako aj vysoko špecifické druhy. Príkladom takejto zóny je ústie rieky s pobrežnými vodnými rastlinami.

Časové hranice ekosystémov

Príroda sa mení pod vplyvom rôznych faktorov. Na rovnakom mieste sa v priebehu času môžu vyvinúť rôzne ekosystémy. Časové obdobie, počas ktorého k zmene dôjde, môže byť dlhé aj relatívne krátke (1-2 roky). Trvanie existencie určitého ekosystému je určené takzvanou sukcesiou, tj pravidelným a dôsledným nahrádzaním niektorých spoločenstiev inými v určitej oblasti územia v dôsledku vnútorných faktorov v krajine. vývoj biogeocenózy.

Ekosystém je biologický systém, ktorý pozostáva zo súboru živých organizmov, ich biotopu, ako aj zo systému spojení, ktoré si medzi sebou vymieňajú energiu. V súčasnosti je tento pojem hlavným pojmom ekológia.

Štruktúra

sa skúmajú relatívne nedávno. Vedci v ňom rozlišujú dve hlavné zložky – biotické a abiotické. Prvý sa delí na heterotrofné (zahŕňa organizmy, ktoré prijímajú energiu v dôsledku oxidácie organickej hmoty - konzumentov a rozkladačov) a prijímajú primárnu energiu na fotosyntézu a chemosyntézu, t.j. producentov).

Jediným a najdôležitejším zdrojom energie potrebnej pre existenciu celého ekosystému sú producenti, ktorí absorbujú energiu slnka, teplo a chemické väzby. Preto sú autotrofy predstaviteľmi prvého z celého ekosystému. Druhú, tretiu a štvrtú úroveň tvoria spotrebitelia. Uzatvárajú sa reduktormi schopnými premeniť neživé organické látky na abiotickú zložku.

Vlastnosti ekosystému, o ktorých si môžete v krátkosti prečítať v tomto článku, naznačujú možnosť prirodzeného vývoja a obnovy.

Hlavné zložky ekosystému

Štruktúra a vlastnosti ekosystému sú hlavné pojmy, ktorými sa ekológia zaoberá. Je obvyklé zdôrazniť nasledujúce ukazovatele:

Klimatický režim, teplota okolia, ako aj vlhkosť a svetelné podmienky;

Organické látky, ktoré viažu abiotickú a biotickú zložku v kolobehu látok;

Anorganické zlúčeniny zahrnuté v energetickom cykle;

Výrobcovia sú organizmy, ktoré vytvárajú primárne produkty;

Fagotrofy - heterotrofy, ktoré sa živia inými organizmami alebo veľkými časticami organickej hmoty;

Saprotrofy sú heterotrofy schopné ničiť odumretú organickú hmotu, mineralizovať ju a vracať do kolobehu.

Súhrn posledných troch zložiek tvorí biomasu ekosystému.

Ekosystém, vlastnosti a vlastnosti, ktoré sa študujú v ekológii, fungujú vďaka blokom organizmov:

1. Saprofágy – živia sa odumretou organickou hmotou.
2. Biofágy – jedia iné živé organizmy.

Udržateľnosť ekosystému a biodiverzita

Vlastnosti ekosystému súvisia s rozmanitosťou druhov, ktoré v ňom žijú. Čím väčšia je biodiverzita a komplexnosť, tým väčšia je odolnosť ekosystému.

Biodiverzita je veľmi dôležitá, pretože umožňuje vytvárať veľké množstvo spoločenstiev, ktoré sa líšia formou, štruktúrou a funkciou, a poskytuje skutočnú príležitosť na ich formovanie. Preto čím vyššia je biodiverzita, tým viac spoločenstiev môže žiť a tým viac biogeochemických reakcií môže prebiehať pri zabezpečení komplexnej existencie biosféry.

Sú nasledujúce tvrdenia o vlastnostiach ekosystému správne? Tento koncept sa vyznačuje integritou, stabilitou, samoreguláciou a samoreprodukovateľnosťou. Mnoho vedeckých experimentov a pozorovaní dáva na túto otázku kladnú odpoveď.

Produktivita ekosystému

Počas štúdia produktivity boli predložené koncepty ako biomasa a stojaté plodiny. Druhý pojem definuje hmotnosť všetkých organizmov žijúcich na jednotkovej ploche vody alebo pôdy. Ale biomasa je tiež hmotnosť týchto telies, ale z hľadiska energie alebo suchej organickej hmoty.

Biomasa zahŕňa celé telá (vrátane odumretých tkanív zvierat a rastlín). Biomasa sa stáva nekromasou až vtedy, keď odumrie celý organizmus.

Komunity sú tvorbou biomasy výrobcami, bez výnimky, energie, ktorú možno minúť na dýchanie na jednotku plochy za jednotku času.

Rozdeľte hrubú a čistú primárnu produkciu. Rozdiel medzi nimi je cena dýchania.

Čistá produktivita komunity je miera akumulácie organickej hmoty, ktorú nespotrebúvajú heterotrofy a v dôsledku toho rozkladači. Je zvykom počítať na rok alebo vegetačné obdobie.

Sekundárna produktivita komunity je miera, ktorou spotrebitelia akumulujú energiu. Čím viac spotrebiteľov je v ekosystéme, tým viac energie sa spracuje.

Samoregulácia

K vlastnostiam ekosystému patrí aj samoregulácia, ktorej účinnosť je regulovaná rôznorodosťou obyvateľov a potravnými vzťahmi medzi nimi. Keď sa počet jedného z primárnych konzumentov zníži, predátori prechádzajú k iným druhom, ktoré boli pre nich skôr druhoradé.

Dlhé reťazce sa môžu pretínať, čím vzniká možnosť rôznych potravných vzťahov v závislosti od počtu koristi alebo výnosu rastliny. V najpriaznivejších časoch je možné počet druhov obnoviť - tým sa normalizujú vzťahy v biogenocenóze.

Neprimerané ľudské zásahy do ekosystému môžu mať negatívne dôsledky. Dvanásť párov králikov privezených do Austrálie za štyridsať rokov sa rozmnožilo na niekoľko stoviek miliónov jedincov. Stalo sa tak v dôsledku nedostatočného počtu predátorov, ktorí sa nimi živia. Výsledkom je, že chlpaté zvieratá ničia všetku vegetáciu na pevnine.

Biosféra

Biosféra je ekosystém najvyššej úrovne, ktorý spája všetky ekosystémy do jedného celku a poskytuje možnosť života na planéte Zem.

Ako študuje globálny ekosystém veda o ekológii. Je dôležité vedieť, ako sú usporiadané procesy, ktoré ovplyvňujú život všetkých organizmov ako celku.

Zloženie biosféry zahŕňa tieto zložky:

- Hydrosféra je vodná vrstva zeme. Je mobilný a preniká všade. Voda je jedinečná zlúčenina, ktorá je jedným zo základov života každého organizmu.

- Atmosféra- najľahší vzduch ohraničujúci vesmír. Vďaka nej dochádza k výmene energie s vonkajším priestorom;

- Litosféra- pevný obal Zeme pozostávajúci z vyvrelých a sedimentárnych hornín.

- Pedosféra- vrchná vrstva litosféry vrátane pôdy a procesu tvorby pôdy. Hraničí so všetkými predchádzajúcimi škrupinami a uzatvára všetky cykly energie a hmoty v biosfére.

Biosféra nie je uzavretý systém, pretože ju takmer úplne zabezpečuje slnečná energia.

umelé ekosystémy

Umelé ekosystémy sú systémy vytvorené ako výsledok ľudskej činnosti. Patria sem agrocenózy a prírodné ekonomické systémy.

Zloženie a základné vlastnosti ekosystému vytvoreného človekom sa len málo líšia od toho skutočného. Má tiež výrobcov, spotrebiteľov a rozkladačov. Existujú však rozdiely v prerozdelení hmoty a energetických tokov.

Umelé ekosystémy sa líšia od prírodných v týchto smeroch:

1. Oveľa menší počet druhov a jasná prevaha jedného alebo viacerých z nich.
2. Relatívne nízka stabilita a silná závislosť na všetkých druhoch energie (vrátane človeka).
3. Krátke potravinové reťazce v dôsledku nízkej druhovej diverzity.
4. Otvorený obeh látok v dôsledku stiahnutia produktov komunity alebo plodín ľuďmi. Prirodzené ekosystémy ho naopak do kolobehu zaraďujú čo najviac.

Vlastnosti ekosystému vytvoreného v umelom prostredí sú horšie ako vlastnosti prirodzeného prostredia. Ak nepodporíte energetické toky, tak po určitom čase sa prirodzené procesy obnovia.

lesný ekosystém

Zloženie a vlastnosti lesného ekosystému sa líšia od ostatných ekosystémov. V tomto prostredí spadne oveľa viac zrážok ako nad poľom, no väčšina z nich sa nedostane na povrch zeme a vyparí sa priamo z listov.

Ekosystém listnatých lesov je zastúpený niekoľkými stovkami druhov rastlín a niekoľkými tisíckami živočíšnych druhov.

Rastliny rastúce v lese sú skutočnými konkurentmi a bojujú o slnečné svetlo. Čím nižšia je úroveň, tým viac sa tam usadili druhy tolerantné voči tieňom.

Hlavnými konzumentmi sú zajace, hlodavce a vtáky a veľké bylinožravce. Všetky živiny, ktoré sú obsiahnuté v lete v listoch rastlín, prechádzajú na jeseň do konárov a koreňov.

K prvotným konzumentom patria aj húsenice a podkôrny hmyz. Každá potravinová úroveň je zastúpená veľkým počtom druhov. Úloha bylinožravého hmyzu je veľmi dôležitá. Sú to opeľovače a slúžia ako zdroj potravy pre ďalšiu úroveň v potravinovom reťazci.

sladkovodný ekosystém

V pobrežnej zóne nádrže sú vytvorené najpriaznivejšie podmienky pre život živých organizmov. Práve tu sa voda najlepšie zohrieva a obsahuje najviac kyslíka. A práve tu žije veľké množstvo rastlín, hmyzu a drobných živočíchov.

Systém potravných vzťahov v sladkej vode je veľmi zložitý. Vyššie rastliny konzumujú bylinožravé ryby, mäkkýše a larvy hmyzu. Tie sú zase zdrojom potravy pre kôrovce, ryby a obojživelníky. Dravé ryby sa živia menšími druhmi. Potravu tu nachádzajú aj cicavce.

Zvyšky organickej hmoty však padajú na dno nádrže. Vyvíjajú sa na nich baktérie, ktoré požierajú prvoky a filtračné mušle.

Termín " ekosystému“ prvýkrát navrhol anglický ekológ

A. Tensley v roku 1935. Ale myšlienka samotného ekosystému vznikla oveľa skôr. Zmienka o jednote organizmov a životného prostredia je už v najstarších prácach. Predtým, ako uvedieme definíciu ekosystému, uveďme pojem samotného slova „systém“.

systém- je to skutočný alebo mysliteľný objekt, ktorého integrálne vlastnosti môžu byť reprezentované ako výsledok interakcie jeho základných častí. Hlavnými vlastnosťami systému sú jednota, integrita a vzájomné vzťahy medzi jeho komponentmi.

Ekosystém- súbor rôznych druhov spolu žijúcich organizmov a podmienok ich existencie, ktoré sú v pravidelnom vzťahu. Ekosystém je široký pojem: lúka, les, rieka, oceán, hnijúci kmeň stromu, biologické rybníky na čistenie odpadových vôd.

Jeden typ ekosystému je biogeocenóza- ide o čisto suchozemský ekosystém, t.j. prírodný ekosystém na povrchu Zeme (rieka, lúka, les a pod.). Akákoľvek biogeocenóza je ekosystém, ale nie každý ekosystém môže byť biogeocenózou.

Biogeocenóza (ďalej len ekosystém) pozostáva z ekotop a biocenóza.Ecotop je kombináciou abiotických faktorov (pôda, voda, atmosféra, klíma atď.). Biocenóza- súbor živých organizmov (vegetácia, živočíchy, mikroorganizmy).

Hlavná vlastnosť ekosystému- prepojenie a vzájomná závislosť všetkých jeho zložiek. Šípky v diagrame ukazujú tento vzťah.

Uvažujme o vzájomnom vzťahu jeho zložiek na príklade lesného ekosystému.

Podnebie určuje vodu, vzduch, teplotné režimy pôd, druh vegetácie, rýchlosť tvorby organickej hmoty, aktivitu mikroorganizmov.

Pôda ovplyvňuje klímu; z pôdy sa do atmosféry uvoľňuje oxid uhličitý, dusík, zlúčeniny síry, metán, sírovodík a ďalšie plyny.

Vegetácia z pôdy odoberá vodu, živiny, humus; z atmosféry - oxid uhličitý, slnečná energia, uvoľňuje do atmosféry kyslík a po jeho smrti sa detritus dostáva do pôdy.

Vegetácia je potravou pre zvieratá; pôda – biotop; živočíšne odpadové produkty sa dostávajú do pôdy, pôdne mikroorganizmy ich spracovávajú na pôvodný oxid uhličitý, vodu, humus a iné minerálne zlúčeniny.

Ekosystém je holistický, fungujúci, samoregulačný systém.

Pre špecialistu nie je príroda, ale ekosystém, človek nevyrúbe les, ale ekosystém, odpad vyhadzuje nie do prostredia, ale do ekosystémov.

Na prvý pohľad sa môže zdať, že medzi rôznymi ekosystémami neexistuje spojenie, napríklad medzi lúkou, lesom a rybníkom. Ale ak sa pozriete pozorne, môžete si všimnúť nasledovné: povrchový odtok zrážok zo susednej lúky do rybníka je odplavený časticami pôdy, humusom a odumretou vegetáciou; na jeseň časť opadaného lístia z lesa nesie vietor do jazierka; kde sa rozkladá a je potravou pre niektoré vodné organizmy. V jazierku žijú larvy hmyzu, dospelí však opúšťajú vodné prostredie a usadzujú sa na lúke alebo v lese.

Veľké suchozemské ekosystémy sú tzv biómy(tundra, tajga, tropické dažďové pralesy, savany atď.). Každý bióm sa skladá z mnohých vzájomne prepojených ekosystémov.

Globálnym ekosystémom Zeme je biosféra.