Природные экосистемы земли - OXFORDST.RU

Природные экосистемы земли

Блог Ижевска

igis.ru — Ижевск

Экосистема — что это такое и какие они бывают

Термин «экосистема» впервые был применён в 1935 году Артуром Тенсли. Он был в числе первых экологов в мире. Через несколько лет работу с термином продолжил русский эколог Василий Докучаев. В 1944 году в отечественной науке более распространённым становится понятие «биогеоценоз». По сути, оба термина означают одно и то же. Единственное отличие в том, что «биогеоценоз» в большей степени затрагивает часть воды и суши, где расположены флора и фауна.

Что такое экосистема простыми словами

Экосистема (англ. ecosystem) — это система, объединяющая все живые организмы, а также их взаимодействие с природой и между собой. Она не имеет конкретного размера. Всё зависит от изучаемого объекта, например, реки, дерева, целого океана или пустыни.

В экосистеме у каждого организма есть своё место. Если речь идет о небольшом озере, здесь следует рассматривать каждое из живых существ, обитающих в нём. Начинать можно с бактерией и заканчивать животными и многоклеточными растениями. Каждый из организмов не способен существовать без ряда объектов неживой природы, имеется в виду вода, воздух и солнце.

Кроме этого, развитие организмов напрямую зависит от состава воды. При влиянии на экосистему несвойственных ей организмов, могут возникнуть катастрофические последствия. Если в экосистеме появляются новые организмы, они в любом случае влияют на природный баланс. Например, после того, как в Австралию завезли лисиц, собак и кошек, некоторые сумчатые животные были полностью истреблены.

Обитатели каждой из экосистем тесно связаны друг с другом. Если один из видов обитателей пропадёт, значительные изменения произойдут во всей системе. Когда животным недостаточно света, воздуха или воды, они начинают вымирать. Большее количество животных не может нормально существовать без растений, а некоторые организмы не могут существовать без животных.

Функционирует система по одному механизму. Каждая её часть зависит от другой. Кроме этого, работают они одновременно. Чтобы природный баланс был соблюден, главная задача человека состоит в том, чтобы оберегать все живые существа. Последствием разрушения экологических систем являются природные катаклизмы, которые иногда наносят неоценимый вред человечеству.

Примечание
В последнее время модно стало называть экосистемой крупную корпорацию, сочетающую в себе разные виды услуг. Например, в России такой можно выделить экосистему Сбербанк. В неё входят:

  • Банк;
  • Доставка еды;
  • Мобильная связь;
  • Образование;
  • Обучение;
  • Недвижимость;
  • Услуги для бизнеса;
  • И прочее;

Экосистемы по видам

Экосистемы могут иметь разный размер, так как они существуют на больших и малых пространствах. Такая система может существовать даже под отдельно лежачим камнем. Экологические системы, это большие площади, такие как степи, леса и пустыни. В теории, Землю можно воспринимать как одну большую экосистему, которая является домом для всего живого.

Говоря о масштабе, системы бывают следующими:

  • биомы. Это большая экологическая система или их совокупность. Данный термин подходит для описания больших тропических лесов, где проживают миллионы видов животных. Также это может быть объект неживой природы, например, озеро;
  • микросистема. Небольшие системы, например, отдельные деревья или водоёмы;
  • мезоэкосистема. Экологическая система, охватывающая большую территорию.

Ни у одной из экосистем нет четких границ. Разделением для них может послужить так называемый «барьер», например, река, пустыня или архипелаг. Из-за отсутствия четких границ, экологические системы тесно взаимодействуют между собой. Поэтому, в одном озере может находиться несколько более мелких экосистем. Они имеют свои индивидуальные характеристики. Такие объединения систем называют «экотонами».

В зависимости от типа возникновения, экосистемы бывают:

  • искусственными. Они создаются человеком. Например, это огород или сад;
  • естественные. Созданные природой. Сюда относятся моря, океаны, леса и озёра.

Основные типы систем

Экосистемы можно разделить на наземные и водные. Все остальные распределяются по этим двум группам. Наземные экосистемы разбросаны по всей Земле. С уникальной экосистемой можно встретиться в любом уголке мира, например, как в Австралии. Здесь можно встретиться с животными и растениями, которых нет на других континентах.

Лесные экосистемы

В лесах проживает огромное количество животных и организмов, именно здесь наблюдается один из самых высоких процентов заселенности. Но, если произойдут какие-либо даже незначительные изменения, это может оказать влияние на естественный баланс и изменить его. В такой местности сосредоточено большое количество представителей растительного и животного мира.

Лесные системы экологи делят на:

  • тайгу. Находится возле тундры. Здесь можно встретить большое количество хвойных вечнозеленых деревьев. В основном, в тайге отрицательная температура, а почва слишком кислая. Здесь можно встретиться с большим количеством перелётных птиц. Животные и насекомые также проявляют большую активность;
  • тропические дождевые леса. Каждый год здесь выпадает огромное количество осадков. Основной признак тропического леса, это большое количество высоких деревьев и густая растительность. В подобных местах проживают миллионы живых организмов. Также именно здесь можно встретить редких животных и птиц;
  • широколиственные леса. Их можно отыскать в местах с умеренной влажностью, где каждый год выпадает необходимое для поддержания жизни местных организмов и животных количество осадков. Местные деревья зимой остаются без листьев, но в весеннее время лес вновь становится зелёным;
  • тропические лиственные леса. Здесь находится большое количество видов тропических деревьев, а также кустарников. С лиственными тропиками можно встретиться практически в любом уголке планеты. Здесь проживают разные виды животных и растут редкие растения;
  • вечнозелёные умеренные леса. Деревьев здесь не так много, как в тропиках. Практически половина из здешних растений, это вечнозелёные виды.

С данной разновидностью экосистем можно встретиться практически в любом уголке мира. В основном, здесь произрастают деревья, кустарники и травы. Также нередко можно встретить пасущихся животных. Здесь обитают растительноядные и насекомоядные виды. Луга можно разделить на три экологические системы:

  • степные луга. Здесь преобладают растения небольшой высоты. В большинстве случаев, степь расположена возле пустыни. Деревья встречаются крайне редко, и только возле ручья или реки. Большая часть местных жителей, это маленькие зверьки;
  • саванны. Это тропические луга с наличием засушливого сезона. Здесь растут деревья и кустарники. Именно они являются основным источником пищи для травоядных животных. Но, им стоит быть осторожными, так как на них постоянно охотятся хищники;
  • прерии. Это умеренные травяные луга, где практически отсутствуют деревья и кустарники. Осадков выпадает крайне мало, поэтому местный климат засушливый.

Горные экосистемы

Может показаться, что в горной местности можно встретиться с небольшим количеством растений и животных, но это не так. Данное мнение возникает из-за небольшого размера местных растений, которые сложно заметить. На вершинах гор практически всегда суровый климат, поэтому здесь можно встретить только альпийские растения. Местным животным не обойтись без толстой шкуры, которая защищает их от холода. На склонах гор часто растут хвойные деревья.

Морские экосистемы

Морские системы самые крупные, так как они занимают примерно 70% от всей территории Земли. Именно здесь сосредоточен практически весь водный запас планеты. В морской воде находится огромное количество минералов и солей. Данную систему можно разделить на:

  • гидротермальные жерла. Здесь присутствуют хемосинтезирующие бактерии, которые являются кормовой базой для других существ;
  • океаническая. Часть океанов, находящиеся на шельфе континентов;
  • солончаки;
  • профундальная часть. Эта система страдает от недостатка солнечного света из-за большой глубины;
  • области кораллов;
  • бентальная часть. Является местом проживания донных живых организмов;
  • зона приливов;
  • зона лиманов.

В морской экосистеме проживает огромное количество организмов, которые нельзя встретить в других местах, например, кораллы и разные виды водорослей.

Пресноводные экосистемы

Пресноводная система занимает небольшую часть Земли. Здесь сосредоточено лишь 0.009% воды от всего её количество. Эта экосистема делится на три разновидности:

  • болотная. Почва здесь практически всегда затоплена;
  • стоячая. Внутри этой системы никогда не бывает течения. Сюда можно отнести озера, бассейны и пруды;
  • проточная. В данном случае, воды движутся быстро, например, как в реках и ручьях.

Пресноводная экосистема является жильём для 40% видов рыб, земноводных организмов, а также рептилий. Проточные экосистемы отличаются высоким уровнем кислорода. Благодаря этому многие животные и растения чувствуют себя здесь максимально комфортно. Если сравнивать со стоячими водами, здесь проживает гораздо большее количество животных и организмов.

Признаки и свойства

Главные свойства экосистем в зависимости от разновидностей, это:

  • сложные системы. Абиотические и биотические структуры и компоненты, которые постоянно взаимодействуют между собой. Сложность системы в данном случае зависит от количества взаимодействий животных с окружающей средой;
  • открытые. Зависят от притоков энергии. Здесь постоянно происходит обмен живыми организмами;
  • динамичные. Зависят от конкретных внутренних и внешних факторов.

К существенным признакам антропогенной или природной экосистемы относят:

  • живые организмы. Являются частью пищевой цепи. В зависимости от того, как питается отдельный вид, он является производителем, потребителем или разрушителем;
  • наличие круговорота веществ. Имеются ввиду отдельные химические элементы и вода. Это говорит о том, что большая часть из них постоянно используется.

Уровни системы

Каждая из экологических систем объединяет в себе ряд функциональных групп организмов, а именно:

  • деструкторы. Данная группа объединяет в себе все микроорганизмы. Они разлагают, а после, минерализуют останки консументов и продуцентов, то есть их органы или испражнения;
  • первичные продуценты. Служат для производства органических веществ из неорганических. Для этого они используют химическую энергию и солнечный свет. В основном, это зелёные растения, археи и автотрофные бактерии, способные к фотосинтезу;
  • консументы, которые поедают деструкторов, продуцентов или других консументов. Сюда относятся люди и животные. Источником химической энергии здесь являются их останки, то есть волосы, испражнения, шерсть и др.

Влияние человека на экосистему

Последствия негативного влияния человека на экосистему можно разделить на несколько видов:

  • последствия, связанные с использованием ядерной энергии. Один из примеров, Чернобыльская катастрофа;
  • влияние на естественность биологического равновесия. Например, если в систему водятся не характерные ей организмы, это провоцирует исчезновение местных видов;
  • добыча песка, природного гравия и камня. На фоне этого происходит изменение состава водоёмов и почвы. Также образуются отходы. Всё это разрушает место обитания животных;
  • преобразование ландшафта. Сюда можно отнести вырубку лесов для получения древесины или с целью освобождения места под строительство;
  • загрязнение воздуха. В первую очередь, речь идёт о разрушение озонового слоя на фоне выбросов углекислого газа;
  • браконьерство, которое приводит к вымиранию разных видов животных.

Заключение

Поскольку вредное влияние человека на экосистему лишь прогрессирует, всё больше учёных начинает обращать внимание на последствия происходящего. Если экосистемы придётся восстанавливать искусственным путём, на это придется тратить гораздо больше ресурсов, если сравнивать с поддержкой её естественного функционирования. Чем существеннее человек влияет на разные виды экосистем, тем сильнее страдает сам от последствий такого вмешательства.

Экосистема и ее факторы

Экосистема (греч. oikos — жилище) — единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.

Вы можете встретить синоним понятия экосистема — биогеоценоз (греч. bios — жизнь + geo — земля + koinos — общий). Следует разделять биогеоценоз и биоценоз. В понятие биоценоз не входит компонент окружающей среды, биоценоз — совокупность исключительно живых организмов со связями между ними.

Совокупность биогеоценозов образует живую оболочку Земли — биосферу.

Продуценты, консументы и редуценты

Организмы, населяющие биогеоценоз, по своим функциям разделены на:

    Продуцентов
Читайте также  Как можно перерабатывать мусор?

Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические вещества, потребляемые животными.

Животные — потребители готового органического вещества. Встречаются консументы I порядка — растительноядные организмы, консументы II, III и т.д. порядка — хищники.

Это сапротрофы (греч. sapros — гнилой + trophos — питание) — грибы и бактерии, а также некоторые растения, которые разлагают останки мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ, они преобразуют накопленные организмами органические вещества в неорганические.

Продуценты, консументы и редуценты образуют в экосистеме так называемые трофические уровни (греч. trophos — питание), которые тесно взаимосвязаны между собой переносом питательных веществ и энергии — процессом, который необходим для круговорота веществ, рождения новой жизни.

Пищевые цепи

Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.

Трофические цепи бывают двух типов:

  • Пастбищные — начинаются с продуцентов (растений), производителей органического вещества
  • Детритные (лат. detritus — истертый) — начинаются с органических веществ отмерших растений и животных

В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем, что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.

Экосистемы обладают важным свойством — устойчивостью, которая противостоит колебаниям внешних факторов среды и помогает сохранить экосистему и ее отдельные компоненты. Устойчивость экосистемы обусловлена:

  • Большим разнообразием обитающих видов
  • Длинными пищевыми цепочками
  • Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
  • Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)

Экологическая пирамида

Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы (пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей с повышением трофического уровня.

Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.

Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и 10000 кг фитопланктона.

Агроценоз

Агроценоз — искусственно созданный биоценоз. Между агроценозом и биоценозом существует ряд важных отличий. Агроценоз характеризуется:

  • Преобладает искусственный отбор — выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами
  • Источник энергии — солнце (открытая система)
  • Круговорот веществ — незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая)
  • Видовой состав — скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи)
  • Устойчивость экосистемы — снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные
  • Биомассы на единицу площади — мало

Биоценоз характеризуется:

  • Преобладает естественный отбор — выживают наиболее приспособленные особи
  • Источник энергии — солнце (открытая система)
  • Круговорот веществ — замкнутый
  • Видовой состав — разнообразный, тысячи видов
  • Устойчивость экосистемы — высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные
  • Биомассы на единицу площади — много

Факторы экосистемы

Любой организм в экосистеме находится под влиянием определенных факторов, называемых экологическими факторами. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

    Абиотические (греч. α — отрицание + βίος — жизнь)

К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы. Существуют физические — климат, рельеф, химические — состав воды, почвы, воздуха. В понятие климата можно включить такие важные факторы как освещенность, температура, влажность.

К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).

К антропогенным факторам относится влияние человека на окружающую среду в процессе хозяйственной и другой деятельности. Человек «разумный» (Homo «sapiens») вырубает леса, осушает болота, распахивает земли — уничтожает дом для сотен видов животных.

В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились «озоновые дыры», ускорилось глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.

За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ, растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого организма вырабатывается своя адаптация.

Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.

Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность человека играет решающий фактор в исчезновении видов.

Закон оптимума

Если фактор оказывает на жизнедеятельность организма благоприятное влияние (отлично подходит для животного/растения), то про фактор говорят — оптимальный, значение фактора в зоне оптимума. Зона оптимума — диапазон действия фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности.

За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума, то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.

Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим (лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор, который более всего отклоняется от своего оптимального значения.

Метафорически представить этот закон можно с помощью «бочки Либиха». Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора сводит на нет благоприятность остальных факторов.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Основные экосистемы Земли и их особенности — Аюрведа Плюс. Магазин аюрведических товаров.

Основные экосистемы Земли и их особенности

Вся область распространения жизни на Земле состоит из нескольких основных наземных экосистем (биомов) — пустынных, травянистых и лесных, а также водных (озер, рек и океанов). Каждой экосистеме присущи типичные сообщества растений и животных, а также редуцентов, приспособленных к определенным условиям окружающей среды, главным образом к климатическим особенностям.

При классификации наземных экосистем принято использовать признаки растительных сообществ и климатические признаки, например, лес хвойный, лес тропический, холодная пустыня и т. п.

Пустыня — это территория, где испарение превышает количество осадков, причем их уровень составляет менее 250 мм/г. В таких условиях произрастает скудная, разреженная и обычно низкорослая растительность. Преобладание ясной погоды и разреженная растительность способствуют быстрой потере теплоты ночью, накопленной почвой днем. Для пустыней характерно значительное различие между дневной и ночной температурами. Пустынные экосистемы занимают около 16% поверхности суши и расположены практически во всех широтах Земли.

Тропические пустыни. Это такие пустыни, как Южная Сахара, которые составляют около 20% общей площади пустынь. Температура там круглый год высокая, а количество осадков минимальное.

Пустыни умеренных широт. Такие пустыни, как пустыня Мохаве в Южной Калифорнии, отличаются высокими дневными температурами летом и низкими — зимой.

Холодные пустыни. Для них характерна очень низкая температура зимой и средняя — летом.

Растения и животные всех пустынь приспособлены улавливать и сохранять дефицитную влагу.Медленный рост растений и малое видовое разнообразие делают пустыни весьма уязвимыми. Уничтожение растительности в результате выпаса или езды вне дорог ведет к тому, что на восстановление утраченного требуются десятилетия.

Травянистые экосистемы

Тропические травянистые экосистемы или саванны
Такие экосистемы характерны для районов с высокими средними температурами, двумя продолжительными сухими сезонами и обильными осадками в остальное время года. Они образуют широкие полосы по обе стороны экватора. Некоторые из этих биомов (например, равнина Серенгети в Африке) представляют собой открытое пространство, покрытое только травянистой растительностью.

Травянистые экосистемы умеренных широт
Они встречаются во внутренних районах материков, главным образом Северной и Южной Америки, Европы и Азии. Основные типы травянистых сообществ умеренного пояса: высокотравные и низкотравные прерии США и Канады, пампы Южной Америки, вельды Южной Африки и степи от Центральной Европы до Сибири. В этих экосистемах (биомах) почти постоянно дуют ветры, способствуя испарению влаги. Густая сеть корней травянистых растений обеспечивает стабильность почвы до тех пор, пока не начинается ее распашка. Изза высокого плодородия почв высокотравных прерий большая их часть была распахана и занята посевами зерновых и бобовых. В 30е годы XX в. нерациональное землепользование и периодические длительные засухи привели к сильной эрозии почв и сносу пахотного горизонта, известному как «пыльные бури».

Полярные травянистые экосистемы
Они расположены в районах, прилегающих к арктическим ледяным пустыням. Большую часть года тундры находятся под воздействием штормовых холодных ветров и покрыты снегом и льдом. Зимы здесь очень холодные и темные. Осадков немного, и выпадают они в основном в виде снега.

Люди проживают в суровых условиях тундры крайне редко, однако обнаруженные в последнее время запасы нефти и газа обусловливают интенсивное антропогенное воздействие на окружающую природную среду тундры. Медленное разложение органических веществ, малая мощность почвы, низкие темпы прироста растительности делают арктическую тундру одной из наиболее уязвимых экологических систем земного шара.

Лесные экосистемы

Влажные тропические леса. Эти леса располагаются в ряде приэкваториальных районов. Они характеризуются умеренно высокими среднегодовыми температурами, которые мало изменяются в течение суток и по сезонам, а также значительной влажностью и почти ежедневно выпадающими осадками. В таких биомах доминируют вечнозеленые деревья, сохраняющие большую часть листьев или хвои круглый год, что обеспечивает непрерывное круглогодичное протекание процессов фотосинтеза.
Так как климатические условия во влажных тропических лесах практически неизменны, влага и теплота не имеют лимитирующего значения, как в других экосистемах. Основным лимитирующим фактором становится содержание биогенов в часто бедных органическим веществом почвах.

Зрелый влажный лес имеет максимальное (из всех наземных экосистем) удельное разнообразие видов растений и животных на единицу площади. Большая часть питательных веществ в этой экосистеме сосредоточена в растительном покрове, а не в верхнем горизонте почв, как в большинстве других биомов. Кроме того, при уничтожении растительности маломощные почвы легко сносятся ливневыми дождями. Таким образом, восстановление первичного тропического леса на обширных вырубках практически невозможно.

Листопадные леса умеренных широт
Они произрастают в районах с невысокими средними температурами, значительно меняющимися по сезонам. Зимы здесь не очень суровы, летний период продолжителен, осадки выпадают равномерно в течение всего года. По сравнению с тропическими леса умеренного пояса быстро восстанавливаются после вырубки и, следовательно, более устойчивы к антропогенным нарушениям.

Читайте также  Виды досок из дерева

Северные хвойные леса. Эти леса, называемые также бореальными, или тайгой, распространены в районах субарктического климата. Зимы здесь продолжительны и засушливы, с коротким световым днем и небольшими снегопадами. Температурные условия меняются от прохладных до исключительно холодных. В тайге добывают значительную часть деловой древесины, большое значение имеет промысел пушнины.

Особенности круговорота питательных веществ в лесах разных широт. Круговорот биогенов в холодных районах и тропиках, особенно влажных, существенно различен. У первых большая часть органических веществ и доступных элементов питания постоянно находится в почве или в отложениях, а у вторых значительная часть содержится в биомассе и циркулирует в биоценозе благодаря мутуалистическим отношениям между микроорганизмами и растениями. Сравнение распределения органических веществ в лесах различных широт в пересчете на органический углерод.

При вырубке леса в умеренном или северном поясе в почве остаются биогены, сохраняется ее структура, и на освобожденной площади многие годы молено получать урожай однолетних культур, проводя вспашку и внося неорганические удобрения. Низкие зимние температуры способствуют удержанию элементов питания в почве и уничтожению «вредителей» и «паразитов».
Напротив, влажные тропические леса после вырубки теряют способность удерживать питательные вещества и поддерживать их циркуляцию в экосистеме, изначально обеспечивавшей «прямой круговорот» от растения к растению, в значительной степени минуя почву.

Водные экосистемы

Тип и количество организмов в водных экосистемах определяются соленостью, глубиной проникновения солнечных лучей, концентрацией растворенного кислорода, доступностью биогенов и температурой. Интенсивность потока солнечного света, необходимого для фотосинтеза, зависит от глубины водоема, следовательно, обилие растительных организмов также меняется с глубиной. В отличие от наземных экосистем в водных экосистемах организмы, нуждающиеся в кислороде, обитают преимущественно вблизи поверхности воды.

Наибольшей продуктивностью отличаются прибрежные водные экосистемы в связи с поступлением помимо потока биогенов из донных отложений также дополнительного потока, приходящего со стоком с суши. В глубоководных районах продуктивность растительных организмов ограничена недостатком биогенов, концентрирующихся на дне.

Биоценоз водной экосистемы

Водные экологические системы имеют ряд принципиальных отличий от наземных, наиболее значимые из них следующие:

  • Во-первых, продуценты наземных экосистем — растения — неразрывно связаны корневой системой с биогенным фондом, формирующимся в результате жизнедеятельности растений. Продуценты водных экосистем — водоросли — разобщены с основным биогенным фондом, формирующимся около дна, будь то океан, озеро, водохранилище или пруд. В освещенном слое, составляющем при самой высокой прозрачности не более нескольких десятков метров, недостаточно биогенных солей и прежде всего фосфатов, что служит лимитирующим фактором развития живых организмов;
  • Во-вторых, в наземных экосистемах растения — важнейший компонент питания многих животных, в результате чего распространение последних связано с растительными сообществами.

В морской среде животные (консументы) и поля фитопланктона (п р одуценты) разобщены. В большинстве водных биоценозов нет прямого контакта животных с живой растительностью, сосредоточенной в тонком приповерхностном слое. Масса животных живет ниже массы растений, используя продукты деструкции растительных организмов.

Таким образом, в жизни водных биоценозов важнейшую роль играет группа редуцентов, которые, минерализуя эти останки, делают их доступными для автотрофных растений. С глубиной количество пищи уменьшается. По способу перемещения водные организмы делят прежде всего на планктон, бентос и нектон.

По характеру вертикального распределения в грунте среди животных бентоса выделяют эпифауну — организмы, прикрепленные к грунту или передвигающиеся по нему, и инфауну — организмы, живущие в толще грунта. Животные бентоса (дна) живут на глубинах до нескольких тысяч метров. Многие виды, живущие на глубинах до 250 м, представляют собой большую хозяйственную ценность для человека; это мидии, устрицы, лангусты, омары.

Что такое экосистема — ее типы, структура, компоненты и влияние человека на экосистемы

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Сегодня речь пойдет о природных сообществах, которые все вместе образуют биосферу (что это такое?).

Каждый живущий организм связан с внешней средой потоками вещества и энергиями, проходящими через его тело. Кроме этого, он взаимодействует с другими организмами, его окружающими.

Для того чтобы лучше изучить эти взаимодействия биосферу разбили на так называемые экосистемы, о которых мы сегодня и поговорим.

Экосистема — это.

Понятие «экосистема» (аббревиатура словосочетания «экологическая система») вошло в научную литературу с подачи английского ботаника А.Тенсли в 30-е годы прошлого столетия.

Под этим термином понимается биологическая система, которая состоит из совокупности живых организмов и природной среды их обитания. Эти два компонента находятся в постоянном взаимодействии, обмениваясь питательными веществами и энергией.

Экосистема не имеет чётко выраженных размеров и границ. Чаще всего её конуры определяются чисто географическими барьерами (моря, леса, пустыни, горы и т.д.). Экосистема может быть безбрежной, как океан, или совсем маленькой, как пенёк или лужица.

Размытость границ даёт основания утверждать, что по большому счёту наша планета – это одна огромная экосистема.

В ней есть всё необходимое для поддержания жизни её обитателей, и лишь свет поступает из космоса. Совокупность всех экосистем составляет биосферу Земли.

Типы экосистем

Экосистемы можно классифицировать по разным признакам. Если исходить из пространственного масштаба, то это:

  1. элементарные (низшего уровня) – дерево, пруд, муравейник;
  2. локальные (среднего уровня) – лес, река, озеро;
  3. зональные (высшего уровня) – океан, материк, тайга, джунгли и т.п.

По природному происхождению экосистемы делятся на:

  1. естественные (природные) – в них биологический круговорот протекает без участия человека;
  2. искусственные (антропогенные) – созданные или изменённые человеком для удовлетворения своих потребностей (пашня, водохранилище, полигон и т.д.).

В зависимости от источника жизнеобеспечения экосистемы бывают:

  1. автотрофные – обеспечивающие свои энергетические потребности самостоятельно за счёт использования солнечного света. Подавляющее большинство экосистем относится именно к этому типу;
  2. гетеротрофные – получающие энергию из органических соединений, накопленных в автотрофных системах. Они могут быть природными (морское глубоководье, глубокие пещеры) или автотрофными (фермы, очистные сооружения).

Все вышеперечисленные экосистемы входят в одну из двух категорий: наземную или водную. К первой относятся леса, степи, пустыни и т.д., ко второй – моря, реки, озёра, болота и т.д.

Структура и компоненты экосистемы

Экологическая система – это функциональная единица, в состав которой входят живые организмы (биоценоз) и неживая (абиотическая) окружающая среда. Эти компоненты находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, образуя устойчивую структуру.

Таким образом, любая экосистема находится под влиянием биотических и абиотических факторов. Но не только.

На дикую природу огромное влияние оказывает хозяйственная деятельность человека (к сожалению, далеко не всегда положительное). Поэтому стоит добавить ещё один фактор – антропогенный.

Биотические компоненты – это растения, животные и микроорганизмы, которые можно разделить на 3 основные группы.

  1. Продуценты – организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических веществ с использованием солнечной энергии. К ним относится практически вся зелёная растительность планеты.
  2. Консументы – они питаются уже готовой органикой, произведённой продуцентами. Это в основном животные (травоядные, плотоядные и всеядные).
  3. Редуценты (что это такое?) – к ним относятся бактерии и грибы, которые разлагают органические вещества растений и животных для собственного питания, а затем выбрасывают их в окружающую среду.

Образно выражаясь, живые организмы экосистемы выступают в трёх ипостасях: «кормильцы, «едоки» и «мусорщики».

Абиотические компоненты – это факторы внешней среды, оказывающие влияние на поведение, взаимодействие и распределение живых организмов. Они представлены тремя типами:

  1. климатические (свет, дождь, влажность, температура и др.);
  2. физические (электромагнитное поле, радиация, шум и др.);
  3. химические (минерализация почвы, состав воды или воздуха и др.).

Антропогенные факторы проявляются в преобразовании природы человеком. Деятельность людей так или иначе сказывается на состоянии окружающей среды, а следовательно, и на условиях жизни её обитателей.

С ростом населения Земли и развитием цивилизации (что это такое?) влияние человечества на глобальную экосистему становится всё более существенным.

Все вышеперечисленные компоненты тесно взаимосвязаны между собой, поэтому изменение хотя бы одного из них нарушает исторически сложившийся баланс любой экосистемы.

Если эти изменения критичны (например, перемена климата, наводнение, радиоактивное заражение местности), последствия оказываются катастрофическими. Вспомните ледниковый период, всемирный потоп, извержение Везувия, Чернобыль.

До сих пор матушка-земля находила силы для восстановления после глобальных потрясений. Но ведь всему есть предел…

Экосистема и человек

Переделывая природу, чтобы приспособить её к своим постоянно растущим потребностям, люди изменяют среду обитания животных и растений, влияя таким образом на их существование. При этом воздействие может быть как прямым, так и косвенным.

Прямое воздействие касается непосредственно живых организмов. Например, браконьерство, уничтожение зон обитания растений и животных (вырубка лесов, осушение болот). Защитники природы не зря бьют тревогу по этому поводу и требуют усилить борьбу с разрушителями флоры и фауны.

Косвенное воздействие происходит путём опосредованного изменения условий окружающей среды (распашка земель, строительство плотин, вредные выбросы в атмосферу). Оно не так заметно, так как последствия проявляются не сразу, а постепенно.

Справедливо и то, что многие виды растений и животных исчезают и без вмешательства человека. Это естественный эволюционный процесс. Но в природе он идёт медленно, а уходящие виды уступают дорогу новым, более совершенным популяциям.

Человек же своей деятельностью (часто непродуманной и недальновидной) многократно ускорил темпы вымирания, и теперь приходится принимать экстренные меры для спасения отдельных экземпляров дикой природы (создание заповедников, занесение в «Красную книгу» и т.п.).

Известна фраза И.В.Мичурина:

Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у неё – наша задача.

К сожалению, эта задача часто толкуется превратно либо решается без должной ответственности перед грядущим поколением. Есть над чем задуматься.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (3)

Сейчас если и есть где-то естественная экосистема, то существует она лишь потому, что человек туда ещё не добрался, например, в глубинах океанов. Идет вырубка лесов, строительство, животные вынуждены покидать свой ареал обитания. Если так и дальше дело пойдет, то мы в итоге уничтожим самих себя.

Хм, а я не согласна с Мичуриным. На мой взгляд, не нужно ничего брать от природы. Природа будет более здоровой и счастливой, если в неё не вмешиваться. Человек, своими грязными ручищами, только все портит.

Я бы с Вами согласился, если бы людей было несколько миллионов на планете и всем хватало бы пропитания без вмешательства в природу. А так Ваши рассуждения — это банальный штамп и желание покрасоваться, при этом кушая купленные в магазине продукты (результаты деятельности Мичурина и ему подобных).

ПРИРОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ ЗЕМЛИ

Классификация природных экосистем биосферы основывается на ландшафтном подходе, т.к. экосистемы — неотъемлемая часть природных географических ландшафтов. Ландшафтом называют природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (верхние горизонты литосферы, рельеф, климат, воды, почвы, биота) образуют однородную по условиям развития единую систему.

По признаку происхождения выделяют два основных типа ландшафтов — природный и антропогенный. Природный ландшафт формируется исключительно под влиянием природных факторов и не преобразован хозяйственной деятельностью человека. Иногда под природным ландшафтом подразумевают т.н. геохимический природный ландшафт, т.е. участок, выделенный на основе единства состава и количества химических элементов и соединений. Однако чаще природным ландшафтом называют элементарный ландшафт, т.е. участок, сложенный определенными породами, находящимися на одном элементе рельефа, в равных условиях залегания грунтовых вод, с одинаковым характером растительных сообществ и одним типом почв.

Читайте также  Утилизация ультрафиолетовых ламп

Сегодня значительную площадь суши занимают т.н. антропогенные ландшафты, к которым относятся:

агрокультурный (сельскохозяйственный) ландшафт, растительность которого заменена посевами и посадками сельскохозяйственных и садовых культур;

техногенный ландшафт, структура которого обусловлена техногенной деятельностью человека, связанной с использованием мощных технических средств (нарушение земель, загрязнение промышленными выбросами и т.п.); сюда же относится индустриальный ландшафт, образующийся в результате воздействия на среду крупных промышленных комплексов;

городской (урбанистический) ландшафт с постройками, улицами и парками.

Главным источником энергии для ландшафтной оболочки Земли, как и для биосферы, является солнечное излучение. Применительно к биосфере, как мы знаем, энергия солнечного излучения обеспечивает протекание биогеохимических циклов и фотосинтеза — источника первичной продукции. Но энергия Солнца, расходующаяся на обеспечение этой продуктивности, составляет лишь около 3% всей солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Остальная солнечная энергия в основном расходуется на абиотическую среду. Но абиотические факторы вместе с биотическими определяют эволюционное развитие организмов и гомеостаз экосистемы. В свою очередь, растительный и животный мир активно влияют на окружающую среду, создавая определенный микроклимат. Все это свидетельствует о том, что живая природа существует в неразрывной связи со всем ландшафтом, о чем мы говорили и выше, отмечая, что биоценоз существует в единстве со своим биотопом, образуя экосистему.

Продуктивность различных типов экосистем неодинакова, и занимают они различные по величине территории. Различия в продуктивности связаны с климатической зональностью, характером среды обитания (суша, вода) и т.д. Крупные природные экосистемы, связанные с конкретным ландшафтом, классифицируются на основе т.н. биомного подхода. По определению Ю.Одума, биом — это крупная региональная или субконтинентальная экосистема, характеризующаяся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта. Таким образом, биом — это экосистема, границы которой совпадают с границами регионального ландшафта.

Климаксное состояние экосистемы является результатом ее длительной сукцессии в данных климатических условиях. Как известно, для Земли характерна климатическая зональность, а отсюда следует и зональность наземных экосистем, климаксная стадия которых будет определяться конкретными климатическими факторами соответствующей зоны. Кроме горизонтальной зональности климата в масштабах всего земного шара имеет место также и вертикальная (высотная) зональность в горных системах. У подножия горных систем климат соответствует данной географической зональности, но с подъемом в горы климатические пояса меняются, как при движении в северном направлении.

Кратко рассмотрим некоторые основные типы биомов. Тундры характеризуются суровыми условиями для произрастания растительности. Вегетационный период длится 2 — 2,5 месяца, годовая норма осадков составляет всего 200 — 300 мм, сильные ветры, температура даже летом по ночам падает ниже 0°C, летом верхняя граница вечной мерзлоты проходит в нескольких десятках см под поверхностью почвенного слоя, зимой и этот слой промерзает полностью. Но практически круглосуточная освещенность во время полярного дня и низкая испаряемость значительно снижают лимитирующее действие света и влажности.

В тундре отсутствуют деревья; флора представлена в основном мхами и лишайниками. Произрастают многолетние кустарники типа брусники и карликовые растения с опадающими листьями (черника, карликовая береза и др.). Продуктивность экосистем тундры весьма мала, но с учетом продуктивности океана достаточна, чтобы обеспечить кормом перелетных птиц, насекомых, северных оленей, овцебыков, медведей, волков, песцов и др.

Бореальные хвойные леса (тайга) — это хвойные леса северной части умеренного пояса северного полушария с суровыми зимними температурами. Таежные сообщества представлены елью, сибирским кедром, лиственницей, пихтой и сосной. Строение таежных сообществ довольно простое — два-три древесных яруса, а также моховой и травянисто-кустарниковый ярусы. Затенение значительно, лесная подстилка разлагается медленно.

Таежные леса отличаются особым микроклиматом: ветров нет, температура несколько выше, чем на открытом месте, много снега зимой, что помогает выживать животным. Крупные животные представлены медведями, волками, лосями. Большое значение в таежных лесах имеют семенной фонд и хвоя: семенами питаются птицы, белки, бурундуки и другие мелкие грызуны, а хвоей — насекомые.

Хвойные леса — самые крупные в мире поставщики лесоматериалов. Они весьма продуктивны несмотря на низкую температуру в течение более чем полугода, т.к. сплошной зеленый покров, содержащий хлорофилл, сохраняется круглый год.

Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса) расположены южнее тайги и, в отличие от нее, не имеют сплошного распространения. Произрастают они в условиях более мягкого климата, с годовой нормой осадков от 700 до 1500 мм и четко выраженными сезонами. Среди древесной флоры доминируют дуб и бук. Благодаря листопаду формируется мощная лесная подстилка, обеспечивающая зимовку многим беспозвоночным животным.

Ярусная структура широколиственных лесов значительно сложнее, чем у хвойных: до трех ярусов деревьев, два яруса кустарников и два — три яруса трав. Раскидистая крона, дуплистость деревьев и хорошо выраженная ярусность широколиственных лесов позволяют птицам занимать свои экологические ниши на различных уровнях.

Среди многочисленных насекомых имеются и вредители, наносящие лесам ущерб. Крупные животные в листопадных лесах представлены в основном теми же видами, что и в тайге: лоси, медведи, рыси, лисицы, волки и др., разнообразна и богата орнитофауна.

Листопадные леса относятся к тем районам суши, где человеческая цивилизация получила наибольшее развитие. Поэтому найти нетронутые широколиственные леса сегодня трудно.

Степи умеренной зоны — это открытые пространства между лесами и пустынями с годовым количеством осадков от 250 до 750 мм. Из растительности в степях доминируют растения ксерофильного типа. В большом количестве произрастают злаки и кустарники, служащие кормом для животных.

Среди животных в степях распространены суслики, сурки, полевки и др., а также копытные, ведущие стадный образ жизни (сайгаки). При умеренном выпасе последние копытами разрушают скопления отмершей травы и листвы на поверхности почвы, что способствует дальнейшему росту трав. Если же выпас копытных осуществляется чрезмерно, это может привести к деградации степной растительности и опустыниванию степи.

Степные почвы резко отличаются от лесных высоким содержанием гумуса. Именно в степной зоне расположены самые плодородные почвы — черноземы. На них вырастает наиболее высокая чистая первичная продукция, или урожаи культурных злаков — пшеницы, кукурузы и т.д. Поэтому в настоящее время значительная часть степей занята под посевы зерновых культур, культурными пастбищами и др.

Пустыни (травянистые и кустарниковые) характеризуются чрезвычайно низкой годовой нормой осадков (200 — 250 мм) и высоким испарением с открытой водной поверхности (более 1000 мм/год). Пустыни обычно подразделяются по породам, на которых они сформировались: глинистые, солончаковые, песчаные, каменистые.

Растительность в пустынях представлена в основном ксерофильными формами трав и полукустарников. Она произрастает очень разреженно, из-за чего травоядные животные существуют небольшими группами, парами и в одиночку. Стада образуют лишь те животные, которые способны быстро перемещаться на новые участки выпаса (антилопы, некоторые птицы).

Животные пустыни по-разному адаптированы к нехватке воды: обладают особыми покровами, выделяют сухие экскременты, могут образовывать и сохранять метаболическую воду. Верблюды же приспособлены к повышенной температуре тела, к высокой степени дегидратации тканей.

Субтропические территории с мягким, умеренным климатом носят специальное название — чапарраль. Годовая норма осадков здесь составляет 500 — 700 мм, выпадают они преимущественно в период теплой зимы. Обильные зимние дожди сменяются довольно засушливым летом. Растительные сообщества чапарраля состоят из деревьев (лавр, вечнозеленый дуб, в лесах Австралии — эвкалипт и др.) и вечнозеленых кустарников с мясистыми листьями. Подобные климатические зоны широко распространены в Средиземноморье.

Тропические степи и саванны (центральная и Восточная Африка, Южная Америка, Австралия) — это теплые климатические зоны, в которых преобладает древесно-кустарниковый тип растительности. Годовая норма осадков — от 900 до 1500 мм. Температура здесь достаточно высока круглый год, и сезонность определяется только распределением осадков: сезоны делятся на дождливые и засушливые.

Деревья (баобабы, акации, пальмы и др.) часто имеют толстую кору с мощным пробковым слоем. Травы представлены высокими густыми злаками. В период засухи надземная часть злаков высыхает, листья деревьев опадают. Цветение деревьев происходит в конце засушливого сезона, а с началом дождей распускаются листья.

Саванна, в особенности, африканская не имеет себе равных по разнообразию и численности популяций копытных: здесь обитают антилопы, зебры, жирафы и др. Параллельно с ними существуют популяции хищников (львы, гепарды и др.), которые охотятся на копытных.

Разнообразна орнитофауна. Среди птиц в саваннах представлены и крупные хищники, и падальщики (грифы), а также самая крупная из птиц — африканский страус. Здесь множество рептилий (змеи и ящерицы), активных в засушливый период. На дождливый сезон приходится обилие насекомых. Среди последних много кровососущих, например, муха цеце. Среди насекомых, обитающих в Южной Африке, некоторые являются переносчиками тяжелых болезней, поражающих центральную нервную систему человека и животных, а также других опасных заболеваний.

Полувечнозеленые сезонные (листопадные) тропические леса распространены в областях с годовой нормой осадков 800 — 1300 мм с продолжительным засушливым периодом длительностью 4 — 6 месяцев в году. Такие леса характерны для тропической части Азии, центральной Америки. В них доминируют деревья верхнего яруса, которые сбрасывают листву в засушливый сезон. Нижний ярус представлен большей частью вечнозелеными деревьями и кустарниками.

Вечнозеленые тропические дождевые леса расположены вдоль экватора, где годовая норма осадков составляет 2000 — 2500 мм при достаточно равномерном распределении их по месяцам. Такие леса расположены в бассейнах рек Амазонки и Ориноко в Южной Америке; в бассейнах рек Конго, Нигера и Замбези в Африке и на острове Мадагаскар; в Индо-Малайской области и на островах Борнео и Новая Гвинея.

В дождевых тропических лесах деревья образуют три яруса: редкие высокие деревья образуют верхний ярус над общим уровнем полога; сам полог, образующий сплошной вечнозеленый покров на высоте 25 -35 м; нижний ярус, который четко выражен лишь в местах просвета в пологе. Травянистая растительность и кустарники практически отсутствуют. Зато произрастает большое количество лиан. Видовое разнообразие растений очень велико. Число видов деревьев, по некоторым оценкам, достигает более 170 видов.

Влажные тропические леса — это весьма древние климаксные экосистемы, в которых круговорот питательных веществ доведен до совершенства, — они практически не теряются и немедленно поступают в биологический круговорот, осуществляемый симбиотическими организмами и неглубокими, часто воздушными корнями деревьев. Именно поэтому такие пышные леса существуют на довольно скудных почвах.

Разнообразен и животный мир этих лесов. Большая часть животных, в том числе и млекопитающих, существует в верхних ярусах растительности. Число различных видов насекомых достигает тысяч и даже десятков тысяч.

Из крупных животных дождевых тропических лесов наиболее известны обезьяны, ягуары, муравьеды, ленивцы, пумы, человекообразные обезьяны, буйволы, индийские слоны, павлины, попугаи, кондоры, королевские грифы и многие другие. Влажные тропические леса обладают большой биомассой и самой высокой продуктивностью из биоценозов суши.

Для тропического леса характерна высокая скорость эволюции и видообразования. Многие виды животных, обитающих в тропических лесах, встречаются и в составе более северных сообществ. Поэтому очень важной является задача сохранения экосистем тропических лесов как ресурса генов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: