загрузка...
загрузка...
На головну

Класифікація екосистем

екосистема - Це будь-яка сукупність взаємодіючих живих організмів і умов середовища. Термін «екосистема» ввів англійський Фітоценологія А. Тенсли в 1935 р екосистеми є, наприклад, ділянку лісу, річка, море, акваріум, кабіна космічного корабля, географічний ландшафт або навіть вся біосфера.

 Екологи використовують також термін «Біогеоценоз», запропонований радянським ботаніком В. Н. Сукачова. Цим терміном позначається сукупність рослин, тварин, мікроорганізмів, грунту і атмосфери на однорідному ділянці суші. Біогеоценоз є синонімом екосистеми.
Між екосистемами, як і між биогеоценозами, зазвичай немає чітких меж, і одна екосистема поступово переходить в іншу. Великі екосистеми складаються з екосистем меншого розміру.

 Найбільшою екосистемою є біосфера - Оболонка планети, заселена живими організмами. Товщина біосфери трохи більше 20 км (організми мешкають над поверхнею суші не вище 6 км над рівнем моря, опускаються не глибше 15 км в товщу суші і на 11 км в глиб океану), але основна маса живої речовини сконцентрована в при поверхневому шарі товщиною 50 - 100 м - це висота лісового пологу і глибина проникнення основної маси коренів. У цих же межах сконцентровані наземні і грунтові тварини і мікроорганізми. В океані найбільш обжиті рослинами і тваринами освітлювані сонцем і прогріваються до глибини 10 - 20 м приповерхневих товщі води. У цьому тонкому шарі біосфери сконцентровано понад 90% біомаси рослин і тварин.

 У порівнянні з діаметром Землі (13 тис. Км) біосфера - тонка плівка.

 Вчення про біосферу створив російський учений В. І. Вернадський. Він довів, що живі організми за 4 млрд. Років існування їх на Землі справили величезні перетворення. В атмосфері з'явився кисень, раковини молюсків і форамініфер утворили осадові гірські породи. Під впливом життєдіяльності організмів в біосфері постійно відбувався і відбувається кругообіг води, кисню, вуглецю азоту та інших речовин.

 При незначному втручанні людини в екосистеми біосфера зберігає свою рівновагу. Однак подальше посилення впливу людини на природу, наприклад, вирубка лісів, які виділяють кисень і випаровують багато води, спалювання великих кількостей містить вуглець палива з виділенням вуглекислого газу, зменшення випаровування з поверхні океану через забруднення нафтою - все це порушує кругообіг речовин і приводить до глобального погіршення стану біосфери.

 В екосистемах встановлюється постійний баланс процесів синтезу і розпаду органічних речовин, який під впливом зовнішніх чинників пристосовується шляхом перебудови або руйнується. В цьому випадку настає екологічна криза.

 Штучно створювані екосистеми забезпечують безперервний процес обміну речовин і енергії як всередині природи, так і між нею і людиною. Залежно від впливу господарської діяльності людини ці системи підрозділяються на:

  1. природні, збережені в недоторканності;
  2. модифіковані, змінилися від діяльності людини;
  3. трансформовані, перетворені людиною.

Отже, в екосистемі відбувається взаємодія життєвого спільноти, що складається з безлічі організмів, з характерними факторами середовища, що діють на це співтовариство. Екосистеми класифікують зазвичай по найбільш важливих факторів середовища. Так, виділяють морські, наземні або сухопутні, берегові або літоральні, озерні або лімніческіе екосистеми та ін.

Як побудована екосистема? Як правило, вона складається з чотирьох основних елементів (рисунок 9).

1. Нежива (абиотическая) понеділок - Це вода, мінеральні речовини, гази, а також неживі органічні речовини і гумус.

2. Продуценти (виробники) - Живі істоти, здатні з неорганічних матеріалів середовища будувати органічні речовини. Таку роботу виконують головним чином зелені рослини, що виробляють за допомогою сонячної енергії з вуглекислого газу, води і мінеральних речовин органічні сполуки. Цей процес називають фотосинтезом. При ньому вивільняється кисень. Органічні речовини, що виробляються рослинами, йдуть в їжу тваринам і людині, кисень використовується для дихання.

3. Гетеротрофи - Споживачі рослинної продукції. Організми, що живляться тільки рослинами, називають консументами першого порядку. Тварин, що харчуються тільки (або переважно) м'ясом, називають консументами другого порядку.

4. Редуценти (деструктори, разлагателі) - Група організмів, які розкладають залишки відмерлих істот, наприклад, рослинні залишки або трупи тварин, перетворюючи їх знову в вихідна сировина (вода, мінеральні речовини і вуглекислий газ), придатне для продуцентів, що перетворюють ці складові частини знову в органічні речовини. До редуцентам відносяться багато черв'яки, личинки комах та інші дрібні грунтові організми. Бактерії, гриби та інші мікроорганізми, що перетворюють живу речовину в мінеральне, називають мінералізаторами.

 Як зазначалося раніше, екосистема може бути і штучною. Прикладом такої екосистеми, вкрай спрощеної і не - повної порівняно з природною, є космічний корабель. Його пілотові протягом тривалого часу доводиться жити в замкнутому просторі корабля, обходячись обмеженими запасами їжі, кисню і енергії. При цьому по можливості бажано відновлювати і повторно використовувати витрачені запаси речовини і відходи. Для цього в космічному кораблі передбачені спеціальні установки регенерації, а останнім часом ведуться досліди і з живими організмами (рослинами і тваринами), які повинні брати участь у переробці відходів життєдіяльності космонавта, використовуючи енергію сонячного світла.

 Порівняємо штучну екосистему космічного корабля з якої-небудь природної, наприклад, з екосистемою ставка. Спостереження показують, що кількість організмів в цьому біотопі залишається (з деякими сезонними коливаннями) в основному постійним. Таку екосистему називають стабільною. Рівновага зберігається до тих пір, поки не зміняться зовнішні чинники. Основні з них - приплив і відтік води, надходження різних поживних речовин, сонячне випромінювання. В екосистемі ставка живуть різні організми. Так, після створення штучного водосховища воно поступово заселяється бактеріями, планктоном, потім рибами і вищими рослинами. Коли розвиток досягло певної вершини і зовнішні впливи залишаються довгий час незмінними (приплив води, речовин, випромінювання, з одного боку, і відтік або випаровування, винесення речовин і відтік енергії - з іншого), екосистема ставка стабілізується. Між живими істотами встановлюється рівновага.

 Як і спрощена штучна екосистема космічного корабля, екосистема ставка здатна до самопідтримки. Необмеженого росту перешкоджають взаємодії між рослинами-продуцентами, з одного боку, тваринами і рослинами (консументами і редуцентами) - з іншого. Гетеротрофи можуть розмножуватися лише до тих пір, поки вони не перевитрачають запас наявних поживних речовин. Якщо їх розмноження виявиться надмірним, то зростання їх чисельності припиниться, тому що їм не вистачить їжі. Продуцентів в свою чергу постійно потрібні мінеральні речовини. Вони ж знову пускають в обіг відходи життєдіяльності. Таким чином, відновлюється круговорот: рослини (продуценти) поглинають ці мінеральні речовини і за допомогою сонячної енергії відтворюють з них багаті енергією живильні речовини.


Малюнок 9: Екологічна піраміда (біомас) і трофічні рівні в екосистемі. Піраміда на малюнку перевернута.

Природа діє надзвичайно економно. Створена організмами біомаса (речовина їхніх тіл) і міститься в ній енергія передаються іншим членам екосистеми: тварини харчуються рослинами, хижі тварини поїдають перше, людина вживає в їжу рослини і тварин. Цей процес називають харчової ланцюгом.

 Приклади харчових ланцюгів: рослини - травоїдні тварини - хижак; злак - польова миша - лисиця; кормові рослини - корова - людина. Як правило, кожен вид харчується не одним-єдиним видом. Тому харчові ланцюги переплітаються, утворюючи харчову мережу. Чим сильніше організми пов'язані між собою харчовими мережами та іншими взаємодіями, тим стійкіше співтовариство проти можливих порушень. Природні, непошкодженими екосистеми прагнуть до рівноваги. Стан рівноваги заснована на взаємодії біотичних і абіотичних факторів середовища.

 Підтримка замкнутих кругообігів в природних екосистемах можливо завдяки наявності редуцентов, які використовують всі відходи і залишки, і постійному надходженню сонячної енергії. У міських і штучних екосистемах редуценти відсутні або їх кількість мізерно мало, тому відходи (рідкі, тверді і газоподібні) накопичуються, забруднюючи навколишнє середовище. Для якнайшвидшого розкладання і вторинного використання таких відходів створюють умови для розвитку редуцентов, наприклад, шляхом компостування. Так людина вчиться у природи.

 Відносно надходження енергії природні і антропогенні (створені людиною) екосистеми подібні. І природним, і штучним (будинки, міста, системи транспорту) екосистемам потрібно підведення енергії ззовні. Але природні екосистеми отримують енергію від практично вічного джерела - Сонця, яке до того ж, «виробляючи» енергію, не забруднює навколишнє середовище. Людина, навпаки, живить процеси виробництва і споживання в основному за рахунок кінцевих джерел енергії - вугілля і нафти, які поряд з енергією виділяють пил, гази, теплові та інші відходи, що завдають шкоди навколишньому середовищу і не піддаються переробці всередині самої штучної екосистеми. Не слід забувати, що споживання навіть такий «чистої» енергії, як електрична (якщо вона зроблена на тепловій електростанції), призводить до забруднення повітря і теплового забруднення середовища.

Читайте також:

Основні поняття екології

Обов'язки лабораторії проб санітарії

кругообіг азоту

Класифікація методів захисту навколишнього природного середовища (ОПВ)

атмосфера Землі

Повернутися в зміст: Екологія

Всі підручники

© om.net.ua