Ekosistemos pajėgumas. Cheat sheet: ekosistema ir jos savybės

Ekologija svarsto gyvų organizmų ir negyvosios gamtos sąveika. Ši sąveika, pirma, vyksta tam tikroje sistemoje (ekologinėje sistemoje, ekosistemoje) ir, antra, ji nėra chaotiška, o organizuota tam tikru būdu, pavaldi dėsniams. Ekosistema – tai visuma gamintojų, vartotojų ir šiukšlių tiekėjų, kurie sąveikauja tarpusavyje ir su aplinka, keisdamiesi medžiaga, energija ir informacija taip, kad ši viena sistema išliktų stabili ilgą laiką. Taigi natūrali ekosistema pasižymi trimis ypatybėmis:

• 1) ekosistema būtinai yra gyvų ir negyvų komponentų derinys
• 2) ekosistemoje vyksta visas ciklas, pradedant organinės medžiagos susidarymu ir baigiant jos skaidymu į neorganinius komponentus;
• 3) ekosistema kurį laiką išlieka stabili, tai suteikia tam tikra biotinių ir abiotinių komponentų struktūra.

Natūralių ekosistemų pavyzdžiai yra ežeras, miškas, dykuma, tundra, žemė, vandenynas, biosfera. Kaip matyti iš pavyzdžių, paprastesnės ekosistemos yra įtrauktos į sudėtingesnes. Kartu realizuojama sistemų organizavimo hierarchija, šiuo atveju – ekologinių. Taigi gamtos prietaisas turėtų būti vertinama kaip sistema, susidedantis iš įdėtų ekosistemų, iš kurių aukščiausia yra unikali pasaulinė ekosistema – biosfera. Jos rėmuose vyksta energijos ir materijos mainai tarp visų gyvų ir negyvųjų komponentų planetos mastu. Visai žmonijai grėsminga katastrofa yra ta, kad vienas iš požymių, kad ekosistema turėjo būti pažeista: biosfera kaip ekosistema buvo išvesta iš stabilumo būsenos dėl žmogaus veiklos. Dėl savo masto ir tarpusavio santykių įvairovės jis neturėtų nuo to mirti, pereis į naują stabilią būseną, keisdamas savo struktūrą, pirmiausia negyvą, o po to neišvengiamai ir gyvą. Žmogus, kaip biologinė rūšis, turi mažiausiai galimybių prisitaikyti prie naujų greitai kintančių išorės sąlygų ir greičiausiai išnyks pirmasis. Pamokantis ir iliustruojantis pavyzdys yra Velykų salos istorija. Vienoje iš Polinezijos salų, vadinamoje Velykų sala, dėl sudėtingų migracijos procesų VII amžiuje iškilo uždara, nuo viso pasaulio izoliuota civilizacija. Esant palankiam subtropiniam klimatui, per šimtus gyvavimo metų ji pasiekė tam tikras išsivystymo aukštumas, sukūrė originalią kultūrą ir raštą, kurio iki šiol neįmanoma iššifruoti. O XVII amžiuje ji žuvo be pėdsakų, pirmiausia sunaikindama salos florą ir fauną, o vėliau pati sunaikindama progresuojančią laukinę gamtą ir kanibalizmą. Paskutiniai salos gyventojai nebeturėjo valios ir medžiagos statyti išganingąsias „Nojaus arkas“ – valtis ar plaustus. Savo atminimui išnykusi bendruomenė paliko pusiau dykumos salą su milžiniškomis akmeninėmis figūromis – buvusios galios liudininkais. Taigi ekosistema yra svarbiausias supančio pasaulio struktūros struktūrinis vienetas. Kaip matyti, ekosistemų pagrindą sudaro gyvoji medžiaga, kuriai būdinga biotinė struktūra, ir buveinė, kurią lemia aplinkos veiksnių derinys.

Ekosistema, arba ekologinė sistema(iš senovės graikų kalbos οἶκος - būstas, gyvenamoji vieta ir σύστημα - sistema) - biologinė sistema, susidedanti iš gyvų organizmų bendruomenės ( biocenozė), jų buveinės ( biotopas), ryšių sistema, kuri keičiasi medžiaga ir energija.

Mokslininkai ekosistemas išskiria į mikroekosistemas (pavyzdžiui, medis), mezoekosistemas (miškas, tvenkinys) ir makroekosistemas (vandenynas, žemynas). Biosfera tapo pasauline ekosistema.

Yra savybių-ypatybių, kurios leidžia apibrėžti ekosistemos, veikiančios kaip teisinio reguliavimo objektas, sampratą. Jie apima:

1. Ekosistemos uždarymas. Jo nepriklausomas veikimas. Galima sakyti, kad, pavyzdžiui, vandens lašas, miškas, jūra ir kt. yra ekosistemos, nes kiekvienas iš šių objektų turi savo stabilią organizmų sistemą (blakstienas lašelyje, žuvis jūroje ir kt.). Ekologinių sistemų uždarumas įpareigoja visus gamtos išteklių naudotojus atsižvelgti į savo veiksmų pasekmes aplinkai, net jei ir nėra matomų poveikio gamtai apraiškų. Taigi kelio tiesimas atviroje vietoje, iš pirmo žvilgsnio, nedaro įtakos aplinkai. Tačiau esant tam tikroms sąlygoms, kelias gali tapti ekologinės nelaimės šaltiniu, pavyzdžiui, nutiesus neatsižvelgiant į potvynio vandens srautą, kuris susikaupęs gali suardyti žemės dangą.

2. Ekosistemų tarpusavio ryšys. Ši savybė reikalauja integruoto požiūrio į gamtos objektų naudojimą, kuris praktikoje vadinamas kraštovaizdžiu. Pavyzdžiui, skiriant žemę dirbamai žemei ar vykdant melioraciją, būtina atsižvelgti į laukinės faunos atstovų migracijos kelius, išlaikyti nepažeistus atskirus krūmus, pelkes, seklus ir kt. sutrikdyti vietovėje susiformavusį kraštovaizdį. Kraštovaizdžio požiūris leidžia užtikrinti bendrą ekologinį prioritetą gamtotvarkoje, pagal kurį visoms gamtos objektų naudojimo rūšims turi būti taikomi gamtinės aplinkos ekologinės gerovės reikalavimai.

3. Bioproduktyvumas.Ši savybė prisideda prie ekosistemos savaiminio dauginimosi, tam tikros funkcijos atlikimo, o tai lemia skirtingą gamtos objekto teisinį statusą. Taigi padidinto derlingumo žemes reikėtų skirti žemės ūkio reikmėms, o kitoms – nederlingoms. Taip pat į produktyvumą atsižvelgiama nustatant mokestį už naudojimąsi gamtos objektu, apmokestinant, atlyginant žalą ar įvykus draudžiamajam įvykiui.

Ekosistemos pavyzdys - tvenkinys, kuriame gyvena augalai, žuvys, bestuburiai, mikroorganizmai, sudarantys gyvą sistemos komponentą, biocenozė. Tvenkiniui, kaip ekosistemai, būdingos tam tikros sudėties dugno nuosėdos, cheminė sudėtis (joninė sudėtis, ištirpusių dujų koncentracija) ir fizikiniai parametrai (vandens skaidrumas, metinių temperatūros pokyčių tendencija), taip pat tam tikri biologinio produktyvumo rodikliai. rezervuaro trofinė būklė ir specifinės šio rezervuaro sąlygos.

Kitas ekologinės sistemos pavyzdys - lapuočių miškas centrinėje Rusijoje su tam tikra miško paklotės sudėtimi, šiam miškams būdingu dirvožemiu ir stabilia augalų bendrija ir dėl to su griežtai apibrėžtais mikroklimato rodikliais (temperatūra, drėgmė, šviesa) ir gyvūnų kompleksu. tokias aplinkos sąlygas atitinkantys organizmai.

Svarbus aspektas, leidžiantis nustatyti ekosistemų tipus ir ribas, yra bendrijos trofinė struktūra ir biomasės gamintojų, jos vartotojų ir biomasę ardančių organizmų santykis, taip pat medžiagų ir energijos produktyvumo ir apykaitos rodikliai. .

Ekosistema yra sudėtinga, savaime besiorganizuojanti, save reguliuojanti ir besivystanti sistema. Pagrindinė ekosistemos savybė yra santykinai uždara, stabili erdvėje ir laike materijos ir energijos srautai tarp biotinės ir abiotinės ekosistemos dalių. Iš to išplaukia, kad ne kiekviena biologinė sistema gali būti vadinama ekosistema, pavyzdžiui, akvariumas ar supuvęs kelmas.

Tokios sistemos turėtų būti vadinamos žemesnio rango bendruomenėmis arba mikrokosmosais. Kartais jiems vartojama facijų sąvoka (pavyzdžiui, geoekologijoje), tačiau ji negali visiškai apibūdinti tokių sistemų, ypač dirbtinės kilmės.

Ekosistema yra atvira sistema, kuriai būdingi medžiagų ir energijos įvesties ir išvesties srautai. Beveik bet kurios ekosistemos egzistavimo pagrindas yra saulės energijos srautas, kuris yra tiesioginės (fotosintezės) arba netiesioginės (organinių medžiagų skilimo) formos termobranduolinės Saulės reakcijos pasekmė. Išimtis – giliavandenės ekosistemos („juodieji“ ir „baltieji“ rūkaliai), kurių energijos šaltinis yra vidinė žemės šiluma ir cheminių reakcijų energija.

Remiantis apibrėžimais, sąvokos „ekosistema“ ir „biogeocenozė“ nesiskiria, biogeocenozė gali būti laikoma visišku ekosistemos termino sinonimu. Tačiau yra plačiai paplitusi nuomonė, kad biogeocenozė gali būti ekosistemos analogas pačiame pradiniame lygmenyje, nes terminas „biogeocenozė“ labiau pabrėžia biocenozės ryšį su konkrečia sausumos ar sausumos sritimi. vandens aplinka, o ekosistema reiškia bet kokią abstrakčią sritį. Todėl biogeocenozės dažniausiai laikomos ypatingu ekosistemos atveju.

Ekosistemą galima suskirstyti į du komponentus – biotinį ir abiotinį. Biotikas skirstomas į autotrofinius (organizmus, kurie pirminę energiją egzistavimui gauna iš foto ir chemosintezės arba gamintojų) ir heterotrofinius (organizmai, gaunantys energiją iš organinių medžiagų oksidacijos procesų – vartotojai ir skaidytojai) komponentus, kurie sudaro trofinę ekosistemos struktūrą. .

Vienintelis energijos šaltinis ekosistemai egzistuoti ir įvairių procesų joje palaikymui yra gamintojai, kurie saulės energiją (šilumą, cheminius ryšius) sugeria 0,1–1, retai 3–4,5 % efektyvumo. pradinė suma. Autotrofai yra pirmasis ekosistemos trofinis lygis. Vėlesni ekosistemos trofiniai lygiai susidaro dėl vartotojų (2, 3, 4 ir vėlesni lygiai) ir yra uždaromi skaidytojų, paverčiančių negyvą organinę medžiagą į mineralinę formą (abiotinį komponentą), kurią gali pasisavinti autotrofinis elementas.

Paprastai koncepcija ekotopas buvo apibrėžta kaip organizmų buveinė, kuriai būdingas tam tikras aplinkos sąlygų derinys: dirvožemiai, dirvožemiai, mikroklimatas ir kt. Tačiau šiuo atveju ši sąvoka iš tikrųjų beveik identiška sąvokai. klimato viršus.

Pavyzdžiui, Havajų saloje į vandenyną įtekanti lava sudaro naują pakrantės ekotopą.

Šiuo metu ekotopas, priešingai nei biotopas, suprantamas kaip tam tikra teritorija ar vandens plotas su visu dirvožemių visuma ir savybėmis, dirvožemiais, mikroklimatu ir kitais veiksniais organizmų nepakitusiu pavidalu. Ekotopų pavyzdžiai yra aliuviniai dirvožemiai, naujai susiformavusios vulkaninės arba koralinės salos, dirbtiniai karjerai ir kitos naujai suformuotos teritorijos. Tokiu atveju klimato viršus yra ekotopo dalis.

Biotopas- biotos transformuotas ekotopas arba, tiksliau, teritorijos gabalas, kuris yra vienalytis pagal gyvenimo sąlygas tam tikroms augalų ar gyvūnų rūšims arba tam tikros biocenozės formavimuisi.

1.2 tema.: Ekosistema ir jos savybės

1. Ekosistema – pagrindinė ekologijos samprata …………………………………………………4

2. Biotinė ekosistemų struktūra………………………………………………………………………………………………………………………

3. Aplinkos veiksniai ……………………………………………………………………….6

4. Ekosistemų funkcionavimas……………………………………………………………..12

5. Žmogaus poveikis ekosistemai…………………………………………………14

Išvada………………………………………………………………………………….16

Literatūros sąrašas…………………………………………………………………………….17

Įvadas

Žodis "ekologija" Jis sudarytas iš dviejų graikiškų žodžių: „oicos“, reiškiantis namą, būstą, ir „logos“ – mokslas ir pažodžiui verčiamas kaip mokslas apie namą, buveinę. Pirmą kartą šį terminą pavartojo vokiečių zoologas Ernstas Haeckelis 1886 m., apibrėždamas ekologiją kaip žinių sritį, tiriančią gamtos ekonomiką – bendrą gyvūnų santykio tiek su gyvąja, tiek su negyvąja gamta tyrimą, apimantį visus. tiek draugiški, tiek nedraugiški santykiai, su kuriais gyvūnai ir augalai tiesiogiai ar netiesiogiai liečiasi. Toks ekologijos supratimas tapo visuotinai pripažintu ir šiandien klasikiniu Ekologija yra mokslas, tiriantis gyvų organizmų ryšį su aplinka.

Gyvoji medžiaga yra tokia įvairi, kad ji tiriama įvairiais organizacijos lygiais ir skirtingais požiūriais.

Yra šie biosistemų organizavimo lygiai (žr. programas (1 pav.)).

Organizmų, populiacijų ir ekosistemų lygiai yra klasikinės ekologijos interesų sritis.

Priklausomai nuo tiriamo objekto ir matymo kampo, kuriuo jis tiriamas, ekologijoje susiformavo savarankiškos mokslo kryptys.

Autorius objektų matmenys Ekologijos studijos skirstomos į autekologiją (organizmas ir jo aplinka), populiacijos ekologiją (populiacija ir jos aplinka), sinekologiją (bendruomenės ir jų aplinka), biogeocitologiją (ekosistemų tyrimas) ir globalią ekologiją (Žemės aplinkos tyrimas). biosfera).

Priklausomai nuo tyrimo objektas ekologija skirstoma į mikroorganizmų, grybų, augalų, gyvūnų, žmonių ekologiją, agroekologiją, pramoninę (inžinerinę), žmogaus ekologiją ir kt.

Autorius aplinkos komponentai atskirti žemės, gėlo vandens, jūros, dykumų, aukštumų ir kitų aplinkos bei geografinių erdvių ekologiją.

Ekologija dažnai apima daugybę susijusių žinių šakų, daugiausia iš aplinkos apsaugos srities.

Šiame darbe visų pirma nagrinėjami bendrosios ekologijos pagrindai, t. klasikiniai gyvų organizmų sąveikos su aplinka dėsniai.

1. Ekosistema – pagrindinė ekologijos samprata

Ekologija nagrinėja gyvų organizmų ir negyvosios gamtos sąveiką. Ši sąveika, pirma, vyksta tam tikroje sistemoje (ekologinėje sistemoje, ekosistemoje) ir, antra, ji nėra chaotiška, o organizuota tam tikru būdu, pavaldi dėsniams.

ekosistema vadinama gamintojų, vartotojų ir detrito tiekėjų rinkiniu, kurie sąveikauja tarpusavyje ir su aplinka keisdamiesi medžiaga, energija ir informacija taip, kad ši viena sistema ilgą laiką išlieka stabili.

Taigi natūrali ekosistema pasižymi trimis ypatybėmis:

1) ekosistema būtinai yra gyvų ir negyvų komponentų derinys ((žr. priedą (2 pav.));

2) ekosistemoje vyksta visas ciklas, pradedant organinės medžiagos susidarymu ir baigiant jos skaidymu į neorganinius komponentus;

3) ekosistema kurį laiką išlieka stabili, tai suteikia tam tikra biotinių ir abiotinių komponentų struktūra.

Natūralių ekosistemų pavyzdžiai yra ežeras, miškas, dykuma, tundra, žemė, vandenynas, biosfera.

Kaip matyti iš pavyzdžių, paprastesnės ekosistemos yra įtrauktos į sudėtingesnes. Kartu realizuojama organizacinių sistemų hierarchija, šiuo atveju – ekologinių.

Taigi gamtos sandara turėtų būti vertinama kaip sisteminė visuma, susidedanti iš įdėtų ekosistemų, iš kurių aukščiausia yra unikali globali ekosistema – biosfera. Jos rėmuose vyksta energijos ir materijos mainai tarp visų gyvų ir negyvųjų komponentų planetos mastu. Visai žmonijai grėsminga katastrofa slypi tame, kad vienas iš požymių, kad ekosistema turėjo būti pažeista: biosfera kaip ekosistema buvo išvesta iš stabilumo būsenos žmogaus veikla. Dėl savo masto ir tarpusavio santykių įvairovės ji neturėtų nuo to žūti, pereis į naują stabilią būseną, keisdama savo struktūrą, pirmiausia negyva, o paskui neišvengiamai gyva. Žmogus, kaip biologinė rūšis, turi mažiau galimybių nei kiti prisitaikyti prie naujų greitai kintančių išorinių sąlygų ir greičiausiai išnyks pirmas. Pamokantis ir iliustruojantis to pavyzdys – Velykų salos istorija.

Vienoje iš Polinezijos salų, vadinamoje Velykų sala, dėl sudėtingų migracijos procesų VII amžiuje iškilo uždara, nuo viso pasaulio izoliuota civilizacija. Esant palankiam subtropiniam klimatui, per šimtus gyvavimo metų ji pasiekė tam tikras išsivystymo aukštumas, sukūrė originalią kultūrą ir raštą, kurio iki šiol neįmanoma iššifruoti. O XVII amžiuje ji žuvo be pėdsakų, pirmiausia sunaikindama salos florą ir fauną, o vėliau pati sunaikindama progresuojančią laukinę gamtą ir kanibalizmą. Paskutiniams salos gyventojams nebeliko valios ir medžiagos statyti taupančias „no arkas“ – valtis ar plaustus. Savo atminimui išnykusi bendruomenė paliko pusiau dykumos salą su milžiniškomis akmeninėmis figūromis – buvusios galios liudininkais.

Taigi ekosistema yra svarbiausias supančio pasaulio struktūros struktūrinis vienetas. Kaip matyti iš fig. 1 (žr. priedą), ekosistemų pagrindas yra gyvoji medžiaga, charakterizuojama biotinis struktūra , ir buveinė, nulemta visumos Aplinkos faktoriai . Panagrinėkime juos išsamiau.

2. Biotinė ekosistemų sandara

Ekosistema remiasi gyvos ir negyvosios materijos vienove. Šios vienybės esmė parodyta taip. Iš negyvosios gamtos elementų, daugiausia CO2 ir H2O molekulių, veikiant saulės energijai, sintetinamos organinės medžiagos, sudarančios visą planetos gyvybę. Organinių medžiagų kūrimo procesas gamtoje vyksta vienu metu su priešingu procesu – šios medžiagos suvartojimu ir skilimu vėl į pirminius neorganinius junginius. Šių procesų visuma vyksta skirtingų hierarchijos lygių ekosistemose. Kad šie procesai būtų subalansuoti, gamta per milijardus metų sukūrė tam tikrą sistemos gyvosios materijos sandara .

Varomoji jėga bet kurioje materialioje sistemoje yra energija. Į ekosistemas patenka daugiausia iš Saulės. Augalai dėl juose esančio pigmento chlorofilo sugauna Saulės spinduliuotės energiją ir panaudoja ją bet kokios organinės medžiagos pagrindui – gliukozei C6H12O6 – sintetinti.

Taigi saulės spinduliuotės kinetinė energija paverčiama potencialia energija, saugoma gliukoze. Iš gliukozės kartu su mineralinėmis maistinėmis medžiagomis, gautomis iš dirvožemio - maistinių medžiagų – susidaro visi augalų pasaulio audiniai – baltymai, angliavandeniai, riebalai, lipidai, DNR, RNR, tai yra planetos organinės medžiagos.

Be augalų, kai kurios bakterijos gali gaminti organines medžiagas. Jie sukuria savo audinius, kaupdami juose, kaip ir augaluose, potencialią energiją iš anglies dioksido, nedalyvaujant saulės energijai. Vietoj to, jie naudoja energiją, kuri susidaro oksiduojantis neorganiniams junginiams, tokiems kaip amoniakas, geležis ir ypač siera (giliuose vandenynų baseinuose, kur saulės šviesa neprasiskverbia, bet kur gausiai kaupiasi vandenilio sulfidas, buvo rasta unikalių ekosistemų ). Tai vadinamoji cheminės sintezės energija, todėl organizmai vadinami chemosintetika .

Taigi, ichemosintetiniai augalai, pasitelkdami aplinkos energiją, iš neorganinių sudedamųjų dalių sukuria organines medžiagas. Jie vadinami gamintojų arba autotrofai .Gamintojų sukauptos potencialios energijos išlaisvinimas užtikrina visų kitų gyvybės rūšių egzistavimą planetoje. Vadinamos rūšys, kurios savo gyvybinei veiklai naudoja gamintojų sukurtas organines medžiagas kaip medžiagos ir energijos šaltinį vartotojai arba heterotrofai .

Vartotojai yra patys įvairiausi organizmai (nuo mikroorganizmų iki mėlynųjų banginių): pirmuonys, vabzdžiai, ropliai, žuvys, paukščiai ir galiausiai žinduoliai, įskaitant žmones.

Vartotojai savo ruožtu skirstomi į keletą pogrupių, atsižvelgiant į maisto šaltinių skirtumus.

Gyvūnai, kurie minta tiesiogiai gamintojais, vadinami pirminiais vartotojais arba pirmos eilės vartotojais. Juos pačius valgo antriniai vartotojai.Pavyzdžiui, morkas valgantis triušis yra pirmos eilės vartotojas, triušį medžiojanti alisa – antros eilės vartotojas. Kai kurios gyvų organizmų rūšys atitinka kelis tokius lygius. Pavyzdžiui, kai žmogus valgo daržoves – jis yra pirmos eilės vartotojas, jautiena – antros eilės vartotojas, o valgydamas plėšrią žuvį, elgiasi kaip trečios eilės vartotojas.

Pirminiai vartotojai, kurie minta tik augalais, vadinami žolėdžiai arba fitofagai .Antro ir aukštesnio užsakymo vartotojai - mėsėdžiai . Rūšys, valgančios ir augalus, ir gyvūnus, yra visaėdžiai, pavyzdžiui, žmonės.

Negyvos augalų ir gyvūnų liekanos, tokios kaip nukritę lapai, gyvūnų gaišenos, šalinimo sistemos produktai, vadinami detritu. Tai ekologiška! Yra daug organizmų, kurie specializuojasi maitinti detritu. Jie vadinami detritivoriai .Pavyzdžiu gali būti grifai, šakalai, kirminai, vėžiai, termitai, skruzdėlės ir kt. Kaip ir paprastų vartotojų atveju, yra pirminių detritofagų, kurie maitinasi tiesiogiai detritu, antriniais ir kt.

Galiausiai nemažos dalies ekosistemoje esančių nuolaužų, ypač nukritusių lapų, negyvos medienos, pradinės formos gyvūnai nesuvalgo, o pūva ir suyra, kai maitinasi grybais ir bakterijomis.

Kadangi grybų ir bakterijų vaidmuo yra toks specifinis, jie paprastai išskiriami į specialią detritofagų grupę ir vadinami skaidytojai . Reduktoriai tarnauja kaip tvarkdariai Žemėje ir uždaro biogeocheminį medžiagų ciklą, skaidydami organines medžiagas į pirminius neorganinius komponentus – anglies dioksidą ir vandenį.

Taigi, nepaisant ekosistemų įvairovės, jos visos turi struktūrinės panašumo. Kiekviename iš jų galima išskirti fotosintetinius augalus – gamintojus, skirtingus vartotojų lygius, detrito tiekėjus ir skaidytojus. Jie sudaro biotinė ekosistemų struktūra .

3. Aplinkos veiksniai

Negyva ir gyva gamta, supanti augalus, gyvūnus ir žmones, vadinama buveinė .Daugelis atskirų aplinkos komponentų, veikiančių organizmus, vadinami Aplinkos faktoriai.

Pagal kilmės pobūdį išskiriami abiotiniai, biotiniai ir antropogeniniai veiksniai. Abiotiniai veiksniai – Tai negyvosios gamtos savybės, kurios tiesiogiai ar netiesiogiai veikia gyvus organizmus.

Biotiniai veiksniai - tai visos gyvų organizmų įtakos vienas kitam formos.

Anksčiau žmogaus poveikis gyviems organizmams buvo vadinamas ir biotiniais veiksniais, o dabar išskiriama speciali žmonių generuojamų veiksnių kategorija. Antropogeniniai veiksniai - tai visos žmonių visuomenės veiklos formos, kurios lemia gamtos, kaip buveinės, ir kitų rūšių pasikeitimą ir tiesiogiai veikia jų gyvenimą.

Taigi kiekvieną gyvą organizmą veikia negyvoji gamta, kitų rūšių organizmai, įskaitant žmogų, ir, savo ruožtu, veikia kiekvieną iš šių komponentų.

Aplinkos veiksnių įtakos gyviems organizmams dėsniai

Nepaisant aplinkos veiksnių įvairovės ir skirtingos jų kilmės pobūdžio, yra keletas bendrų taisyklių ir jų poveikio gyviems organizmams modelių.

Organizmų gyvavimui būtinas tam tikras sąlygų derinys. Jei visos aplinkos sąlygos yra palankios, išskyrus vieną, tai būtent ši sąlyga tampa lemiama atitinkamo organizmo gyvybei. Ji riboja (riboja) organizmo vystymąsi, todėl vadinama ribojantis veiksnys .Iš pradžių buvo nustatyta, kad gyvų organizmų vystymąsi riboja kokio nors komponento trūkumas, pavyzdžiui, mineralinių druskų, drėgmės, šviesos ir kt. XIX amžiaus viduryje vokiečių organų chemikas Eustace'as Liebigas pirmasis eksperimentiškai įrodė, kad augalų augimas priklauso nuo mitybos elemento, kurio yra santykinai minimaliai. Šį reiškinį jis pavadino minimumo dėsniu; autoriaus garbei jis dar vadinamas Liebigo dėsniu.

Šiuolaikinėje formulėje minimumo dėsnis skamba taip: Organizmo ištvermę lemia silpniausia jo ekologinių poreikių grandinės grandis. Tačiau, kaip vėliau paaiškėjo, ne tik trūkumas, bet ir faktoriaus perteklius gali apriboti, pavyzdžiui, pasėlių žūtį dėl liūčių, dirvos persotinimą trąšomis ir pan. Sąvoką, kad kartu su minimumu ribojantis veiksnys gali būti ir maksimumas, praėjus 70 metų po Liebigo, pristatė amerikiečių zoologas W. Shelfordas, suformulavęs tolerancijos dėsnį. Pagal tolerancijos dėsnis, populiacijos (organizmo) klestėjimą ribojantis veiksnys gali būti ir minimalus, ir maksimalus poveikis aplinkai, o intervalas tarp jų lemia ištvermės dydį (tolerancijos ribą) arba organizmo ekologinį valentingumą. prie šio faktoriaus ((žr. Priedo 3 pav.).

Aplinkos veiksnio palankus diapazonas vadinamas optimali zona (normali veikla). Kuo reikšmingesnis veiksnio poveikio nukrypimas nuo optimalaus, tuo labiau šis veiksnys slopina gyventojų gyvybinę veiklą. Šis diapazonas vadinamas priespaudos zona . Didžiausios ir minimalios toleruojamos faktoriaus reikšmės yra kritiniai taškai, už kuriuos nebegalima egzistuoti organizmas ar populiacija.

Pagal tolerancijos dėsnį, bet koks medžiagos ar energijos perteklius yra teršimo principas. Taigi vandens perteklius net ir sausringuose regionuose yra žalingas ir vanduo gali būti laikomas įprastu teršalu, nors jo tiesiog reikia optimaliais kiekiais. Visų pirma, vandens perteklius trukdo normaliam dirvožemio susidarymui chernozemo zonoje.

Rūšys, kurių egzistavimui reikalingos griežtai apibrėžtos aplinkos sąlygos, vadinamos stenobiotinėmis, o rūšys, kurios prisitaiko prie ekologinės aplinkos su įvairiais parametrų pokyčiais – euribiotinėmis.

Iš dėsnių, lemiančių individo ar individo sąveiką su aplinka, išskiriame aplinkos sąlygų atitikties genetiniam organizmo nulemtumui taisyklė .Tai tvirtina kad organizmų rūšys gali egzistuoti iki tol ir tiek, kiek ją supanti natūrali aplinka atitinka genetines galimybes pritaikyti šią rūšį prie jos svyravimų ir pokyčių.

Abiotiniai buveinių veiksniai

Abiotiniai veiksniai yra negyvosios gamtos savybės, kurios tiesiogiai ar netiesiogiai veikia gyvus organizmus. Ant pav. 5 (žr. priedą) parodyta abiotinių veiksnių klasifikacija. Pradėkime nuo klimato veiksniai išorinė aplinka.

Temperatūra yra svarbiausias klimato veiksnys. Tai priklauso nuo organizmų metabolizmo intensyvumo ir jų geografinio paplitimo. Bet kuris organizmas gali gyventi tam tikroje temperatūrų diapazone. Ir nors šie intervalai skirtingiems organizmų tipams (euriterminiams ir stenoterminiams) yra skirtingi, daugumai jų optimalių temperatūrų zona, kurioje gyvybinės funkcijos atliekamos aktyviausiai ir efektyviausiai, yra santykinai maža. Temperatūros diapazonas, kuriame gali egzistuoti gyvybė, yra maždaug 300 C: nuo -200 iki +100 °C. Tačiau dauguma rūšių ir didžioji dalis veiklos apsiriboja siauresniu temperatūrų diapazonu. Tam tikri organizmai, ypač ramybės būsenoje, gali išgyventi bent dalį laiko esant labai žemai temperatūrai. Tam tikrų tipų mikroorganizmai, daugiausia bakterijos ir dumbliai, gali gyventi ir daugintis temperatūroje, artimoje virimo temperatūrai. Viršutinė karštųjų versmių bakterijų riba yra 88 C, melsvadumbliams – 80 C, o atspariausioms žuvims ir vabzdžiams – apie 50 C. Paprastai viršutinės faktoriaus ribos yra kritiškesnės nei apatinės. , nors daugelis organizmų, esančių netoli viršutinės tolerancijos diapazono ribos, veikia efektyviau.

Vandens gyvūnams temperatūros tolerancijos diapazonas paprastai yra siauresnis nei sausumos gyvūnų, nes vandens temperatūros svyravimų diapazonas yra mažesnis nei sausumoje.

Taigi temperatūra yra svarbus ir labai dažnai ribojantis veiksnys. Temperatūros ritmai daugiausia kontroliuoja sezoninį ir paros augalų ir gyvūnų aktyvumą.

Krituliai o drėgnumas – pagrindiniai dydžiai, matuojami tiriant šį veiksnį.. Kritulių kiekis daugiausia priklauso nuo didelių oro masių judėjimų kelių ir pobūdžio. Pavyzdžiui, vėjai, pučiantys iš vandenyno, didžiąją dalį drėgmės palieka šlaituose, nukreiptuose į vandenyną, todėl už kalnų susidaro „lietaus šešėlis“, prisidedantis prie dykumos susidarymo. Judant į sausumą, ore susikaupia tam tikras drėgmės kiekis, o kritulių kiekis vėl didėja. Dykumos dažniausiai būna už aukštų kalnų grandinių arba palei pakrantes, kur vėjai pučia iš didelių sausų sausumos vietovių, o ne iš vandenyno, pvz., Namio dykuma Pietvakarių Afrikoje. Kritulių pasiskirstymas per sezonus yra nepaprastai svarbus ribojantis veiksnys organizmai.

Drėgmė - parametras, apibūdinantis vandens garų kiekį ore. Absoliuti drėgmė yra vandens garų kiekis oro tūrio vienete. Kalbant apie oro sulaikomų garų kiekio priklausomybę nuo temperatūros ir slėgio, buvo įvesta santykinės drėgmės sąvoka – tai ore esančių garų ir sočiųjų garų santykis esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui. gamtoje yra paros drėgmės ritmas - naktį didėja, dieną mažėja, o jos svyravimas vertikaliai ir horizontaliai, šis veiksnys kartu su šviesa ir temperatūra vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant organizmų veiklą. Gyviems organizmams prieinamas paviršinis vanduo priklauso nuo kritulių kiekio tam tikroje vietovėje, tačiau šios vertės ne visada yra vienodos. Taigi, naudojant požeminius šaltinius, kur vanduo atkeliauja iš kitų vietovių, gyvūnai ir augalai gali gauti daugiau vandens nei iš jo su krituliais. Ir atvirkščiai, lietaus vanduo kartais iš karto tampa nepasiekiamas organizmams.

Saulės spinduliuotė yra įvairaus ilgio elektromagnetinės bangos. Gyvajai gamtai tai būtinai reikalinga, nes tai pagrindinis išorinis energijos šaltinis.Reikia turėti omenyje, kad Saulės elektromagnetinės spinduliuotės spektras yra labai platus ir jos dažnių diapazonai įvairiai veikia gyvąją medžiagą.

Gyvai medžiagai svarbūs kokybiniai šviesos požymiai – bangos ilgis, intensyvumas ir poveikio trukmė.

jonizuojanti radiacija išmuša elektronus iš atomų ir prijungia juos prie kitų atomų, kad susidarytų teigiamų ir neigiamų jonų poras. Jo šaltinis yra radioaktyviosios medžiagos, esančios uolienose, be to, jis yra iš kosmoso.

Įvairių tipų gyvi organizmai labai skiriasi savo gebėjimu atlaikyti dideles radiacijos dozes. Dauguma tyrimų rodo, kad sparčiai besidalijančios ląstelės yra jautriausios spinduliuotei.

Aukštesniuose augaluose jautrumas jonizuojančiai spinduliuotei yra tiesiogiai proporcingas ląstelės branduolio dydžiui, tiksliau – chromosomų tūriui arba DNR kiekiui.

Dujų sudėtis atmosfera taip pat yra svarbus klimato veiksnys. Maždaug prieš 3-3,5 milijardo metų atmosferoje buvo azoto, amoniako, vandenilio, metano ir vandens garų, o laisvo deguonies joje nebuvo. Atmosferos sudėtį daugiausia lėmė vulkaninės dujos. Dėl deguonies trūkumo nebuvo ozono ekrano, kuris blokuotų saulės ultravioletinę spinduliuotę. Laikui bėgant dėl ​​abiotinių procesų planetos atmosferoje pradėjo kauptis deguonis, prasidėjo ozono sluoksnio formavimasis.

Vėjas ji netgi gali pakeisti augalų išvaizdą, ypač tose buveinėse, pavyzdžiui, Alpių zonose, kur kiti veiksniai turi ribojantį poveikį. Eksperimentiškai įrodyta, kad atvirose kalnų buveinėse vėjas riboja augalų augimą: pastačius sieną, apsaugančią augalus nuo vėjo, augalų aukštis didėjo. Audros turi didelę reikšmę, nors jų veikimas yra grynai vietinis. Uraganai ir įprasti vėjai gali pernešti gyvūnus ir augalus dideliais atstumais ir taip pakeisti bendruomenių sudėtį.

Atmosferos slėgis , matyt, nėra tiesioginių veiksmų ribojantis veiksnys, tačiau jis tiesiogiai susijęs su oru ir klimatu, kurie turi tiesioginį ribojantį poveikį.

Vandens sąlygos sukuria savotišką organizmų buveinę, kuri nuo sausumos pirmiausia skiriasi tankumu ir klampumu. Tankis vandens apie 800 kartų, ir klampumas maždaug 55 kartus didesnis nei oro. Kartu su tankis ir klampumas svarbiausios fizinės ir cheminės vandens aplinkos savybės yra: temperatūros stratifikacija, tai yra temperatūros pokytis vandens telkinio gylyje ir periodinis. temperatūros pokyčiai laikui bėgant, taip pat skaidrumas vandens, kuris lemia šviesos režimą po jo paviršiumi: nuo skaidrumo priklauso žaliųjų ir purpurinių dumblių, fitoplanktono, aukštesniųjų augalų fotosintezė.

Kaip ir atmosferoje, svarbų vaidmenį atlieka dujų sudėtis vandens aplinka. Vandens buveinėse deguonies, anglies dioksido ir kitų vandenyje ištirpusių ir todėl organizmams prieinamų dujų kiekis laikui bėgant labai skiriasi. Vandens telkiniuose, kuriuose yra daug organinių medžiagų, deguonis yra itin svarbus ribojantis veiksnys.

Rūgštingumas - vandenilio jonų koncentracija (pH) - glaudžiai susijusi su karbonatų sistema pH reikšmė kinta intervale nuo 0 pH iki 14: esant pH = 7 terpė neutrali, esant pH<7 - кислая, при рН>7 - šarminis. Jei rūgštingumas nepriartėja prie ekstremalių dydžių, tai bendrijos sugeba kompensuoti šio faktoriaus pokyčius – bendruomenės tolerancija pH intervalui yra labai reikšminga. Žemo pH vandenyse yra mažai maistinių medžiagų, todėl produktyvumas čia itin žemas.

Druskingumas - karbonatų, sulfatų, chloridų ir kt. – dar vienas reikšmingas mabiotinis veiksnys vandens telkiniuose. Gėluose vandenyse yra nedaug druskų, iš kurių apie 80% yra karbonatai. Mineralinių medžiagų kiekis vandenynuose yra vidutiniškai 35 g/l. Organizmai atvirame vandenyne dažniausiai yra stenohaliniai, o pakrančių sūriuose vandenyse – eurihalininiai. Druskos koncentracija daugumos jūrų organizmų kūno skysčiuose ir audiniuose yra izotoniška druskos koncentracijai jūros vandenyje, todėl osmoreguliacijos problemų nėra.

Srautas ne tik stipriai veikia dujų ir maistinių medžiagų koncentraciją, bet ir tiesiogiai veikia kaip ribojantis veiksnys. Daugelis upių augalų ir gyvūnų yra morfologiškai ir fiziologiškai ypatingu būdu prisitaikę išlaikyti savo padėtį upelyje: jie turi aiškiai apibrėžtas srovės veiksnio tolerancijos ribas.

hidrostatinis slėgis vandenyne turi didelę reikšmę. Panardinus į vandenį 10 m, slėgis padidėja 1 atm (105 Pa). Giliausioje vandenyno vietoje slėgis siekia 1000 atm (108 Pa). Daugelis gyvūnų gali toleruoti staigius slėgio svyravimus, ypač jei jų kūne nėra laisvo oro. Priešingu atveju gali išsivystyti dujų embolija. Didelis slėgis, būdingas dideliam gyliui, kaip taisyklė, slopina gyvybinius procesus.

Dirvožemis.

Dirvožemis yra medžiagos sluoksnis, esantis ant žemės plutos uolų. Rusų mokslininkas gamtininkas Vasilijus Vasiljevičius Dokučajevas 1870 m. pirmasis laikė dirvožemį dinamiška, o ne inertiška aplinka. Jis įrodė, kad dirvožemis nuolat kinta ir vystosi, jo aktyvioje zonoje vyksta cheminiai, fiziniai ir biologiniai procesai. Dirvožemis susidaro dėl sudėtingos klimato, augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų sąveikos. Dirvožemio sudėtį sudaro keturi pagrindiniai struktūriniai komponentai: mineralinė bazė (dažniausiai 50-60% visos dirvožemio sudėties), organinės medžiagos (iki 10%), oras (15-25%) ir vanduo (25-30%). ).

Mineralinis dirvožemio karkasas - tai neorganinis komponentas, susidaręs iš pagrindinės uolienos dėl jos atmosferos poveikio.

organinės medžiagos dirvožemis susidaro irstant negyviems organizmams, jų dalims ir ekskrementams. Ne iki galo suirusios organinės liekanos vadinamos pakratais, o galutinis skilimo produktas – amorfinė medžiaga, kurioje nebeįmanoma atpažinti pirminės medžiagos – humusu. Dėl savo fizinių ir cheminių savybių humusas gerina dirvožemio struktūrą ir aeraciją, taip pat didina vandens ir maisto medžiagų sulaikymą.

Dirvožemyje gyvena daugybė augalų ir gyvūnų organizmų rūšių, turinčių įtakos jo fizikinėms ir cheminėms savybėms: bakterijos, dumbliai, grybai ar pirmuonys, nariuotakojų kirmėlės. Jų biomasė skirtinguose dirvožemiuose yra (kg/ha): bakterijų 1000-7000, mikroskopinių grybų - 100-1000, dumblių 100-300, nariuotakojų - 1000, kirmėlių 350-1000.

Pagrindinis topografinis veiksnys yra aukštis virš jūros lygio. Didėjant aukščiui, mažėja vidutinės temperatūros, didėja paros temperatūros skirtumas, didėja kritulių kiekis, vėjo greitis ir spinduliuotės intensyvumas, mažėja atmosferos slėgis ir dujų koncentracija. Visi šie veiksniai veikia augalus ir gyvūnus, sukelia vertikalų zoniškumą.

kalnynai gali tarnauti kaip klimato kliūtys. Kalnai taip pat tarnauja kaip kliūtys organizmų plitimui ir migracijai ir gali atlikti ribojantį veiksnį specifikacijos procesuose.

Kitas topografinis veiksnys šlaito ekspozicija . Šiauriniame pusrutulyje į pietus nukreiptus šlaitus patenka daugiau saulės šviesos, todėl čia šviesos intensyvumas ir temperatūra yra aukštesnė nei slėnių apačioje ir šiaurinės atodangos šlaituose. Pietiniame pusrutulyje situacija yra atvirkštinė.

Svarbus reljefo veiksnys taip pat yra šlaito statumas . Statiesiems šlaitams būdingas greitas drenažas ir dirvožemio erozija, todėl čia dirvožemiai yra ploni ir sausesni.

Abiotinėms sąlygoms galioja visi laikomi aplinkos veiksnių poveikio gyviems organizmams dėsniai. Šių dėsnių žinojimas leidžia atsakyti į klausimą: kodėl skirtingi planetos regionai susiformavo skirtingai ekosistemoms? Pagrindinė priežastis – kiekvieno regiono abiotinių sąlygų ypatumai.

Biotiniai ryšiai ir rūšių vaidmuo ekosistemoje

Kiekvienos rūšies paplitimo plotus ir organizmų skaičių riboja ne tik išorinės negyvosios aplinkos sąlygos, bet ir jų santykiai su kitų rūšių organizmais. Artimiausia organizmo gyvenamoji aplinka yra jo biotinė aplinka , šios aplinkos veiksniai vadinami biotinis . Kiekvienos rūšies atstovai sugeba egzistuoti aplinkoje, kurioje ryšiai su kitais organizmais suteikia jiems normalias gyvenimo sąlygas.

Apsvarstykite būdingus įvairių tipų santykių bruožus.

Varzybos yra pats išsamiausias santykių tipas gamtoje, kai dvi populiacijos arba du individai, kovojantys už gyvybei būtinas sąlygas, veikia vienas kitą neigiamas .

Konkurencija gali būti intraspecifinis ir tarprūšinis.

Tarprūšinis kova vyksta tarp tos pačios rūšies individų, tarprūšinė konkurencija vyksta tarp skirtingų rūšių individų. Konkurencinga sąveika gali apimti gyvenamąją erdvę, maistą ar maistines medžiagas, šviesą, pastogę ir daugelį kitų gyvybiškai svarbių veiksnių.

Tarprūšinės konkurencija, kad ir koks būtų jos pagrindas, gali arba sukurti pusiausvyrą tarp dviejų rūšių, arba priversti vienos rūšies populiaciją pakeisti kitos rūšies populiacija, arba priversti vieną rūšį išstumti kitą į kitą vietą arba priversti ją pereiti prie kitų išteklių naudojimas. Nusprendė, kad du ekologiniu požiūriu ir poreikiams identiški rūšių poreikiai negali egzistuoti vienoje vietoje ir anksčiau ar vėliau vienas konkurentas išstumia kitą. Tai vadinamasis išskyrimo arba Gauzės principas.

Kadangi ekosistemos struktūroje vyrauja maisto sąveika, būdingiausia rūšių sąveikos forma trofinėse grandinėse yra grobuoniškumas , kuriame vienos rūšies individas, vadinamas plėšrūnu, minta kitos rūšies organizmais (ar organizmų dalimis), vadinamais grobiu, o plėšrūnas gyvena atskirai nuo grobio. Tokiais atvejais teigiama, kad dvi rūšys yra susijusios su plėšrūno ir grobio santykiu.

Neutralizmas - Tai yra santykių tipas, kai nė viena iš populiacijų neturi jokios įtakos kitai: tai neturi įtakos jos populiacijų augimui pusiausvyroje ir jų tankumui. Tačiau iš tikrųjų gana sunku, atliekant stebėjimus ir eksperimentus natūraliomis sąlygomis, įsitikinti, kad dvi rūšys yra visiškai nepriklausomos viena nuo kitos.

Apibendrinant formbiotinių ryšių svarstymą, galime padaryti tokias išvadas:

1) gyvų organizmų santykiai yra vienas pagrindinių organizmų gausos ir erdvinio pasiskirstymo gamtoje reguliatorių;

2) neigiama sąveika tarp organizmų atsiranda pradinėse bendruomenės vystymosi stadijose arba sutrikusiomis gamtinėmis sąlygomis; naujai susikūrusiose ar naujose asociacijose stiprios neigiamos sąveikos atsiradimo tikimybė yra didesnė nei senose asociacijose;

3) ekosistemų evoliucijos ir vystymosi procese pastebima tendencija mažinti neigiamų sąveikų vaidmenį teigiamų, didinančių sąveikaujančių rūšių išlikimą, sąskaita.

Į visas šias aplinkybes asmuo, vykdydamas ekologinių sistemų ir atskirų populiacijų tvarkymo priemones, turi atsižvelgti, siekdamas jas panaudoti savo interesais, taip pat numatyti netiesiogines pasekmes, kurios gali kilti šiuo atveju.

4. Ekosistemų funkcionavimas

Energija ekosistemose.

Prisiminkite, kad ekosistema yra gyvų organizmų, kurie nuolat keičiasi energija, medžiaga ir informacija tarpusavyje ir su aplinka, visuma. Pirmiausia apsvarstykite energijos mainų procesą.

energijos apibrėžiamas kaip gebėjimas dirbti. Energijos savybes apibūdina termodinamikos dėsniai.

Pirmasis termodinamikos dėsnis (pradžia). arba energijos tvermės dėsnis teigia, kad energija gali keistis iš vienos formos į kitą, tačiau ji neišnyksta ir nesusikuria iš naujo.

Antrasis termodinamikos dėsnis (pradžia). arba įstatymas entropija teigia, kad uždaroje sistemoje entropija gali tik didėti. Pritaikyta energija ekosistemose Patogi tokia formuluotė: procesai, susiję su energijos virsmu, gali vykti savaime tik su sąlyga, kad energija iš koncentruotos formos pereina į išsklaidytą, tai yra, degraduoja. entropija . Kuo aukštesnė sistemos tvarka, tuo mažesnė jos entropija.

Taigi bet kuri gyva sistema, įskaitant ekosistemą, išlaiko savo gyvybinę veiklą pirmiausia dėl to, kad aplinkoje yra laisvos energijos (Saulės energijos) perteklius; antra, gebėjimas dėl ją sudarančių komponentų išsidėstymo pagauti ir sutelkti šią energiją, o naudojant ją išsklaidyti į aplinką.

Taigi, pirmiausia energijos paėmimas ir koncentravimas pereinant iš vieno trofinio lygio į kitą padidina gyvosios sistemos tvarkingumą, organizavimą, tai yra, sumažina jos entropiją.

Ekosistemų energija ir produktyvumas

Taigi, gyvybė ekosistemoje išlaikoma dėl nenutrūkstamo energijos, perduodamos iš vieno trofinio lygio į kitą, per gyvąją medžiagą; kol vyksta nuolatinis energijos virsmas iš vienos formos į kitą. Be to, transformuojant energiją dalis jos prarandama šilumos pavidalu.

Tada kyla klausimas: kokiais kiekybiniais santykiais, proporcijomis skirtingų trofinių lygių bendruomenės nariai ekosistemoje turėtų būti tarpusavyje, kad galėtų patenkinti savo energijos poreikį?

Visas energijos rezervas yra sutelktas į organinės medžiagos – biomasės – masę, todėl organinių medžiagų susidarymo ir naikinimo intensyvumą kiekviename lygmenyje lemia energijos perėjimas per ekosistemą (biomasė visada gali būti išreikšta energijos vienetais).

Organinių medžiagų susidarymo greitis vadinamas produktyvumu. Atskirkite pirminį ir antrinį produktyvumą.

Bet kurioje ekosistemoje biomasė susidaro ir sunaikinama, o šiuos procesus visiškai nulemia žemesnio trofinio lygio – gamintojų – gyvavimas. Visi kiti organizmai vartoja tik augalų jau sukurtas organines medžiagas, todėl bendras ekosistemos produktyvumas nuo jų nepriklauso.

Dideli biomasės gamybos tempai stebimi natūraliose ir dirbtinėse ekosistemose, kur abiotiniai veiksniai yra palankūs, o ypač kai papildoma energija tiekiama iš išorės, o tai sumažina pačios sistemos gyvybės palaikymo išlaidas. Ši papildoma energija gali būti įvairių formų: pavyzdžiui, dirbamame lauke, iškastinio kuro energijos ir žmogaus ar gyvūno atliekamo darbo pavidalu.

Taigi, norint aprūpinti energija visus gyvų organizmų bendrijos individus ekosistemoje, būtinas tam tikras kiekybinis santykis tarp gamintojų, skirtingų kategorijų vartotojų, detritų tiekėjų ir skaidytojų. Tačiau bet kokių organizmų, taigi ir visos sistemos, gyvavimui neužtenka tik energijos, jie būtinai turi gauti įvairių mineralinių komponentų, mikroelementų, organinių medžiagų, reikalingų gyvosios medžiagos molekulėms kurti.

Elementų ciklas ekosistemoje

Iš kur gyvojoje medžiagoje iš pradžių atsiranda komponentai, reikalingi organizmo statybai? Jas į maisto grandinę tiekia tie patys gamintojai. Jie iš dirvožemio išgauna neorganinius mineralus ir vandenį, iš oro – CO2, o iš fotosintezės metu susidariusios gliukozės, pasitelkdami biogenus, toliau stato kompleksines organines molekules – angliavandenius, baltymus, lipidus, nukleino rūgštis, vitaminus ir kt.

Kad būtini elementai būtų prieinami gyviems organizmams, jie turi būti prieinami visą laiką.

Šiuose santykiuose realizuojamas materijos tvermės dėsnis. Patogu jį suformuluoti taip: atomai cheminėse reakcijose niekada neišnyksta, nesusidaro ir nevirsta vienas kitu; jie tik persitvarko, sudarydami skirtingas molekules ir junginius (vienu metu įsisavinama arba išsiskiria energija). Dėl šios priežasties atomai gali būti naudojami įvairiausiuose junginiuose ir jų atsargos niekada neišsenka. Taip vyksta natūraliose ekosistemose elementų ciklų pavidalu. Šiuo atveju išskiriamos dvi cirkuliacijos: didelis (geologinis) ir mažas (biotinis).

Vandens ciklas yra vienas iš grandiozinių procesų Žemės rutulio paviršiuje. Jis atlieka svarbų vaidmenį susiejant geologinius ir biotinius ciklus. Biosferoje vanduo, nuolat pereidamas iš vienos būsenos į kitą, daro mažus ir didelius ciklus. Vandens išgaravimas nuo vandenyno paviršiaus, vandens garų kondensacija atmosferoje ir krituliai vandenyno paviršiuje sudaro nedidelį ciklą. Jei vandens garus oro srovės nuneša į žemę, ciklas tampa daug sudėtingesnis. Šiuo atveju dalis kritulių išgaruoja ir grįžta į atmosferą, kita dalis maitina upes ir rezervuarus, bet galiausiai su upių ir požeminiu nuotėkiu vėl grįžta į vandenyną ir taip užbaigia didelį ciklą. Svarbi vandens ciklo savybė yra ta, kad, sąveikaudama su litosfera, atmosfera ir gyvąja medžiaga, jis sujungia visas hidrosferos dalis: vandenyną, upes, dirvožemio drėgmę, gruntinį vandenį ir atmosferos drėgmę. Vanduo yra būtinas visų gyvų dalykų komponentas. Požeminis vanduo, prasiskverbdamas per augalo audinius transpiracijos procese, atneša mineralinių druskų, reikalingų pačių augalų gyvybinei veiklai.

Apibendrindami ekosistemų funkcionavimo dėsnius, dar kartą suformuluosime pagrindines jų nuostatas:

1) natūralios ekosistemos egzistuoja neteršiančios laisvos saulės energijos, kurios kiekis yra per didelis ir santykinai pastovus, sąskaita;

2) energijos ir materijos perdavimas per gyvų organizmų bendriją ekosistemoje vyksta išilgai mitybos grandinės; visų rūšių gyviai ekosistemoje pagal funkcijas, kurias jie atlieka šioje grandinėje, skirstomi į gamintojus, vartotojus, detrito tiekėjus ir skaidytojus – tokia yra bendruomenės biotinė struktūra; kiekybinis gyvų organizmų skaičiaus santykis tarp trofinių lygių atspindi bendrijos trofinę struktūrą, kuri lemia energijos ir medžiagos prasiskverbimo per bendruomenę greitį, tai yra ekosistemos produktyvumą;

3) natūralios ekosistemos dėl savo biotinės sandaros neribotą laiką išlaiko stabilią būklę, nenukentėdamos nuo išteklių išeikvojimo ir taršos savomis atliekomis; išteklių gavimas ir atliekų atsikratymas vyksta visų elementų cikle.

5. Žmogaus poveikis ekosistemai.

Žmogaus poveikis jo natūraliai aplinkai gali būti vertinamas įvairiais aspektais, priklausomai nuo šio klausimo tyrimo tikslo. Iš požiūrio taško ekologija Įdomu panagrinėti žmogaus poveikį ekologinėms sistemoms žmogaus veiksmų atitikimo ar prieštaravimo objektyviems natūralių ekosistemų funkcionavimo dėsniams požiūriu. Remiantis biosferos požiūriu kaip pasaulinė ekosistema, visa žmogaus veiklos įvairovė biosferoje lemia pokyčius: biosferos sudėtį, ciklus ir ją sudarančių medžiagų pusiausvyrą; biosferos energijos balansas; Šių pokyčių kryptis ir laipsnis yra toks, kad pats žmogus jiems suteikė pavadinimą ekologinė krizė. Šiuolaikinei ekologinei krizei būdingos šios apraiškos:

Palaipsniui besikeičiantis planetos klimatas, pasikeitus dujų balansui atmosferoje;

Bendras ir vietinis (virš ašigalių, atskiri žemės plotai) biosferos ozono ekrano naikinimas;

Pasaulio vandenyno tarša sunkiaisiais metalais, kompleksiniais organiniais junginiais, naftos produktais, radioaktyviosiomis medžiagomis, vandens prisotinimas anglies dioksidu;

Natūralių ekologinių ryšių tarp vandenyno ir sausumos vandenų nutrūkimas dėl upių užtvankų statybos, dėl ko pasikeičia kietas nuotėkis, neršto takai ir kt.;

Atmosferos tarša, kai susidaro rūgštiniai krituliai, labai toksiškos medžiagos dėl cheminių ir fotocheminių reakcijų;

Sausumos vandenų, įskaitant upių vandenis, naudojamus geriamajam vandeniui tiekti, užteršimas labai toksiškomis medžiagomis, įskaitant dioksinus, sunkiuosius metalus, fenolius;

Planetos dykumėjimas;

Dirvožemio sluoksnio degradacija, žemdirbystei tinkamos derlingos žemės ploto mažinimas;

Tam tikrų teritorijų radioaktyvioji tarša, susijusi su radioaktyviųjų atliekų laidojimu, žmogaus sukeltos avarijos ir kt.;

Buitinių ir pramoninių atliekų, ypač praktiškai nesuyrančių plastikų, kaupimasis ant žemės paviršiaus;

Atogrąžų ir borealinių miškų plotų mažinimas, dėl kurio atsiranda dujų atmosferos disbalansas, įskaitant deguonies koncentracijos planetos atmosferoje sumažėjimą;

Požeminės erdvės, įskaitant požeminį vandenį, užterštumas, dėl kurio jie netinkami vandens tiekimui ir kelia grėsmę dar mažai tyrinėtai litosferos gyvybei;

Masinis ir greitas, laviną primenantis gyvosios medžiagos rūšių nykimas;

Gyvenamosios aplinkos pablogėjimas apgyvendintose, pirmiausia urbanizuotose vietovėse;

Bendras gamtos išteklių išsekimas ir trūkumas žmonijos vystymuisi;

Organizmų dydžio, energetinio ir biogeocheminio vaidmens keitimas, mitybos grandinių keitimas, tam tikrų rūšių organizmų masinis dauginimasis;

Ekosistemų hierarchijos pažeidimas, sisteminio vienodumo padidėjimas planetoje.

Išvada

Kai šeštojo dešimtmečio viduryje pasaulio bendruomenės dėmesio centre atsidūrė aplinkos problemos, iškilo klausimas: kiek žmonijai dar liko laiko? Kada ji pradės skinti naudą už savo aplinkos nepriežiūrą? Mokslininkai apskaičiavo: per 30-35 m. Tas laikas atėjo. Tapome pasaulinės aplinkos krizės, kurią išprovokavo žmogaus veikla, liudininkai. Kartu praėję trisdešimt metų nenuėjo veltui: sukurtas tvirtesnis mokslinis pagrindas aplinkos problemoms suprasti, suformuotos visų lygių reguliavimo institucijos, suburta daugybė visuomeninių aplinkosaugos grupių, parengti naudingi įstatymai ir teisės aktai. buvo priimti ir kai kurie tarptautiniai susitarimai.

Tačiau šalinamos pasekmės, o ne priežastys.Dėmesys savo pačių populiacijos sprogimui, natūralių ekosistemų ištrynimui nuo žemės paviršiaus.

Pagrindinė pamokoje aptartos medžiagos išvada yra gana aiški: gamtos principams ir dėsniams prieštaraujančios sistemos yra nestabilios . Bandymai juos išsaugoti tampa vis brangesni ir sudėtingesni ir vis tiek pasmerkti žlugti.

Norint priimti ilgalaikius sprendimus, būtina atkreipti dėmesį į principus, lemiančius darnią plėtrą, būtent:

gyventojų skaičiaus stabilizavimas;

pereiti prie energiją ir išteklius tausojančio gyvenimo būdo;

aplinkai nekenksmingų energijos šaltinių plėtra;

mažo atliekų kiekio pramoninių technologijų kūrimas;

atliekų perdirbimas;

sukurti subalansuotą žemės ūkio gamybą, neeikvojančią dirvožemio ir vandens išteklių, neteršiančią žemės ir maisto;

planetos biologinės įvairovės išsaugojimas.

Bibliografija

1. NebelB. Mokslas apie aplinką: kaip veikia pasaulis: 2 tomai - M .: Mir, 1993 m.

2. Odum Yu. Ekologija: 2 tomai - M .: Mir, 1986 m.

3. ReimersN. F. Gamtos ir žmogaus aplinkos apsauga: Žodynas-žinynas. - M.: Švietimas, 1992. - 320 p.

4. StadnitskyG. V. Rodionovas A.I. Ekologija.

5. M.: Aukštasis. mokykla, 1988. - 272 p.

Pagrindinės ekosistemų charakteristikos yra šios: dydis, talpa, stabilumas, patikimumas, savigyja, savireguliacija ir apsivalymas.

Ekosistemos dydis- tai erdvė, kurioje galima atlikti visų ekosistemą sudarančių komponentų ir elementų savireguliacijos ir savigydos procesus. Yra mikroekosistemos (pavyzdžiui, bala su jos gyventojais, skruzdėlynas), mezoekosistemos (miškas, upė, tvenkinys) ir makroekosistemos (tundra, dykuma, vandenynas).

Ekosistemos pajėgumas– tai didžiausia vienos rūšies populiacija, kurią ši ekosistema gali išlaikyti tam tikromis aplinkos sąlygomis ilgą laiką. Pavyzdžiui, sklypo talpa yra laukinių ar naminių gyvūnų, galinčių neribotą laiką gyventi ir veistis teritorijos vieneto plote, skaičius.

Ekosistemos atsparumas- tai ekosistemos gebėjimas išlaikyti savo struktūrą ir funkcines savybes veikiant išoriniams ir vidiniams veiksniams, t.y. jo gebėjimas reaguoti, proporcingas smūgio jėgai. Natūralios ekosistemos sugeba atlaikyti įvairius žalingus poveikius ir, atsikūrus normalioms sąlygoms, sugrįžta į būseną, artimą pradinei. Vienų ar kitų rūšių tankumas mažėja esant nepalankioms sąlygoms, tačiau optimaliomis sąlygomis didėja vaisingumas, augimo ir vystymosi tempai, atstatomas rūšies tankumas. Ekosistemų stabilumo matas dažnai laikomas jų rūšių įvairove. Sudėtingos ekosistemos yra stabiliausios, jose susiformuoja sudėtingi trofiniai ryšiai. Supaprastintos struktūros ekosistemos yra itin nestabilios, jose vyksta staigūs atskirų populiacijų skaičiaus svyravimai. Pavyzdžiui, sudėtingos atogrąžų miškų ekosistemos yra ypač stabilios, o Arktyje rūšių, kurios galėtų pakeisti pagrindines rūšis kaip maistą, trūkumas lemia didelius populiacijų svyravimus.

Ekosistemos patikimumas- tai ekosistemos gebėjimas santykinai visiškai save atstatyti ir reguliuoti (per savo egzistavimo eilinį ar evoliucinį laikotarpį), t.y. išlaikyti pagrindinius savo parametrus laike ir erdvėje. Svarbi patikimumo savybė yra ekosistemos struktūros, funkcijų ir vystymosi krypties išsaugojimas, be kurio ši ekosistema pakeičiama kita, kitokia struktūra, funkcijomis, o kartais ir vystymosi kryptimi. Paprasčiausias ekologinio ekosistemos patikimumo palaikymo mechanizmas – dėl tam tikrų priežasčių pasitraukusios rūšies pakeitimas kita, ekologiškai artima. Jei ekosistemoje tokios rūšies nėra, tada ji pakeičiama tolimesne.

Natūralių ekosistemų savaiminis išgydymas- tai nepriklausomas ekosistemų grįžimas į dinaminės pusiausvyros būseną, iš kurios jas išvedė bet kokie gamtiniai ir antropogeniniai veiksniai.

Natūralių ekosistemų savireguliacija- tai natūralių ekosistemų gebėjimas savarankiškai atkurti vidinių savybių pusiausvyrą po bet kokio natūralaus ar antropogeninio poveikio, naudojant grįžtamojo ryšio tarp jo komponentų principą, t.y. ekosistema gali išlaikyti savo struktūrą ir funkcionavimą tam tikromis išorinėmis sąlygomis. Savireguliacija pasireiškia, pavyzdžiui, tuo, kad kiekvienos į ekosistemą įtrauktos rūšies individų skaičius išlaikomas tam tikrame santykinai pastoviame lygyje. Natūralių ekosistemų savigydymas ir savireguliacija visų pirma grindžiami ekosistemų gebėjimu apsivalyti.

Savaiminis ekosistemų apsivalymas- tai natūralus teršalo sunaikinimas aplinkoje dėl joje vykstančių natūralių fizinių, cheminių ir biologinių procesų.

1. Fizikiniai vandens telkinių savaiminio išsivalymo veiksniai yra patenkančios taršos ištirpimas, maišymasis ir nusėdimas į dugną, taip pat ultravioletinės saulės spinduliuotės poveikis bakterijoms ir virusams. Vidutinio klimato zonose, veikiant fiziniams veiksniams, upė išsivalo jau po 200-300 km nuo taršos vietos, o Tolimojoje Šiaurėje - po 2000 km.

2. Cheminiai savaiminio apsivalymo veiksniai – tai organinių ir neorganinių medžiagų oksidacija. Norint įvertinti rezervuaro cheminį savaiminį išsivalymą, naudojami tokie rodikliai kaip:

a) BDS – biologinis deguonies poreikis – tai deguonies kiekis, reikalingas visoms organinėms medžiagoms oksiduotis bakterijoms ir pirmuoniams (dažniausiai per 5 dienas BITK) 1 litre užteršto vandens;

b) ChDS – cheminis deguonies poreikis – deguonies kiekis (ml/l arba g/l vandens), reikalingas visiškam teršalų oksidavimui cheminių reagentų (dažniausiai kalio bichromato) pagalba.

3. Biologiniai savaiminio apsivalymo faktoriai – tai vandens telkinių valymas dumblių, pelėsių ir mielių, austrių, amebų ir kitų gyvų organizmų pagalba. Pavyzdžiui, kiekvienas moliuskas per dieną perfiltruoja daugiau nei 30 litrų vandens, išvalydamas jį nuo visų rūšių nešvarumų.

Natūralios ekosistemos veikia pagal tris pagrindinius principus:

Pirmasis natūralių ekosistemų veikimo principas – išteklių gavimas ir atliekų pašalinimas vyksta visų elementų cikle (derina su masės tvermės dėsniu). Biogeninių elementų ciklas, vykstantis dėl organinių medžiagų sintezės ir irimo ekosistemoje, pagrįstas fotosintezės reakcija, vadinamas biotinis medžiagos ciklas. Be biogeninių elementų, biotiniame cikle dalyvauja ir svarbiausi biotai mineraliniai elementai bei daug įvairių junginių. Todėl vadinamas ir visas ciklinis biotos sukeltų cheminių virsmų procesas biogeocheminis ciklasapimtis.

Ekosistema apima visus gyvus organizmus (augalus, gyvūnus, grybus ir mikroorganizmus), kurie vienaip ar kitaip sąveikauja tarpusavyje ir su savo negyva aplinka (klimatas, dirvožemis, saulės šviesa, oras, atmosfera, vanduo ir kt.). .

Ekosistema neturi apibrėžto dydžio. Jis gali būti toks didelis, kaip dykuma ar ežeras, arba mažas kaip medis ar bala. Vanduo, temperatūra, augalai, gyvūnai, oras, šviesa ir dirvožemis sąveikauja kartu.

Ekosistemos esmė

Ekosistemoje kiekvienas organizmas turi savo vietą ar vaidmenį.

Apsvarstykite mažo ežero ekosistemą. Jame galite rasti visų rūšių gyvų organizmų, nuo mikroskopinių iki gyvūnų ir augalų. Jie priklauso nuo tokių dalykų kaip vanduo, saulės šviesa, oras ir net maistinių medžiagų kiekis vandenyje. (Spustelėkite norėdami sužinoti daugiau apie penkis pagrindinius gyvų organizmų poreikius).

Ežerų ekosistemos diagrama

Kaskart, kai į ekosistemą patenka „pašalinis asmuo“ (gyva būtybė (-ės) arba išorinis veiksnys, pvz., kylanti temperatūra), gali kilti katastrofiškų pasekmių. Taip yra todėl, kad naujas organizmas (arba veiksnys) gali iškreipti natūralią sąveikos pusiausvyrą ir sukelti galimą žalą ar sunaikinimą nevietinei ekosistemai.

Paprastai biotiniai ekosistemos nariai kartu su jų abiotiniais veiksniais priklauso vienas nuo kito. Tai reiškia, kad vieno nario ar vieno abiotinio faktoriaus nebuvimas gali paveikti visą ekologinę sistemą.

Jei trūksta šviesos ir vandens arba jei dirvoje mažai maistinių medžiagų, augalai gali žūti. Jei augalai žūva, pavojus gresia ir nuo jų priklausomiems gyvūnams. Jei gyvūnai, priklausantys nuo augalų, miršta, miršta ir kiti nuo jų priklausomi gyvūnai. Ekosistema gamtoje veikia taip pat. Visos jo dalys turi veikti kartu, kad išlaikytų pusiausvyrą!

Deja, ekosistemas gali sunaikinti stichinės nelaimės, tokios kaip gaisrai, potvyniai, uraganai ir ugnikalnių išsiveržimai. Žmogaus veikla taip pat prisideda prie daugelio ekosistemų sunaikinimo ir.

Pagrindiniai ekosistemų tipai

Ekologinės sistemos turi neapibrėžtus matmenis. Jie gali egzistuoti mažoje erdvėje, pavyzdžiui, po akmeniu, pūvančiu medžio kelmu ar nedideliame ežere, taip pat užimti didelius plotus (kaip ir visą atogrąžų mišką). Techniniu požiūriu mūsų planetą galima vadinti viena didžiule ekosistema.

Mažos pūvančios kelmo ekosistemos diagrama

Ekosistemų tipai priklausomai nuo mastelio:

• mikroekosistema- nedidelio masto ekosistema, tokia kaip tvenkinys, bala, medžio kelmas ir kt.
• mezoekosistema- ekosistema, pvz., miškas arba didelis ežeras.
• Biomas. Labai didelė ekosistema arba ekosistemų rinkinys su panašiais biotiniais ir abiotiniais veiksniais, pavyzdžiui, visas atogrąžų miškas su milijonais gyvūnų ir medžių ir daug skirtingų vandens telkinių.

Ekosistemų ribos nėra pažymėtos aiškiomis linijomis. Jas dažnai skiria geografinės kliūtys, tokios kaip dykumos, kalnai, vandenynai, ežerai ir upės. Kadangi ribos nėra griežtai nustatytos, ekosistemos linkusios susilieti viena su kita. Štai kodėl ežere gali būti daug mažesnių ekosistemų su savo unikaliomis savybėmis. Mokslininkai šį mišinį vadina „Ecoton“.

Ekosistemų tipai pagal atsiradimo tipą:

Be minėtų ekosistemų tipų, dar skirstomos į natūralias ir dirbtines ekologines sistemas. Natūralią ekosistemą kuria gamta (miškas, ežeras, stepė ir kt.), o dirbtinę – žmogaus (sodas, sodo sklypas, parkas, laukas ir kt.).

Ekosistemų tipai

Yra du pagrindiniai ekosistemų tipai: vandens ir sausumos. Kiekviena kita pasaulio ekosistema patenka į vieną iš šių dviejų kategorijų.

Sausumos ekosistemos

Sausumos ekosistemas galima rasti bet kurioje pasaulio vietoje ir jos skirstomos į:

miškų ekosistemos

Tai ekosistemos, kuriose gausu augmenijos arba daug organizmų, gyvenančių palyginti nedidelėje erdvėje. Taigi gyvų organizmų tankis miško ekosistemose yra gana didelis. Nedidelis šios ekosistemos pokytis gali paveikti visą jos pusiausvyrą. Be to, tokiose ekosistemose galite rasti daugybę faunos atstovų. Be to, miško ekosistemos skirstomos į:

• Visžaliai atogrąžų miškai arba atogrąžų miškai: per metus vidutiniškai iškrenta daugiau nei 2000 mm kritulių. Jiems būdinga tanki augmenija, kurioje vyrauja aukšti medžiai, išsidėstę skirtinguose aukščiuose. Šios teritorijos yra prieglobstis įvairių rūšių gyvūnams.
• Tropiniai lapuočių miškai: Be didžiulės medžių rūšių įvairovės, čia aptinkami ir krūmai. Šio tipo miškai randami daugelyje pasaulio vietų, juose gyvena daug įvairių floros ir faunos.
• : Jie turi nemažai medžių. Jame vyrauja visžaliai medžiai, kurie atnaujina savo lapiją ištisus metus.
• Plačialapiai miškai: Jie yra drėgnuose vidutinio klimato regionuose, kuriuose yra pakankamai kritulių. Žiemos mėnesiais medžiai meta lapus.
• : Tiesiai priešais esančią taigą apibūdina visžaliai spygliuočiai, šešis mėnesius minusinė temperatūra ir rūgštus dirvožemis. Šiltuoju metų laiku galima sutikti daugybę migruojančių paukščių, vabzdžių ir.

dykumos ekosistema

Dykumos ekosistemos išsidėsčiusios dykumų regionuose ir jose per metus iškrenta mažiau nei 250 mm kritulių. Jie užima apie 17% visos Žemės sausumos masės. Dėl itin aukštos oro temperatūros, prastos prieigos ir intensyvios saulės šviesos bei ne tokios turtingos kaip kitose ekosistemose.

pievų ekosistema

Pievos yra tropiniuose ir vidutinio klimato pasaulio regionuose. Pievos plotą daugiausia sudaro žolės, nedidelis skaičius medžių ir krūmų. Pievose gyvena besiganantys gyvuliai, vabzdžiaėdžiai ir žolėdžiai. Yra du pagrindiniai pievų ekosistemų tipai:

• : Atogrąžų pievos, kuriose yra sausas sezonas ir kurioms būdingi pavieniui augantys medžiai. Jie aprūpina maistą daugeliui žolėdžių gyvūnų, taip pat yra daugelio plėšrūnų medžioklės vieta.
• Prerijos (vidutinio klimato pievos): Tai vietovė su vidutinio sunkumo žolės danga, kurioje visiškai nėra didelių krūmų ir medžių. Prerijose randama želmenų ir aukšta žolė, taip pat stebimos sausringos klimato sąlygos.
• Stepių pievos: Sausų pievų teritorijos, esančios šalia pusiau sausų dykumų. Šių pievų augmenija trumpesnė nei savanose ir prerijose. Medžiai yra reti ir dažniausiai aptinkami upių ir upelių pakrantėse.

kalnų ekosistemos

Aukštumose yra įvairių buveinių, kur galima rasti daug gyvūnų ir augalų. Aukštyje dažniausiai vyrauja atšiaurios klimato sąlygos, kuriose gali išgyventi tik Alpių augalai. Aukštai kalnuose gyvenantys gyvūnai turi storus kailinius, kad apsaugotų juos nuo šalčio. Apatinius šlaitus dažniausiai dengia spygliuočių miškai.

Vandens ekosistemos

Vandens ekosistema – ekosistema, esanti vandens aplinkoje (pavyzdžiui, upėse, ežeruose, jūrose ir vandenynuose). Ji apima vandens floros, faunos ir vandens savybes ir skirstoma į du tipus: jūrines ir gėlavandenes ekologines sistemas.

jūrų ekosistemos

Tai didžiausios ekosistemos, dengiančios apie 71 % Žemės paviršiaus ir turinčios 97 % planetos vandens. Jūros vandenyje yra daug ištirpusių mineralų ir druskų. Jūros ekologinė sistema skirstoma į:

• Okeaninė (palyginti sekli vandenyno dalis, esanti žemyniniame šelfe);
• Profundal zona (gili vandens plotas, į kurį neįsiskverbia saulės spinduliai);
• Bentalinė sritis (bentoso organizmų gyvenama teritorija);
• potvynių zona (vieta tarp atoslūgių ir potvynių);
• Estuarijos;
• Koraliniai rifai;
• Druskos pelkės;
• Hidroterminės angos, kuriose yra chemosintetinės medžiagos.

Jūrų ekosistemose gyvena daug rūšių organizmų, būtent: rudieji dumbliai, koralai, galvakojai, dygiaodžiai, dygiaodžiai, rykliai ir kt.

Gėlo vandens ekosistemos

Skirtingai nuo jūrų ekosistemų, gėlo vandens ekosistemos užima tik 0,8 % Žemės paviršiaus ir sudaro 0,009 % viso pasaulio vandens tiekimo. Yra trys pagrindiniai gėlo vandens ekosistemų tipai:

• Sustingęs: vandenys, kuriuose nėra srovės, pavyzdžiui, baseinai, ežerai ar tvenkiniai.
• Tekantys: greitai judantys vandenys, tokie kaip upeliai ir upės.
• Pelkės: vietos, kuriose dirvožemis yra nuolat arba periodiškai užliejamas.

Gėlavandenėse ekosistemose gyvena ropliai, varliagyviai ir apie 41 % pasaulio žuvų rūšių. Greitai tekantys vandenys paprastai turi didesnę ištirpusio deguonies koncentraciją, todėl palaiko didesnę biologinę įvairovę nei stovinčio tvenkinio ar ežero vanduo.

Ekosistemos struktūra, komponentai ir veiksniai

Ekosistema apibrėžiama kaip natūralus funkcinis ekologinis vienetas, susidedantis iš gyvų organizmų (biocenozė) ir jų negyvosios aplinkos (abiotinės arba fizikinės-cheminės), kurios sąveikauja tarpusavyje ir sukuria stabilią sistemą. Tvenkinys, ežeras, dykuma, ganykla, pieva, miškas ir kt. yra įprasti ekosistemų pavyzdžiai.

Kiekviena ekosistema susideda iš abiotinių ir biotinių komponentų:

Ekosistemos struktūra

Abiotiniai komponentai

Abiotiniai komponentai yra nesusiję gyvybės ar fizinės aplinkos veiksniai, turintys įtakos gyvų organizmų struktūrai, pasiskirstymui, elgesiui ir sąveikai.

Abiotiniai komponentai daugiausia yra dviejų tipų:

• klimato veiksniaiįskaitant lietų, temperatūrą, šviesą, vėją, drėgmę ir kt.
• Edafiniai veiksniai, įskaitant dirvožemio rūgštingumą, topografiją, mineralizaciją ir kt.

Abiotinių komponentų svarba

Atmosfera aprūpina gyvus organizmus anglies dioksidu (fotosintezei) ir deguonimi (kvėpavimui). Garavimo, transpiracijos ir vykstantys procesai tarp atmosferos ir Žemės paviršiaus.

Saulės spinduliuotė šildo atmosferą ir išgarina vandenį. Šviesa taip pat būtina fotosintezei. aprūpina augalus energija augimui ir medžiagų apykaitai, taip pat ekologiškais produktais maitinti kitas gyvybės formas.

Daugumą gyvų audinių sudaro didelis vandens procentas, iki 90% ar daugiau. Nedaug ląstelių gali išgyventi, jei vandens kiekis nukrenta žemiau 10%, o dauguma jų miršta, kai vandens kiekis yra mažesnis nei 30-50%.

Vanduo yra terpė, per kurią mineraliniai maisto produktai patenka į augalus. Tai taip pat būtina fotosintezei. Augalai ir gyvūnai vandenį gauna iš Žemės paviršiaus ir dirvožemio. Pagrindinis vandens šaltinis yra atmosferos krituliai.

Biotiniai komponentai

Gyvi daiktai, įskaitant augalus, gyvūnus ir mikroorganizmus (bakterijas ir grybus), esantys ekosistemoje, yra biotiniai komponentai.

Atsižvelgiant į jų vaidmenį ekologinėje sistemoje, biotinius komponentus galima suskirstyti į tris pagrindines grupes:

• Prodiuseriai gaminti organines medžiagas iš neorganinių medžiagų naudojant saulės energiją;
• Vartotojaišerti jau paruoštomis gamintojų (žolėdžių, plėšrūnų ir kt.) pagamintomis organinėmis medžiagomis;
• Reduktoriai. Bakterijos ir grybai, kurie naikina negyvus gamintojų (augalų) ir vartotojų (gyvūnų) organinius junginius mitybai ir išskiria į aplinką paprastas medžiagas (neorganines ir organines), susidariusias kaip šalutiniai jų apykaitos produktai.

Šios paprastos medžiagos atkuriamos dėl cikliško medžiagų apykaitos tarp biotinės bendruomenės ir abiotinės ekosistemos aplinkos.

Ekosistemų lygiai

Norėdami suprasti ekosistemos sluoksnius, apsvarstykite šį paveikslą:

Ekosistemos pakopos diagrama

Individualus

Individas yra bet kokia gyva būtybė ar organizmas. Individai neperi su kitų grupių individais. Gyvūnai, skirtingai nei augalai, paprastai įtraukiami į šią sąvoką, nes kai kurie floros atstovai gali kryžmintis su kitomis rūšimis.

Aukščiau pateiktoje diagramoje matote, kad auksinė žuvelė sąveikauja su aplinka ir veisiasi tik su savo rūšies atstovais.

gyventojų

Populiacija yra tam tikros rūšies individų grupė, tam tikru metu gyvenanti tam tikroje geografinėje vietovėje. (Pavyzdys yra auksinė žuvelė ir jos rūšies atstovai). Atminkite, kad populiacija apima tos pačios rūšies individus, kurie gali turėti įvairių genetinių skirtumų, pvz., kailio / akių / odos spalvos ir kūno dydžio.

bendruomenė

Bendruomenė apima visus gyvus organizmus tam tikroje srityje tam tikru metu. Jame gali būti įvairių rūšių gyvų organizmų populiacijų. Aukščiau pateiktoje diagramoje atkreipkite dėmesį, kaip tam tikroje aplinkoje sugyvena auksinė žuvelė, lašiša, krabai ir medūzos. Didelė bendruomenė paprastai apima biologinę įvairovę.

Ekosistema

Ekosistema apima gyvų organizmų bendrijas, sąveikaujančias su aplinka. Šiame lygyje gyvi organizmai priklauso nuo kitų abiotinių veiksnių, tokių kaip uolienos, vanduo, oras ir temperatūra.

Biomas

Paprastais žodžiais tariant, tai yra ekosistemų, turinčių panašias charakteristikas su abiotiniais veiksniais, pritaikytais prie aplinkos, rinkinys.

Biosfera

Kai žiūrime į skirtingus biomus, kurių kiekvienas pereina į kitą, susidaro didžiulė žmonių, gyvūnų ir augalų bendruomenė, gyvenanti tam tikrose buveinėse. yra visų Žemėje esančių ekosistemų visuma.

Maisto grandinė ir energija ekosistemoje

Visos gyvos būtybės turi valgyti, kad gautų energijos, reikalingos augti, judėti ir daugintis. Bet ką valgo šie gyvi organizmai? Augalai energiją gauna iš saulės, vieni gyvūnai valgo augalus, kiti – gyvūnus. Toks maitinimosi santykis ekosistemoje vadinamas maisto grandine. Maisto grandinės paprastai atspindi seką, kas kuo maitinasi biologinėje bendruomenėje.

Štai keletas gyvų organizmų, kurie gali tilpti į maisto grandinę:

maisto grandinės diagrama

Maisto grandinė nėra tokia pati kaip. Trofinis tinklas yra daugelio maisto grandinių derinys ir yra sudėtinga struktūra.

Energijos perdavimas

Energija perkeliama maisto grandinėmis iš vieno lygio į kitą. Dalis energijos panaudojama augimui, dauginimuisi, judėjimui ir kitiems poreikiams, o kitam lygiui nepasiekiama.

Trumpesnės maisto grandinės sukaupia daugiau energijos nei ilgos. Panaudotą energiją sugeria aplinka.