Ekosistēmas kapacitāte. Apkrāptu lapa: ekosistēma un tās īpašības

Ekoloģija uzskata dzīvo organismu un nedzīvās dabas mijiedarbība. Šī mijiedarbība, pirmkārt, notiek noteiktas sistēmas (ekoloģiskās sistēmas, ekosistēmas) ietvaros un, otrkārt, tā nav haotiska, bet gan organizēta noteiktā veidā, pakļauta likumiem. Ekosistēma ir ražotāju, patērētāju un atkritumu padevēju kopums, kas mijiedarbojas savā starpā un ar savu vidi, apmainoties ar vielu, enerģiju un informāciju tā, ka šī vienotā sistēma ilgstoši paliek stabila. Tādējādi dabisko ekosistēmu raksturo trīs pazīmes:

• 1) ekosistēma noteikti ir dzīvo un nedzīvu komponentu kombinācija
• 2) ekosistēmā tiek veikts pilns cikls, sākot ar organisko vielu radīšanu un beidzot ar tās sadalīšanos neorganiskās sastāvdaļās;
• 3) ekosistēma kādu laiku saglabājas stabila, ko nodrošina noteikta biotisko un abiotisko komponentu struktūra.

Dabisko ekosistēmu piemēri ir ezers, mežs, tuksnesis, tundra, zeme, okeāns, biosfēra. Kā redzams no piemēriem, vienkāršākas ekosistēmas tiek iekļautas sarežģītākās. Tajā pašā laikā tiek realizēta sistēmu organizācijas hierarhija, šajā gadījumā ekoloģiskā. Tādējādi dabas ierīce jāuzskata par sistēmu, kas sastāv no ligzdotām ekosistēmām, no kurām augstākā ir unikāla globālā ekosistēma – biosfēra. Tās ietvaros notiek enerģijas un matērijas apmaiņa starp visām dzīvajām un nedzīvajām sastāvdaļām planētas mērogā. Katastrofa, kas apdraud visu cilvēci, ir tā, ka viena no pazīmēm, ka ekosistēmai vajadzēja būt pārkāptai: biosfēru kā ekosistēmu no stabilitātes stāvokļa ir izvedusi cilvēka darbība. Sava mēroga un savstarpējo attiecību daudzveidības dēļ tai nevajadzētu no tā pazust, tas pāries jaunā stabilā stāvoklī, mainot savu struktūru, pirmkārt, nedzīvu un pēc tam neizbēgami dzīvo. Cilvēkam kā bioloģiskai sugai ir vismazākās iespējas pielāgoties jauniem, strauji mainīgiem ārējiem apstākļiem un, visticamāk, viņš pirmais izzūd. Pamācošs un ilustratīvs piemērs tam ir stāsts par Lieldienu salu. Vienā no Polinēzijas salām, ko sauc par Lieldienu salu, sarežģītu migrācijas procesu rezultātā 7. gadsimtā radās slēgta, no visas pasaules izolēta civilizācija. Labvēlīgā subtropu klimatā simtiem pastāvēšanas gadu laikā tā ir sasniegusi zināmas attīstības virsotnes, radot oriģinālu kultūru un rakstniecību, ko līdz mūsdienām nav iespējams atšifrēt. Un 17. gadsimtā tas gāja bojā bez pēdām, vispirms iznīcinot salas floru un faunu, bet pēc tam iznīcinot sevi progresīvā mežonībā un kanibālismā. Pēdējiem saliniekiem vairs nebija gribas un materiālu, lai uzbūvētu glābjošos "Noasa šķirstus" – laivas vai plostus. Pazudušā kopiena sevis piemiņai atstāja pustuksneša salu ar milzīgām akmens figūrām - tās kādreizējās varas lieciniekiem. Tātad ekosistēma ir vissvarīgākā apkārtējās pasaules struktūras struktūrvienība. Kā redzams, ekosistēmu pamatu veido dzīvā viela, ko raksturo biotiska struktūra, un biotops, ko nosaka vides faktoru kombinācija.

Ekosistēma, vai ekoloģiskā sistēma(no sengrieķu οἶκος — mājoklis, dzīvesvieta un σύστημα — sistēma) — bioloģiskā sistēma, kas sastāv no dzīvo organismu kopienas ( biocenoze), to dzīvotnes ( biotops), savienojumu sistēma, kas starp tām apmainās ar vielu un enerģiju.

Zinātnieki ekosistēmas iedala mikroekosistēmās (piemēram, koks), mezoekosistēmās (mežs, dīķis) un makroekosistēmās (okeāns, kontinents). Biosfēra ir kļuvusi par globālo ekosistēmu.

Ir īpašības-iezīmes, kas ļauj definēt ekosistēmas jēdzienu, kas darbojas kā tiesiskā regulējuma objekts. Tie ietver:

1. Ekosistēmas slēgšana. Tā neatkarīga darbība. Varam teikt, ka, piemēram, ūdens lāse, mežs, jūra utt. ir ekosistēmas, jo katram no šiem objektiem ir sava stabila organismu sistēma (ciliāti pilē, zivis jūrā utt.). Ekoloģisko sistēmu slēgtais raksturs uzliek par pienākumu visiem dabas resursu lietotājiem ņemt vērā savas rīcības sekas uz vidi, pat ja nav redzamu ietekmes uz dabu izpausmju. Tātad ceļa ieklāšana atklātā vietā, no pirmā acu uzmetiena, neietekmē vidi. Bet noteiktos apstākļos ceļš var kļūt par vides katastrofas avotu, piemēram, ja tas ir ieklāts, nerēķinoties ar palu ūdeņu plūsmu, kas, uzkrājoties, var iznīcināt zemes segumu.

2. Ekosistēmu savstarpējā saistība. Šī funkcija rada nepieciešamību pēc integrētas pieejas dabas objektu izmantošanā, ko praksē sauc par ainavu. Piemēram, piešķirot zemi aramzemei ​​vai veicot meliorāciju, ir jāņem vērā savvaļas faunas pārstāvju migrācijas ceļi, atsevišķi krūmi, purvi, copes u.c. saglabāt neskartus, tas ir, ne traucēt apkārtnē izveidojušos ainavu. Ainaviskā pieeja ļauj nodrošināt dabas apsaimniekošanā vispārēju ekoloģisko prioritāti, saskaņā ar kuru visiem dabas objektu izmantošanas veidiem ir jāatbilst dabas vides ekoloģiskās labklājības prasībām.

3. Bioproduktivitāte.Šī īpašība veicina ekosistēmas pašvairošanos, noteiktas funkcijas izpildi, kas rezultātā nosaka dabas objekta atšķirīgo juridisko statusu. Tātad paaugstinātas auglības zemes būtu jāpiešķir lauksaimniecības vajadzībām un citiem mērķiem - neproduktīvām. Produktivitāte tiek ņemta vērā arī, nosakot maksu par dabas objekta izmantošanu, apliekot ar nodokli, zaudējumu atlīdzināšanas vai apdrošināšanas gadījuma iestāšanās gadījumā.

Ekosistēmas piemērs - dīķis ar tajā dzīvojošiem augiem, zivīm, bezmugurkaulniekiem, mikroorganismiem, kas veido sistēmas dzīvo komponentu, biocenoze. Dīķi kā ekosistēmu raksturo noteikta sastāva grunts nogulumi, ķīmiskais sastāvs (jonu sastāvs, izšķīdušo gāzu koncentrācija) un fizikālie parametri (ūdens caurspīdīgums, gada temperatūras izmaiņu tendence), kā arī noteikti bioloģiskās produktivitātes rādītāji, rezervuāra trofiskais stāvoklis un šī rezervuāra īpašie apstākļi.

Vēl viens ekoloģiskās sistēmas piemērs - lapu koku mežs Krievijas vidienē ar noteiktu meža pakaišu sastāvu, šāda veida mežiem raksturīgu augsni un stabilu augu sabiedrību, kā rezultātā ar stingri noteiktiem mikroklimata rādītājiem (temperatūra, mitrums, gaisma) un dzīvnieku kompleksu. organismiem, kas atbilst šādiem vides apstākļiem.

Būtisks aspekts, kas ļauj noteikt ekosistēmu veidus un robežas, ir kopienas trofiskā struktūra un biomasas ražotāju, tās patērētāju un biomasu iznīcinošo organismu attiecība, kā arī produktivitātes un vielu un enerģijas vielmaiņas rādītāji. .

Ekosistēma ir sarežģīta, pašorganizējoša, pašregulējoša un pašattīstoša sistēma. Galvenā ekosistēmas īpašība ir relatīvi noslēgta, stabila telpā un laikā matērijas un enerģijas plūsmas starp ekosistēmas biotisko un abiotisko daļu. No tā izriet, ka ne katru bioloģisko sistēmu var saukt par ekosistēmu, piemēram, akvāriju vai sapuvušu celmu tā nav.

Šādas sistēmas būtu jāsauc par zemāka ranga kopienām vai mikrokosmiem. Dažkārt tiem tiek lietots jēdziens fāzija (piemēram, ģeoekoloģijā), taču tas nespēj pilnībā aprakstīt šādas sistēmas, īpaši mākslīgas izcelsmes.

Ekosistēma ir atvērta sistēma, un to raksturo vielu un enerģijas ievades un izvades plūsmas. Gandrīz jebkuras ekosistēmas pastāvēšanas pamatā ir saules gaismas enerģijas plūsma, kas ir Saules kodoltermiskās reakcijas sekas vai nu tiešā (fotosintēzes), vai netiešā (organisko vielu sadalīšanās) formā. Izņēmums ir dziļjūras ekosistēmas ("melnie" un "baltie" smēķētāji), kuru enerģijas avots ir zemes iekšējais siltums un ķīmisko reakciju enerģija.

Saskaņā ar definīcijām nav atšķirības starp jēdzieniem "ekosistēma" un "biogeocenoze", biogeocenozi var uzskatīt par pilnīgu sinonīmu terminam ekosistēma. Tomēr ir plaši izplatīts uzskats, ka biogeocenoze var kalpot kā ekosistēmas analogs pašā sākotnējā līmenī, jo termins "biogeocenoze" liek vairāk uzsvaru uz biocenozes saistību ar noteiktu zemes vai zemes apgabalu. ūdens vide, savukārt ekosistēma nozīmē jebkuru abstraktu apgabalu. Tāpēc biogeocenozes parasti uzskata par īpašu ekosistēmas gadījumu.

Ekosistēmu var iedalīt divos komponentos – biotiskā un abiotiskā. Biotiku iedala autotrofiskajos (organismi, kas saņem primāro enerģiju pastāvēšanai no foto- un ķīmiskās sintēzes vai ražotājiem) un heterotrofiskajos (organismi, kas saņem enerģiju no organisko vielu oksidēšanās procesiem – patērētāji un sadalītāji) komponentos, kas veido ekosistēmas trofisko struktūru. .

Vienīgais enerģijas avots ekosistēmas pastāvēšanai un dažādu procesu uzturēšanai tajā ir ražotāji, kas absorbē saules enerģiju (siltumu, ķīmiskās saites) ar efektivitāti 0,1 - 1%, reti 3 - 4,5% no sākotnējā summa. Autotrofi ir pirmais ekosistēmas trofiskais līmenis. Turpmākie ekosistēmas trofiskie līmeņi veidojas, pateicoties patērētājiem (2., 3., 4. un nākamie līmeņi), un tos noslēdz sadalītāji, kas nedzīvās organiskās vielas pārvērš minerālā formā (abiotiskā komponentā), ko var asimilēt ar autotrofisku elementu.

Parasti koncepcija ekotops tika definēta kā organismu dzīvotne, ko raksturo noteikta vides apstākļu kombinācija: augsnes, augsnes, mikroklimats utt. Tomēr šajā gadījumā šis jēdziens faktiski ir gandrīz identisks jēdzienam klimata augšdaļa.

Piemēram, lava, kas ieplūst okeānā Havaju salā, veido jaunu piekrastes ekotopu.

Pašlaik ar ekotopu atšķirībā no biotopa saprot noteiktu teritoriju vai akvatoriju ar visu augšņu kopumu un īpašībām, augsnēm, mikroklimatu un citiem faktoriem organismu neizmainītā formā. Ekotopu piemēri ir aluviālās augsnes, jaunizveidotās vulkāniskās vai koraļļu salas, cilvēka veidoti karjeri un citas jaunizveidotas teritorijas. Šajā gadījumā klimata augšdaļa ir daļa no ekotopa.

Biotops- biotas transformēts ekotops vai, precīzāk, teritorijas gabals, kas ir viendabīgs dzīves apstākļu ziņā noteiktiem augu vai dzīvnieku veidiem vai noteiktas biocenozes veidošanai.

Tēma 1.2.: Ekosistēma un tās īpašības

1. Ekosistēma - ekoloģijas pamatjēdziens …………………………………………………4

2. Ekosistēmu biotiskā struktūra……………………………………………………………5.

3. Vides faktori ……………………………………………………………………….6

4. Ekosistēmu funkcionēšana……………………………………………………………..12

5. Cilvēka ietekme uz ekosistēmu…………………………………………………14

Secinājums………………………………………………………………………………….16

Atsauču saraksts…………………………………………………………………………….17

Ievads

Vārds "ekoloģija" Tas ir veidots no diviem grieķu vārdiem: "oicos", kas nozīmē māja, mājoklis, un "logos" - zinātne un burtiski tiek tulkots kā zinātne par māju, dzīvotni. Pirmo reizi šo terminu 1886. gadā lietoja vācu zoologs Ernsts Hekels, definējot ekoloģiju kā zināšanu jomu, kas pēta dabas ekonomiku – pēta dzīvnieku vispārējās attiecības gan ar dzīvo, gan nedzīvo dabu, iekļaujot visas gan draudzīgas, gan nedraudzīgas attiecības, ar kurām dzīvnieki un augi tieši vai netieši saskaras. Šī ekoloģijas izpratne ir kļuvusi vispāratzīta un mūsdienās par klasisku Ekoloģija ir zinātne, kas pēta dzīvo organismu attiecības ar to vidi.

Dzīvā viela ir tik daudzveidīga, ka tā tiek pētīta dažādos organizācijas līmeņos un no dažādiem skatu punktiem.

Ir šādi biosistēmu organizācijas līmeņi (sk. lietojumprogrammas (1. att.)).

Organismu, populāciju un ekosistēmu līmeņi ir klasiskās ekoloģijas interešu joma.

Atkarībā no pētāmā objekta un skata leņķa, no kura tas tiek pētīts, ekoloģijā ir veidojušies patstāvīgi zinātniskie virzieni.

Autors objektu izmēri Ekoloģijas studijas iedala autekoloģijā (organisms un tā vide), populācijas ekoloģijā (populācija un tās vide), sinekoloģijā (kopienas un to vide), bioģeocitoloģijā (ekosistēmu izpēte) un globālajā ekoloģijā (Zemes vide. biosfēra).

Atkarībā no pētījuma objekts ekoloģiju iedala mikroorganismu, sēņu, augu, dzīvnieku, cilvēku ekoloģijā, agroekoloģijā, rūpnieciskajā (inženierekoloģijā), cilvēka ekoloģijā u.c.

Autors vides komponenti atšķirt zemes, saldūdens, jūras, tuksnešu, augstienes un citu vides un ģeogrāfisko telpu ekoloģiju.

Ekoloģija bieži ietver lielu skaitu saistītu zināšanu nozaru, galvenokārt no vides aizsardzības jomas.

Šajā rakstā, pirmkārt, ir aplūkoti vispārējās ekoloģijas pamati, tas ir, klasiskie dzīvo organismu mijiedarbības ar vidi likumi.

1. Ekosistēma - ekoloģijas pamatjēdziens

Ekoloģija ņem vērā dzīvo organismu un nedzīvās dabas mijiedarbību. Šī mijiedarbība, pirmkārt, notiek noteiktas sistēmas (ekoloģiskās sistēmas, ekosistēmas) ietvaros un, otrkārt, tā nav haotiska, bet gan organizēta noteiktā veidā, pakļauta likumiem.

ekosistēma To sauc par ražotāju, patērētāju un detrītu padevēju kopumu, kas mijiedarbojas savā starpā un ar savu vidi, apmainoties ar vielu, enerģiju un informāciju, tā, ka šī vienotā sistēma paliek stabila ilgu laiku.

Tādējādi dabisko ekosistēmu raksturo trīs pazīmes:

1) ekosistēma noteikti ir dzīvu un nedzīvu komponentu kombinācija (skat. pielikumu (2. att.));

2) ekosistēmā tiek veikts pilns cikls, sākot ar organisko vielu radīšanu un beidzot ar tās sadalīšanos neorganiskās sastāvdaļās;

3) ekosistēma kādu laiku saglabājas stabila, ko nodrošina noteikta biotisko un abiotisko komponentu struktūra.

Dabisko ekosistēmu piemēri ir ezers, mežs, tuksnesis, tundra, zeme, okeāns, biosfēra.

Kā redzams no piemēriem, vienkāršākas ekosistēmas tiek iekļautas sarežģītākās. Tajā pašā laikā tiek realizēta organizāciju sistēmu hierarhija, šajā gadījumā ekoloģiskās.

Tādējādi dabas uzbūve ir jāuzskata par sistēmisku veselumu, kas sastāv no ligzdotas ekosistēmām, no kurām augstākā ir unikāla globālā ekosistēma – biosfēra. Tās ietvaros notiek enerģijas un matērijas apmaiņa starp visām dzīvajām un nedzīvajām sastāvdaļām planētas mērogā. Katastrofa, kas apdraud visu cilvēci, slēpjas apstāklī, ka viena no pazīmēm, ka ekosistēmai vajadzēja būt pārkāptai: biosfēra kā ekosistēma cilvēka darbības rezultātā ir izvedusi no stabilitātes stāvokļa. Sava mēroga un savstarpējo attiecību daudzveidības dēļ tai nevajadzētu no tā pazust, tas pāries jaunā stabilā stāvoklī, mainot savu struktūru, vispirms nedzīvu, bet pēc tam neizbēgami dzīvu. Cilvēkam kā bioloģiskai sugai ir mazākas iespējas nekā citiem pielāgoties jauniem, strauji mainīgiem ārējiem apstākļiem un, visticamāk, viņš pazudīs pirmais. Pamācošs un ilustratīvs piemērs tam ir Lieldienu salas vēsture.

Vienā no Polinēzijas salām, ko sauc par Lieldienu salu, sarežģītu migrācijas procesu rezultātā 7. gadsimtā radās slēgta, no visas pasaules izolēta civilizācija. Labvēlīgā subtropu klimatā simtiem gadu pastāvēšanas laikā tā ir sasniegusi zināmas attīstības virsotnes, radot oriģinālu kultūru un rakstniecību, kuru līdz mūsdienām nevar atšifrēt. Un 17. gadsimtā tas gāja bojā bez pēdām, vispirms iznīcinot salas floru un faunu, bet pēc tam iznīcinot sevi progresīvā mežonībā un kanibālismā. Pēdējiem saliniekiem neatlika gribas un materiālu, lai izveidotu glābšanas "bezšķirstus" – laivas vai plostus. Pazudušā kopiena sevis piemiņai atstāja pustuksneša salu ar milzīgām akmens figūrām - tās kādreizējās varas lieciniekiem.

Tātad ekosistēma ir vissvarīgākā apkārtējās pasaules struktūras struktūrvienība. Kā redzams no att. 1 (skat. pielikumu), ekosistēmu pamats ir dzīvā viela, raksturota biotisks struktūra , un biotopu, ko nosaka kopums vides faktori . Apsvērsim tos sīkāk.

2. Ekosistēmu biotiskā uzbūve

Ekosistēmas pamatā ir dzīvās un nedzīvās matērijas vienotība. Šīs vienotības būtība ir parādīta šādi. No nedzīvās dabas elementiem, galvenokārt CO2 un H2O molekulām, saules enerģijas ietekmē tiek sintezētas organiskas vielas, kas veido visu dzīvību uz planētas. Organisko vielu radīšanas process dabā notiek vienlaikus ar pretēju procesu - šīs vielas patēriņu un sadalīšanos atkal sākotnējos neorganiskajos savienojumos. Šo procesu kopums notiek dažādu hierarhijas līmeņu ekosistēmās. Lai šie procesi būtu līdzsvaroti, daba miljardu gadu laikā ir izstrādājusi noteiktu sistēmas dzīvās vielas uzbūve .

Jebkuras materiālās sistēmas dzinējspēks ir enerģija. Tas iekļūst ekosistēmās galvenokārt no Saules. Augi tajos esošā pigmenta hlorofila dēļ uztver Saules starojuma enerģiju un izmanto to, lai sintezētu jebkuras organiskas vielas pamatu - glikozi C6H12O6.

Tādējādi saules starojuma kinētiskā enerģija tiek pārveidota par potenciālo enerģiju, kas tiek glabāta glikozē. No glikozes kopā ar minerālvielām, kas iegūtas no augsnes - barības vielas - veidojas visi augu pasaules audi - olbaltumvielas, ogļhidrāti, tauki, lipīdi, DNS, RNS, tas ir, planētas organiskās vielas.

Papildus augiem dažas baktērijas var ražot organiskās vielas. Viņi veido savus audus, uzglabājot tajos, tāpat kā augos, potenciālo enerģiju no oglekļa dioksīda bez saules enerģijas līdzdalības. Tā vietā viņi izmanto enerģiju, kas rodas, oksidējot neorganiskos savienojumus, piemēram, amonjaku, dzelzi un īpaši sēru (dziļos okeāna baseinos, kur saules gaisma neiekļūst, bet kur sērūdeņradis uzkrājas pārpilnībā, ir atrastas unikālas ekosistēmas ). Tā ir tā sauktā ķīmiskās sintēzes enerģija, tāpēc organismus sauc ķīmiskās sintētikas .

Tādējādi ihemosintētiskie augi ar vides enerģijas palīdzību rada organiskās vielas no neorganiskām sastāvdaļām. Tos sauc ražotājiem vai autotrofi .Ražotāju uzkrātās potenciālās enerģijas atbrīvošana nodrošina visu pārējo dzīvības veidu pastāvēšanu uz planētas. Tiek sauktas sugas, kas patērē ražotāju radīto organisko vielu kā vielas un enerģijas avotu savai dzīves aktivitātei patērētājiem vai heterotrofi .

Patērētāji ir visdažādākie organismi (no mikroorganismiem līdz zilajiem vaļiem): vienšūņi, kukaiņi, rāpuļi, zivis, putni un, visbeidzot, zīdītāji, tostarp cilvēki.

Patērētāji savukārt tiek iedalīti vairākās apakšgrupās atbilstoši viņu pārtikas avotu atšķirībām.

Dzīvniekus, kas barojas tieši no ražotājiem, sauc par primārajiem patērētājiem vai pirmās kārtas patērētājiem. Tos pašus ēd otrreizējie patērētāji.Piemēram, trusis, kas ēd burkānus, ir pirmās kārtas patērētājs, alise, kas medī trusi, ir otrās kārtas patērētājs. Daži dzīvo organismu veidi atbilst vairākiem šādiem līmeņiem. Piemēram, kad cilvēks ēd dārzeņus - viņš ir pirmās kārtas patērētājs, liellopu gaļa - otrās kārtas patērētājs, un, ēdot plēsīgās zivis, darbojas kā trešās kārtas patērētājs.

Tiek saukti primārie patērētāji, kas barojas tikai ar augiem zālēdāji vai fitofāgi .Otrā un augstāka pasūtījuma patērētāji - gaļēdāji . Sugas, kas ēd gan augus, gan dzīvniekus, ir visēdāji, piemēram, cilvēki.

Mirušo augu un dzīvnieku atliekas, piemēram, kritušās lapas, dzīvnieku līķus, izvadsistēmas produktus sauc par detrītu. Tas ir organiski! Ir daudzi organismi, kas specializējas barošanā ar detrītu. Viņus sauc detritivors .Par piemēru var kalpot grifi, šakāļi, tārpi, vēži, termīti, skudras u.c. Tāpat kā parastajiem patērētājiem, ir primārie detritofāgi, kas barojas tieši ar detrītu, sekundārie utt.

Visbeidzot, ievērojamu daļu ekosistēmā esošo detrītu, jo īpaši kritušās lapas, atmirušās koksnes, tās sākotnējā formā dzīvnieki neapēd, bet trūd un sadalās, barojoties ar sēnītēm un baktērijām.

Tā kā sēnīšu un baktēriju loma ir tik specifiska, tās parasti iedala īpašā detritofāgu grupā un tiek sauktas sadalītāji . Reduktori kalpo par kārtībniekiem uz Zemes un noslēdz vielu bioģeoķīmisko ciklu, sadalot organiskās vielas tās sākotnējās neorganiskās sastāvdaļās – oglekļa dioksīdā un ūdenī.

Tādējādi, neskatoties uz ekosistēmu daudzveidību, tām visām ir strukturāli līdzība. Katrā no tiem var izdalīt fotosintēzes augus - ražotājus, dažāda līmeņa patērētājus, detrītu barotājus un sadalītājus. Tie veido ekosistēmu biotiskā struktūra .

3. Vides faktori

Tiek saukta nedzīvā un dzīvā daba, kas ieskauj augus, dzīvniekus un cilvēkus dzīvotne .Daudzās individuālās vides sastāvdaļas, kas ietekmē organismus, sauc vides faktori.

Pēc izcelsmes rakstura izšķir abiotiskus, biotiskos un antropogēnos faktorus. Abiotiskie faktori - Tās ir nedzīvas dabas īpašības, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus.

Biotiskie faktori - tie visi ir dzīvo organismu ietekmes veidi vienam uz otru.

Iepriekš cilvēka ietekme uz dzīviem organismiem tika attiecināta arī uz biotiskajiem faktoriem, bet tagad tiek izdalīta īpaša cilvēku radīto faktoru kategorija. Antropogēni faktori - tie ir visi cilvēku sabiedrības darbības veidi, kas izraisa izmaiņas dabā kā biotopā un citās sugās un tieši ietekmē viņu dzīvi.

Tādējādi ikvienu dzīvo organismu ietekmē nedzīvā daba, citu sugu organismi, tajā skaitā cilvēks, un, savukārt, ietekmē katru no šīm sastāvdaļām.

Vides faktoru ietekmes uz dzīviem organismiem likumi

Neskatoties uz vides faktoru daudzveidību un to izcelsmes atšķirīgo raksturu, pastāv daži vispārīgi noteikumi un modeļi to ietekmei uz dzīviem organismiem.

Organismu dzīvībai ir nepieciešama noteikta apstākļu kombinācija. Ja visi vides apstākļi ir labvēlīgi, izņemot vienu, tad tieši šis nosacījums kļūst noteicošais attiecīgā organisma dzīvībai. Tas ierobežo (ierobežo) organisma attīstību, tāpēc to sauc ierobežojošais faktors .Sākotnēji tika konstatēts, ka dzīvo organismu attīstību ierobežo kādas sastāvdaļas trūkums, piemēram, minerālsāļu, mitruma, gaismas u.c. 19. gadsimta vidū vācu organiskais ķīmiķis Eustass Lībigs pirmais eksperimentāli pierādīja, ka augu augšana ir atkarīga no uztura elementa, kas sastopams salīdzinoši minimālā daudzumā. Viņš šo parādību nosauca par minimuma likumu; par godu autoram to sauc arī par Lībiga likumu.

Mūsdienu formulējumā minimuma likums izklausās šādi: Organisma izturību nosaka tā ekoloģisko vajadzību ķēdes vājākais posms. Tomēr, kā izrādījās vēlāk, ne tikai trūkums, bet arī faktora pārsniegums var ierobežot, piemēram, ražas bojāeju lietus dēļ, augsnes pārsātināšanu ar mēslojumu utt. Jēdzienu, ka līdzās minimumam ierobežojošais faktors var būt arī maksimums, 70 gadus pēc Lībiga ieviesa amerikāņu zoologs V. Šelfords, kurš formulēja tolerances likumu. Saskaņā ar tolerances likums, populācijas (organisma) uzplaukumu ierobežojošais faktors var būt gan minimālā, gan maksimālā ietekme uz vidi, un diapazons starp tiem nosaka izturības apjomu (tolerances robežu) vai organisma ekoloģisko valenci. šim faktoram ((skat. Pielikumu 3. att.).

Tiek saukts vides faktora labvēlīgais diapazons optimālā zona (normāla darbība). Jo būtiskāka ir faktora ietekmes novirze no optimālā, jo vairāk šis faktors kavē iedzīvotāju vitālo aktivitāti. Šo diapazonu sauc apspiešanas zona . Faktora maksimālās un minimālās pieļaujamās vērtības ir kritiskie punkti, pēc kuriem organisma vai populācijas pastāvēšana vairs nav iespējama.

Saskaņā ar tolerances likumu jebkurš vielas vai enerģijas pārpalikums izrādās piesārņojošs princips. Tādējādi ūdens pārpalikums pat sausos reģionos ir kaitīgs un ūdeni var uzskatīt par parastu piesārņotāju, lai gan tas ir vienkārši nepieciešams optimālos daudzumos. Jo īpaši ūdens pārpalikums novērš normālu augsnes veidošanos melnzemju zonā.

Sugas, kuru pastāvēšanai nepieciešami stingri noteikti vides apstākļi, sauc par stenobiotiskām, bet sugas, kas pielāgojas ekoloģiskajai videi ar plašu parametru izmaiņu diapazonu, sauc par eiribiotiskām.

Starp likumiem, kas nosaka indivīda vai indivīda mijiedarbību ar vidi, mēs izceļam vides apstākļu atbilstības noteikums organisma ģenētiskajam priekšnoteikumam .Tā apgalvo ka organismu suga var pastāvēt līdz tam laikam un ciktāl to apkārtējā dabiskā vide atbilst ģenētiskajām iespējām pielāgot šo sugu tās svārstībām un izmaiņām.

Abiotiskie biotopu faktori

Abiotiskie faktori ir nedzīvas dabas īpašības, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus. Uz att. 5 (sk. Pielikumu) parāda abiotisko faktoru klasifikāciju. Sāksim ar klimatiskie faktori ārējā vide.

Temperatūra ir vissvarīgākais klimatiskais faktors. Tas ir atkarīgs no organismu metabolisma intensitātes un to ģeogrāfiskās izplatības. Jebkurš organisms spēj dzīvot noteiktā temperatūras diapazonā. Un, lai gan dažāda veida organismiem (eiritermiskiem un stenotermiskiem) šie intervāli ir atšķirīgi, lielākajai daļai optimālo temperatūru zona, kurā visaktīvāk un efektīvāk tiek veiktas dzīvības funkcijas, ir salīdzinoši maza. Temperatūras diapazons, kurā var pastāvēt dzīvība, ir aptuveni 300 C: no -200 līdz +100 °C. Bet lielākā daļa sugu un lielākā daļa darbības ir ierobežotas ar šaurāku temperatūras diapazonu. Daži organismi, īpaši miera stāvoklī, var izdzīvot vismaz kādu laiku ļoti zemā temperatūrā. Dažu veidu mikroorganismi, galvenokārt baktērijas un aļģes, spēj dzīvot un vairoties temperatūrā, kas ir tuvu viršanas temperatūrai. Augšējā robeža karstavotu baktērijām ir 88 C, zilaļģēm – 80 C, bet izturīgākajām zivīm un kukaiņiem – aptuveni 50 C. Parasti faktora augšējās robežas ir kritiskākas nekā apakšējās. , lai gan daudzi organismi, kas atrodas tuvu pielaides diapazona augšējai robežai, darbojas efektīvāk.

Ūdensdzīvniekiem temperatūras tolerances diapazons parasti ir šaurāks nekā sauszemes dzīvniekiem, jo ​​​​ūdens temperatūras svārstību diapazons ir mazāks nekā uz sauszemes.

Tādējādi temperatūra ir svarīgs un ļoti bieži ierobežojošs faktors. Temperatūras ritmi lielā mērā kontrolē augu un dzīvnieku sezonālo un diennakts aktivitāti.

Nokrišņi un mitrums ir galvenie lielumi, ko mēra šī faktora izpētē.Nokrišņu daudzums galvenokārt ir atkarīgs no lielu gaisa masu kustību ceļiem un rakstura. Piemēram, vēji, kas pūš no okeāna, atstāj lielāko daļu mitruma uz nogāzēm, kas vērstas pret okeānu, kā rezultātā aiz kalniem veidojas "lietus ēna", kas veicina tuksneša veidošanos. Virzoties iekšzemē, gaiss uzkrāj noteiktu mitruma daudzumu, un nokrišņu daudzums atkal palielinās. Tuksneši mēdz atrasties aiz augstiem kalnu grēdām vai piekrastē, kur vēji pūš no lielām sausām iekšzemes teritorijām, nevis no okeāna, piemēram, Nami tuksnesis Dienvidrietumu Āfrikā. Nokrišņu sadalījums pa sezonām ir ārkārtīgi svarīgs ierobežojošs faktors. organismiem.

Mitrums - parametrs, kas raksturo ūdens tvaiku saturu gaisā. Absolūtais mitrums ir ūdens tvaiku daudzums uz gaisa tilpuma vienību. Saistībā ar gaisa aizturētā tvaiku daudzuma atkarību no temperatūras un spiediena tika ieviests relatīvā mitruma jēdziens - tā ir gaisā esošā tvaika attiecība pret piesātināto tvaiku noteiktā temperatūrā un spiedienā. dabā ir ikdienas mitruma ritms - paaugstinās naktī, samazinās dienā, un tā svārstības vertikāli un horizontāli, šim faktoram līdzās gaismas un temperatūras ir liela nozīme organismu darbības regulēšanā. Virszemes ūdens, kas pieejams dzīviem organismiem, ir atkarīgs no nokrišņu daudzuma noteiktā apgabalā, taču šīs vērtības ne vienmēr ir vienādas. Tātad, izmantojot pazemes avotus, kur ūdens nāk no citām vietām, dzīvnieki un augi var iegūt vairāk ūdens nekā no tā uzņemšanas ar nokrišņiem. Un otrādi, lietus ūdens dažreiz uzreiz kļūst organismiem nepieejams.

Saules starojums ir dažāda garuma elektromagnētiskie viļņi. Dzīvajai dabai tas ir absolūti nepieciešams, jo tas ir galvenais ārējais enerģijas avots.Jāņem vērā, ka Saules elektromagnētiskā starojuma spektrs ir ļoti plašs un tā frekvenču diapazoni dažādos veidos ietekmē dzīvo vielu.

Dzīvai vielai svarīgas ir kvalitatīvas gaismas pazīmes - viļņa garums, intensitāte un iedarbības ilgums.

jonizējošā radiācija izsit elektronus no atomiem un piesaista tos citiem atomiem, veidojot pozitīvo un negatīvo jonu pārus. Tās avots ir iežos esošās radioaktīvās vielas, turklāt tas nāk no kosmosa.

Dažādi dzīvo organismu veidi ievērojami atšķiras pēc to spējas izturēt lielas starojuma devas. Lielākā daļa pētījumu liecina, ka strauji dalošās šūnas ir visjutīgākās pret starojumu.

Augstākos augos jutība pret jonizējošo starojumu ir tieši proporcionāla šūnas kodola izmēram vai drīzāk hromosomu tilpumam vai DNS saturam.

Gāzes sastāvs atmosfēra ir arī svarīgs klimatiskais faktors. Apmēram pirms 3-3,5 miljardiem gadu atmosfērā bija slāpeklis, amonjaks, ūdeņradis, metāns un ūdens tvaiki, un tajā nebija brīva skābekļa. Atmosfēras sastāvu lielā mērā noteica vulkāniskās gāzes. Skābekļa trūkuma dēļ nebija ozona ekrāna, kas bloķētu Saules ultravioleto starojumu. Laika gaitā abiotisko procesu ietekmē planētas atmosfērā sāka uzkrāties skābeklis, un sākās ozona slāņa veidošanās.

Vējš tas pat spēj mainīt augu izskatu, īpaši tajos biotopos, piemēram, Alpu zonās, kur ierobežojoši ir citi faktori. Eksperimentāli pierādīts, ka atklātos kalnu biotopos vējš ierobežo augu augšanu: uzbūvējot sienu, lai aizsargātu augus no vēja, pieauga augu augstums. Vētrām ir liela nozīme, lai gan to darbība ir tikai lokāla. Viesuļvētras un parastie vēji var nest dzīvniekus un augus lielos attālumos un tādējādi mainīt kopienu sastāvu.

Atmosfēras spiediens , acīmredzot, nav tiešas darbības ierobežojošs faktors, tomēr tas ir tieši saistīts ar laikapstākļiem un klimatu, kam ir tieša ierobežojoša ietekme.

Ūdens apstākļi veido organismiem savdabīgu biotopu, kas no sauszemes galvenokārt atšķiras ar blīvumu un viskozitāti. Blīvums ūdens apmēram 800 reizes, un viskozitāte apmēram 55 reizes augstāks nekā gaisa. Kopā ar blīvums un viskozitāte svarīgākās ūdens vides fizikālās un ķīmiskās īpašības ir: temperatūras stratifikācija, tas ir, temperatūras izmaiņas ūdenstilpes dziļumā un periodiskas temperatūras izmaiņas laika gaitā, kā arī caurspīdīgums ūdens, kas nosaka gaismas režīmu zem tā virsmas: zaļo un purpura aļģu, fitoplanktona un augstāko augu fotosintēze ir atkarīga no caurspīdīguma.

Tāpat kā atmosfērā, svarīga loma ir gāzes sastāvs ūdens vide. Ūdens biotopos skābekļa, oglekļa dioksīda un citu gāzu daudzums, kas ir izšķīdināts ūdenī un tādējādi ir pieejams organismiem, laika gaitā ievērojami atšķiras. Ūdenstilpēs ar augstu organisko vielu saturu skābeklis ir ārkārtīgi svarīgais ierobežojošais faktors.

Skābums - ūdeņraža jonu koncentrācija (pH) - ir cieši saistīta ar karbonātu sistēmu pH vērtība svārstās robežās no 0 pH līdz 14: pie pH = 7 vide ir neitrāla, pie pH<7 - кислая, при рН>7 - sārmains. Ja skābums netuvojas galējām vērtībām, tad kopienas spēj kompensēt šī faktora izmaiņas - kopienas tolerance pret pH diapazonu ir ļoti nozīmīga. Ūdeņi ar zemu pH satur maz barības vielu, tāpēc produktivitāte šeit ir ārkārtīgi zema.

Sāļums - karbonātu, sulfātu, hlorīdu u.c. saturs. - ir vēl viens nozīmīgs mabiotiskais faktors ūdenstilpēs. Saldūdeņos ir maz sāļu, no kuriem aptuveni 80% ir karbonāti. Minerālvielu saturs okeānos ir vidēji 35 g/l. Organismi atklātā okeānā parasti ir stenohalīni, savukārt organismi piekrastes iesāļos ūdeņos parasti ir eirihalīni. Lielākajai daļai jūras organismu sāls koncentrācija ķermeņa šķidrumos un audos ir izotoniska ar sāls koncentrāciju jūras ūdenī, tāpēc ar osmoregulāciju nav problēmu.

Plūsma ne tikai spēcīgi ietekmē gāzu un barības vielu koncentrāciju, bet arī tieši darbojas kā ierobežojošs faktors. Daudzi upju augi un dzīvnieki ir morfoloģiski un fizioloģiski īpaši pielāgoti savas pozīcijas saglabāšanai straumē: tiem ir skaidri noteiktas tolerances robežas pret plūsmas faktoru.

hidrostatiskais spiediens okeānā ir liela nozīme. Iegremdējot ūdenī 10 m, spiediens palielinās par 1 atm (105 Pa). Okeāna dziļākajā daļā spiediens sasniedz 1000 atm (108 Pa). Daudzi dzīvnieki spēj paciest krasas spiediena svārstības, īpaši, ja to ķermenī nav brīva gaisa. Pretējā gadījumā var attīstīties gāzes embolija. Augsts spiediens, kas raksturīgs lielam dziļumam, parasti kavē dzīvībai svarīgus procesus.

Augsne.

Augsne ir matērijas slānis, kas atrodas virs zemes garozas akmeņiem. Krievu zinātnieks - dabaszinātnieks Vasilijs Vasiļjevičs Dokučajevs 1870. gadā pirmais uzskatīja augsni par dinamisku, nevis inertu vidi. Viņš pierādīja, ka augsne nepārtraukti mainās un attīstās, un tās aktīvajā zonā notiek ķīmiskie, fizikālie un bioloģiskie procesi. Augsne veidojas sarežģītas klimata, augu, dzīvnieku un mikroorganismu mijiedarbības rezultātā. Augsnes sastāvā ietilpst četras galvenās strukturālās sastāvdaļas: minerālā bāze (parasti 50-60% no kopējā augsnes sastāva), organiskās vielas (līdz 10%), gaiss (15-25%) un ūdens (25-30%). ).

Augsnes minerālskelets - tā ir neorganiska sastāvdaļa, kas veidojusies no pamatieža tā laika apstākļu ietekmē.

organisko vielu augsne veidojas, sadaloties mirušajiem organismiem, to daļām un ekskrementiem. Ne pilnībā sadalījušās organiskās atliekas sauc par pakaišiem, bet sadalīšanās galaproduktu - amorfu vielu, kurā vairs nav iespējams atpazīt sākotnējo materiālu - par humusu. Pateicoties savām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, humuss uzlabo augsnes struktūru un aerāciju, kā arī palielina ūdens un barības vielu aiztures spēju.

Augsni apdzīvo daudzas augu un dzīvnieku organismu sugas, kas ietekmē tās fizikālās un ķīmiskās īpašības: baktērijas, aļģes, sēnes vai vienšūņi, posmkāju tārpi. To biomasa dažādās augsnēs ir (kg/ha): baktērijas 1000-7000, mikroskopiskās sēnes - 100-1000, aļģes 100-300, posmkāji - 1000, tārpi 350-1000.

Galvenais topogrāfiskais faktors ir augstums virs jūras līmeņa. Ar augstumu pazeminās vidējās temperatūras, palielinās diennakts temperatūras starpība, palielinās nokrišņu daudzums, vēja ātrums un radiācijas intensitāte, samazinās atmosfēras spiediens un gāzu koncentrācija. Visi šie faktori ietekmē augus un dzīvniekus, izraisot vertikālo zonalitāti.

Kalnu grēdas var kalpot kā klimata barjeras. Kalni kalpo arī kā šķērslis organismu izplatībai un migrācijai, un tiem var būt ierobežojoša faktora loma sugu veidošanās procesos.

Vēl viens topogrāfiskais faktors - slīpuma iedarbība . Ziemeļu puslodē uz dienvidiem vērstās nogāzes saņem vairāk saules gaismas, tāpēc gaismas intensitāte un temperatūra šeit ir augstāka nekā ieleju apakšā un ziemeļu atseguma nogāzēs. Dienvidu puslodē situācija ir pretēja.

Svarīgs atvieglojuma faktors ir arī nogāzes stāvums . Stāvām nogāzēm raksturīga strauja drenāža un augsnes erozija, tāpēc šeit augsnes ir plānas un sausākas.

Abiotiskajiem apstākļiem ir spēkā visi aplūkotie likumi par vides faktoru ietekmi uz dzīviem organismiem. Zināšanas par šiem likumiem ļauj mums atbildēt uz jautājumu: kāpēc dažādi planētas reģioni veidojās atšķirīgi ekosistēmas? Galvenais iemesls ir katra reģiona abiotisko apstākļu īpatnības.

Biotiskās attiecības un sugu loma ekosistēmā

Katras sugas izplatības areālus un organismu skaitu ierobežo ne tikai ārējās nedzīvās vides apstākļi, bet arī to attiecības ar citu sugu organismiem. Organisma tuvākā dzīves vide ir tā biotiskā vide , tiek saukti šīs vides faktori biotisks . Katras sugas pārstāvji spēj eksistēt vidē, kur sakari ar citiem organismiem nodrošina tiem normālus dzīves apstākļus.

Apsveriet dažādu veidu attiecību raksturīgās iezīmes.

Sacensības ir visplašākais attiecību veids dabā, kurā divas populācijas vai divi indivīdi cīņā par dzīvībai nepieciešamajiem apstākļiem ietekmē viens otru negatīvs .

Konkurence var būt starpsugu un starpsugu.

Intraspecifisks cīņa notiek starp vienas sugas indivīdiem, starpsugu konkurence notiek starp dažādu sugu indivīdiem. Konkurētspējīga mijiedarbība var ietvert dzīves telpu, pārtiku vai barības vielas, gaismu, pajumti un daudzus citus svarīgus faktorus.

Starpsugu konkurence neatkarīgi no tā, uz ko tā ir balstīta, var vai nu radīt līdzsvaru starp divām sugām, vai aizstāt vienas sugas populāciju ar citas, vai likt vienai sugai pārvietot otru citā vietā vai likt tai mainīties. citu resursu izmantošanai. To noteica divas ekoloģiskā ziņā un vajadzībās identiskas sugas nevar pastāvēt līdzās vienā vietā, un agri vai vēlu viens konkurents izspiež otru. Tas ir tā sauktais izslēgšanas jeb Gauzes princips.

Tā kā ekosistēmas struktūrā dominē pārtikas mijiedarbība, raksturīgākā mijiedarbības forma starp sugām trofiskajās ķēdēs ir plēsonība , kurā vienas sugas indivīds, ko sauc par plēsēju, barojas ar citas sugas organismiem (vai organismu daļām), ko sauc par laupījumu, un plēsējs dzīvo atsevišķi no upura. Šādos gadījumos tiek uzskatīts, ka abas sugas ir iesaistītas plēsoņa un laupījuma attiecībās.

Neitrālisms - tas ir attiecību veids, kurā nevienai no populācijām nav nekādas ietekmes uz otru: tas neietekmē tās populāciju pieaugumu līdzsvarā un to blīvumu. Tomēr patiesībā ir diezgan grūti, veicot novērojumus un eksperimentus dabiskos apstākļos, lai pārliecinātos, ka divas sugas ir viena no otras absolūti neatkarīgas.

Apkopojot formbiotisko attiecību apsvērumus, mēs varam izdarīt šādus secinājumus:

1) dzīvo organismu attiecības ir viens no galvenajiem organismu daudzuma un telpiskās izplatības regulatoriem dabā;

2) negatīva mijiedarbība starp organismiem parādās kopienas attīstības sākumposmā vai traucētos dabas apstākļos; jaunizveidotās vai jaunās asociācijās spēcīgas negatīvas mijiedarbības rašanās iespējamība ir lielāka nekā vecajās asociācijās;

3) ekosistēmu evolūcijas un attīstības procesā vērojama tendence samazināt negatīvās mijiedarbības lomu uz pozitīvo rēķina, kas palielina mijiedarbībā esošo sugu izdzīvošanu.

Visi šie apstākļi personai ir jāņem vērā, veicot ekoloģisko sistēmu un atsevišķu populāciju apsaimniekošanas pasākumus, lai tos izmantotu savās interesēs, kā arī paredzētu netiešās sekas, kas var rasties šajā gadījumā.

4. Ekosistēmu funkcionēšana

Enerģija ekosistēmās.

Atcerieties, ka ekosistēma ir dzīvo organismu kopums, kas nepārtraukti apmainās ar enerģiju, vielu un informāciju savā starpā un ar vidi. Vispirms apsveriet enerģijas apmaiņas procesu.

enerģiju definēta kā spēja veikt darbu. Enerģijas īpašības raksturo termodinamikas likumi.

Termodinamikas pirmais likums (sākums). vai enerģijas nezūdamības likums norāda, ka enerģija var mainīties no vienas formas uz otru, bet tā nepazūd un netiek radīta no jauna.

Termodinamikas otrais likums (sākums). vai likumu entropija nosaka, ka slēgtā sistēmā entropija var tikai pieaugt. Attiecas uz enerģija ekosistēmāsērts ir šāds formulējums: ar enerģijas pārveidi saistītie procesi var notikt spontāni tikai ar nosacījumu, ka enerģija no koncentrētas formas pāriet izkliedētā, tas ir, degradējas. entropija . Jo augstāka ir sistēmas kārtība, jo zemāka ir tās entropija.

Tādējādi jebkura dzīvā sistēma, tostarp ekosistēma, saglabā savu dzīvības aktivitāti, pirmkārt, pateicoties brīvās enerģijas (Saules enerģijas) pārpalikuma klātbūtnei vidē; otrkārt, spēja to veidojošo komponentu izvietojuma dēļ uztvert un koncentrēt šo enerģiju, un izmantojot to, izkliedēt to vidē.

Tādējādi vispirms enerģijas uztveršana un pēc tam koncentrēšana ar pāreju no viena trofiskā līmeņa uz citu nodrošina sakārtotības pieaugumu, dzīvās sistēmas organizāciju, tas ir, tās entropijas samazināšanos.

Ekosistēmu enerģija un produktivitāte

Tātad dzīvība ekosistēmā tiek saglabāta, pateicoties nepārtrauktai enerģijas pārejai caur dzīvām vielām, kas tiek pārnestas no viena trofiskā līmeņa uz citu; kamēr notiek nepārtraukta enerģijas pārveide no viena veida citā. Turklāt enerģijas pārveidošanas laikā daļa no tās tiek zaudēta siltuma veidā.

Tad rodas jautājums: kādās kvantitatīvās attiecībās, proporcijās jābūt dažādu trofisko līmeņu kopienas dalībniekiem ekosistēmā savā starpā, lai nodrošinātu savu vajadzību pēc enerģijas?

Visa enerģijas rezerve ir koncentrēta organiskās vielas masā - biomasā, tāpēc organisko vielu veidošanās un iznīcināšanas intensitāti katrā līmenī nosaka enerģijas pāreja caur ekosistēmu (biomasu vienmēr var izteikt enerģijas vienībās).

Organisko vielu veidošanās ātrumu sauc par produktivitāti. Atšķirt primāro un sekundāro produktivitāti.

Jebkurā ekosistēmā biomasa veidojas un iznīcina, un šos procesus pilnībā nosaka zemākā trofiskā līmeņa - ražotāju - dzīve. Visi pārējie organismi patērē tikai augu jau radīto organisko vielu, un līdz ar to kopējā ekosistēmas produktivitāte no tiem nav atkarīga.

Augsti biomasas ražošanas rādītāji tiek novēroti dabiskās un mākslīgās ekosistēmās, kur abiotiskie faktori ir labvēlīgi, un īpaši, ja papildu enerģija tiek piegādāta no ārpuses, kas samazina pašas sistēmas dzīvības uzturēšanas izmaksas. Šī papildu enerģija var izpausties dažādos veidos: piemēram, apstrādātā laukā, fosilā kurināmā enerģijas un cilvēka vai dzīvnieka veikta darba veidā.

Tādējādi, lai nodrošinātu enerģiju visiem dzīvo organismu kopienas indivīdiem ekosistēmā, ir nepieciešama noteikta kvantitatīvā attiecība starp ražotājiem, dažādu šķiru patērētājiem, detrītu barotājiem un sadalītājiem. Tomēr jebkura organismu un līdz ar to arī visas sistēmas dzīvībai nepietiek tikai ar enerģiju, tiem obligāti jāsaņem dažādas minerālvielas, mikroelementi, organiskās vielas, kas nepieciešamas dzīvās vielas molekulu veidošanai.

Elementu cikls ekosistēmā

No kurienes dzīvajā vielā sākotnēji rodas organisma uzbūvei nepieciešamās sastāvdaļas? Tos pārtikas ķēdei piegādā tie paši ražotāji. Tie no augsnes ekstrahē neorganiskās minerālvielas un ūdeni, no gaisa CO2, un no fotosintēzes laikā radušās glikozes ar biogēnu palīdzību tālāk veido sarežģītas organiskās molekulas – ogļhidrātus, olbaltumvielas, lipīdus, nukleīnskābes, vitamīnus u.c.

Lai dzīvajiem organismiem būtu pieejami nepieciešamie elementi, tiem jābūt pieejamiem visu laiku.

Šajās attiecībās tiek realizēts matērijas nezūdamības likums. Ir ērti to formulēt šādi: atomi ķīmiskajās reakcijās nekad nepazūd, neveidojas un nepārvēršas viens par otru; tie tikai pārkārtojas, veidojot dažādas molekulas un savienojumus (vienlaicīga enerģijas absorbcija vai atbrīvošanās). Šī iemesla dēļ atomus var izmantot visdažādākajos savienojumos, un to krājumi nekad netiek izsmelti. Tas notiek dabiskajās ekosistēmās elementu ciklu veidā. Šajā gadījumā tiek izdalītas divas cirkulācijas: liela (ģeoloģiskā) un mazā (biotiskā).

Ūdens cikls ir viens no grandiozākajiem procesiem uz zemeslodes virsmas. Tam ir liela nozīme ģeoloģisko un biotisko ciklu savienošanā. Biosfērā ūdens, nepārtraukti pārejot no viena stāvokļa uz otru, veic mazus un lielus ciklus. Ūdens iztvaikošana no okeāna virsmas, ūdens tvaiku kondensācija atmosfērā un nokrišņi uz okeāna virsmas veido nelielu ciklu. Ja ūdens tvaikus gaisa straumes nogādā uz zemi, cikls kļūst daudz sarežģītāks. Šajā gadījumā daļa nokrišņu iztvaiko un nonāk atpakaļ atmosfērā, otra daļa baro upes un ūdenskrātuves, bet galu galā atkal atgriežas okeānā ar upju un pazemes noteci, tādējādi pabeidzot lielu ciklu. Svarīga ūdens cikla īpašība ir tāda, ka, mijiedarbojoties ar litosfēru, atmosfēru un dzīvo vielu, tas saista kopā visas hidrosfēras daļas: okeānu, upes, augsnes mitrumu, gruntsūdeņus un atmosfēras mitrumu. Ūdens ir būtiska visu dzīvo būtņu sastāvdaļa. Gruntsūdeņi, transpirācijas procesā iekļūstot caur auga audiem, nes minerālsāļus, kas nepieciešami pašu augu dzīvībai.

Apkopojot ekosistēmu funkcionēšanas likumus, vēlreiz formulēsim to galvenos noteikumus:

1) dabiskās ekosistēmas pastāv uz nepiesārņojošas bezmaksas saules enerģijas rēķina, kuras daudzums ir pārmērīgs un relatīvi nemainīgs;

2) enerģijas un vielas pārnešana caur dzīvo organismu kopienu ekosistēmā notiek pa barības ķēdi; visa veida dzīvās būtnes ekosistēmā ir sadalītas atkarībā no funkcijām, ko tās veic šajā ķēdē, veidojumos, patērētājos, atkritumu barotnēs un sadalītājos – tā ir kopienas biotiskā struktūra; dzīvo organismu skaita kvantitatīvā attiecība starp trofiskajiem līmeņiem atspoguļo kopienas trofisko struktūru, kas nosaka enerģijas un matērijas caurbraukšanas ātrumu sabiedrībā, tas ir, ekosistēmas produktivitāti;

3) dabiskās ekosistēmas savas biotiskās struktūras dēļ bezgalīgi saglabā stabilu stāvokli, neciešot resursu izsīkšanu un piesārņojumu ar saviem atkritumiem; resursu iegūšana un atbrīvošanās no atkritumiem notiek visu elementu ciklā.

5. Cilvēka ietekme uz ekosistēmu.

Cilvēka ietekmi uz viņa dabisko vidi var aplūkot dažādos aspektos atkarībā no šī jautājuma izpētes mērķa. No skatu punkta ekoloģija Cilvēka ietekmi uz ekoloģiskajām sistēmām ir interesanti aplūkot no cilvēka rīcības atbilstības vai pretrunas ar dabisko ekosistēmu funkcionēšanas objektīvajiem likumiem viedokļa. Pamatojoties uz biosfēras skatījumu kā globālā ekosistēma, visa cilvēka darbības dažādība biosfērā izraisa izmaiņas: biosfēras sastāvs, cikli un to veidojošo vielu līdzsvars; biosfēras enerģijas bilance; biota.Šo izmaiņu virziens un pakāpe ir tāda, ka vīrietis pats tām deva vārdu ekoloģiskā krīze. Mūsdienu ekoloģisko krīzi raksturo šādas izpausmes:

Planētas klimata pakāpeniskas izmaiņas atmosfērā esošo gāzu līdzsvara izmaiņu dēļ;

Vispārēja un lokāla (virs poliem, atsevišķas zemes platības) biosfēras ozona ekrāna iznīcināšana;

Pasaules okeāna piesārņojums ar smagajiem metāliem, kompleksiem organiskiem savienojumiem, naftas produktiem, radioaktīvām vielām, ūdens piesātinājums ar oglekļa dioksīdu;

Dabisko ekoloģisko saikņu pārrāvums starp okeānu un sauszemes ūdeņiem upju aizsprostu būvniecības rezultātā, izraisot cietas noteces, nārsta ceļu u.c. maiņu;

Atmosfēras piesārņojums ar skābju nokrišņu veidošanos, ļoti toksiskas vielas ķīmisko un fotoķīmisko reakciju rezultātā;

Zemes ūdeņu, tajā skaitā dzeramā ūdens apgādei izmantojamo upju ūdeņu piesārņošana ar ļoti toksiskām vielām, tai skaitā dioksīniem, smagajiem metāliem, fenoliem;

Planētas pārtuksnešošanās;

Augsnes slāņa degradācija, lauksaimniecībai piemērotās auglīgās zemes platības samazināšana;

Atsevišķu teritoriju radioaktīvais piesārņojums saistībā ar radioaktīvo atkritumu apglabāšanu, cilvēku izraisītām avārijām utt.;

Sadzīves atkritumu un rūpniecības atkritumu uzkrāšanās uz zemes virsmas, jo īpaši praktiski nenoārdāmas plastmasas;

Tropu un ziemeļu mežu platību samazināšana, kas izraisa gāzes atmosfēras nelīdzsvarotību, tostarp skābekļa koncentrācijas samazināšanos planētas atmosfērā;

Pazemes telpas, tajā skaitā gruntsūdeņu, piesārņojums, kas padara tos nepiemērotus ūdensapgādei un apdraud pagaidām maz pētīto dzīvi litosfērā;

Masīva un strauja, lavīnai līdzīga dzīvās vielas sugu izzušana;

Dzīves vides pasliktināšanās apdzīvotās vietās, primāri urbanizētās vietās;

Vispārējs dabas resursu izsīkums un trūkums cilvēces attīstībai;

Organismu lieluma, enerģētiskās un bioģeoķīmiskās lomas maiņa, barības ķēžu pārveidošana, noteiktu organismu veidu masveida vairošanās;

Ekosistēmu hierarhijas pārkāpums, sistēmiskās vienveidības palielināšanās uz planētas.

Secinājums

Kad divdesmitā gadsimta sešdesmito gadu vidū vides problēmas bija pasaules sabiedrības uzmanības centrā, radās jautājums: cik daudz laika cilvēcei atlicis? Kad tā sāks gūt labumu no nevērības pret savu vidi? Zinātnieki ir aprēķinājuši: 30-35 gados. Tas laiks ir pienācis. Mēs esam bijuši liecinieki globālai vides krīzei, ko izraisījusi cilvēka darbība. Tajā pašā laikā aizvadītie trīsdesmit gadi nav bijuši veltīgi: ir radīts stingrāks zinātnisks pamats vides problēmu izpratnei, visos līmeņos izveidotas regulējošās institūcijas, izveidotas daudzas sabiedriskās vides grupas, izstrādāti noderīgi likumi un noteikumi. ir pieņemti daži starptautiski nolīgumi.

Tomēr tiek novērstas sekas, nevis cēloņi.uzmanību uz savu iedzīvotāju skaita eksploziju, izdzēšot dabiskās ekosistēmas no zemes virsmas.

Galvenais secinājums no apmācībā aplūkotā materiāla ir diezgan skaidrs: sistēmas, kas ir pretrunā ar dabas principiem un likumiem, ir nestabilas . Mēģinājumi tos saglabāt kļūst arvien dārgāki un sarežģītāki, un jebkurā gadījumā tie ir lemti neveiksmei.

Lai pieņemtu ilgtermiņa lēmumus, ir jāpievērš uzmanība principiem, kas nosaka ilgtspējīgu attīstību, proti:

iedzīvotāju skaita stabilizācija;

pāreja uz enerģiju un resursus taupošāku dzīvesveidu;

videi draudzīgu enerģijas avotu attīstība;

zemu atkritumu ražošanas tehnoloģiju radīšana;

atkritumu pārstrāde;

sabalansētas lauksaimnieciskās ražošanas izveide, kas nenoplicina augsnes un ūdens resursus un nepiesārņo zemi un pārtiku;

planētas bioloģiskās daudzveidības saglabāšana.

Bibliogrāfija

1. NebelB. Zinātne par vidi: kā pasaule darbojas: 2 sējumos - M .: Mir, 1993.

2. Odum Yu. Ekoloģija: 2 sējumos - M .: Mir, 1986.

3. ReimersN. F. Dabas un cilvēka vides aizsardzība: Vārdnīca-uzziņu grāmata. - M.: Apgaismība, 1992. - 320 lpp.

4. StadnitskyG. V., Rodionovs A.I. Ekoloģija.

5. M.: Augstāks. skola, 1988. - 272 lpp.

Galvenās ekosistēmu īpašības ir: izmērs, kapacitāte, stabilitāte, uzticamība, pašatveseļošanās, pašregulācija un pašattīrīšanās.

Ekosistēmas izmērs- šī ir telpa, kurā iespējams veikt visu ekosistēmu veidojošo komponentu un elementu pašregulācijas un pašatveseļošanās procesus. Ir mikroekosistēmas (piemēram, peļķe ar tās iemītniekiem, skudru pūznis), mezoekosistēmas (mežs, upe, dīķis) un makroekosistēmas (tundra, tuksnesis, okeāns).

Ekosistēmas kapacitāte- tā ir maksimālā vienas sugas populācija, ko šī ekosistēma spēj ilgstoši uzturēt noteiktos vides apstākļos. Piemēram, vietas nestspēja ir to savvaļas vai mājdzīvnieku skaits, kas var dzīvot un vairoties teritorijas vienībā neierobežotu laiku.

Ekosistēmas noturība- tā ir ekosistēmas spēja saglabāt savu struktūru un funkcionālās iezīmes ārējo un iekšējo faktoru ietekmē, t.i. tā spēja reaģēt, proporcionāla trieciena spēkam. Dabiskās ekosistēmas spēj izturēt dažādas kaitīgas ietekmes un, atjaunojoties normāliem apstākļiem, atgriežas sākotnējā stāvoklī. Nelabvēlīgos apstākļos vienas vai otras sugas blīvums samazinās, bet optimālos apstākļos palielinās auglība, augšanas un attīstības tempi, atjaunojas sugas blīvums. Kā ekosistēmu stabilitātes mērauklu bieži izmanto to sugu daudzveidību. Sarežģītās ekosistēmas ir visstabilākās, tajās veidojas sarežģītas trofiskās attiecības. Ekosistēmas ar vienkāršotu struktūru ir ārkārtīgi nestabilas, tajās notiek krasas atsevišķu populāciju skaita svārstības. Piemēram, sarežģītas lietusmežu ekosistēmas ir ārkārtīgi stabilas, savukārt Arktikā tādu sugu trūkums, kas varētu aizstāt galvenās sugas kā barību, izraisa krasas populāciju svārstības.

Ekosistēmas uzticamība- tā ir ekosistēmas spēja relatīvi pilnībā pašremontēties un pašregulēties (savas pastāvēšanas sukcesijas vai evolūcijas periodā), t.i., saglabāt savus pamatparametrus laikā un telpā. Svarīga uzticamības īpašība ir ekosistēmas struktūras, funkciju un attīstības virziena saglabāšana, bez kuras šī ekosistēma tiek aizstāta ar citu, ar atšķirīgu struktūru, funkcijām un dažreiz arī attīstības virzienu. Vienkāršākais mehānisms ekosistēmas ekoloģiskās uzticamības saglabāšanai ir kāda iemesla dēļ atvaļinātas sugas aizstāšana ar citu, ekoloģiski tuvu sugu. Ja ekosistēmā šādas sugas nav, tad to aizstāj ar attālāku.

Dabisko ekosistēmu pašatveseļošanās- tā ir neatkarīga ekosistēmu atgriešanās dinamiska līdzsvara stāvoklī, no kuras tās izveda jebkādu dabisko un antropogēno faktoru ietekme.

Dabisko ekosistēmu pašregulācija- tā ir dabisko ekosistēmu spēja patstāvīgi atjaunot iekšējo īpašību līdzsvaru pēc jebkuras dabiskas vai antropogēnas ietekmes, izmantojot atgriezeniskās saites principu starp tās sastāvdaļām, t.i. ekosistēma spēj saglabāt savu struktūru un funkcionēšanu noteiktā ārējo apstākļu diapazonā. Pašregulācija izpaužas, piemēram, tajā, ka katras ekosistēmā iekļautās sugas īpatņu skaits tiek uzturēts noteiktā, samērā nemainīgā līmenī. Dabisko ekosistēmu pašizdziedināšanās un pašregulācija jo īpaši balstās uz ekosistēmu spēju pašattīrīties.

Ekosistēmu pašattīrīšanās- tā ir piesārņojošas vielas dabiska iznīcināšana vidē tajā notiekošo dabisko fizikālo, ķīmisko un bioloģisko procesu rezultātā.

1. Ūdenstilpju pašattīrīšanās fizikālie faktori ir ienākošā piesārņojuma izšķīšana, sajaukšanās un nosēšanās uz grunts, kā arī Saules ultravioletā starojuma ietekme uz baktērijām un vīrusiem. Fizisko faktoru ietekmē zonās ar mērenu klimatu upe attīrās jau pēc 200-300 km no piesārņojuma vietas, bet Tālajos Ziemeļos - pēc 2000 km.

2. Ķīmiskie pašattīrīšanās faktori ir organisko un neorganisko vielu oksidēšanās. Lai novērtētu rezervuāra ķīmisko pašattīrīšanos, izmantojiet tādus rādītājus kā:

a) BSP – bioloģiskais skābekļa patēriņš – ir skābekļa daudzums, kas nepieciešams visu organisko vielu oksidēšanai ar baktērijām un vienšūņiem (parasti 5 dienu laikā BITK) 1 litrā piesārņota ūdens;

b) ĶSP - ķīmiskais skābekļa patēriņš - skābekļa daudzums (ml/l vai g/l ūdens), kas nepieciešams piesārņojošo vielu pilnīgai oksidēšanai ar ķīmisko reaģentu palīdzību (parasti kālija bihromāts).

3. Pašattīrīšanās bioloģiskie faktori - tā ir ūdenstilpju attīrīšana ar aļģu, pelējuma un rauga sēnīšu, austeru, amēbu un citu dzīvo organismu palīdzību. Piemēram, katrs molusks filtrē vairāk nekā 30 litrus ūdens dienā, attīrot to no visa veida piemaisījumiem.

Dabiskās ekosistēmas darbojas saskaņā ar trim galvenajiem principiem:

Pirmais dabisko ekosistēmu funkcionēšanas princips - resursu iegūšana un atbrīvošanās no atkritumiem notiek visu elementu cikla ietvaros (saskaņojas ar masas nezūdamības likumu). Biogēno elementu ciklu, kas rodas organisko vielu sintēzes un sabrukšanas rezultātā ekosistēmā, kura pamatā ir fotosintēzes reakcija, sauc. vielas biotiskais cikls. Papildus biogēnajiem elementiem biotiskajā ciklā ir iesaistīti biotai svarīgākie minerālelementi un daudzi dažādi savienojumi. Tāpēc tiek saukts arī viss biotas izraisīto ķīmisko pārvērtību cikliskais process bioģeoķīmiskais ciklsapjoms.

Ekosistēmā ietilpst visi dzīvie organismi (augi, dzīvnieki, sēnes un mikroorganismi), kas vienā vai otrā pakāpē mijiedarbojas viens ar otru un savu nedzīvo vidi (klimatu, augsni, saules gaismu, gaisu, atmosfēru, ūdeni utt.) .

Ekosistēmai nav noteikta izmēra. Tas var būt tikpat liels kā tuksnesis vai ezers, vai tik mazs kā koks vai peļķe. Ūdens, temperatūra, augi, dzīvnieki, gaiss, gaisma un augsne mijiedarbojas kopā.

Ekosistēmas būtība

Ekosistēmā katram organismam ir sava vieta vai loma.

Apsveriet neliela ezera ekosistēmu. Tajā var atrast visu veidu dzīvos organismus, sākot no mikroskopiskiem līdz dzīvniekiem un augiem. Tie ir atkarīgi no tādām lietām kā ūdens, saules gaisma, gaiss un pat barības vielu daudzums ūdenī. (Noklikšķiniet, lai uzzinātu vairāk par piecām dzīvo organismu pamatvajadzībām).

Ezera ekosistēmas diagramma

Ikreiz, kad ekosistēmā tiek ievadīts kāds "nepiederošs cilvēks" (dzīva būtne vai ārējs faktors, piemēram, temperatūras paaugstināšanās), var rasties katastrofālas sekas. Tas ir tāpēc, ka jaunais organisms (vai faktors) spēj izkropļot dabisko mijiedarbības līdzsvaru un radīt potenciālu kaitējumu vai iznīcināšanu nevietējai ekosistēmai.

Parasti ekosistēmas biotiskie locekļi kopā ar abiotiskajiem faktoriem ir atkarīgi viens no otra. Tas nozīmē, ka viena dalībnieka vai viena abiotiska faktora trūkums var ietekmēt visu ekoloģisko sistēmu.

Ja nav pietiekami daudz gaismas un ūdens vai ja augsnē ir maz barības vielu, augi var aiziet bojā. Ja augi iet bojā, apdraudēti ir arī no tiem atkarīgie dzīvnieki. Ja dzīvnieki, kas ir atkarīgi no augiem, mirst, mirst arī citi dzīvnieki, kas ir atkarīgi no augiem. Ekosistēma dabā darbojas tāpat. Visām tā daļām jādarbojas kopā, lai saglabātu līdzsvaru!

Diemžēl ekosistēmas var iznīcināt dabas katastrofas, piemēram, ugunsgrēki, plūdi, viesuļvētras un vulkānu izvirdumi. Cilvēka darbība veicina arī daudzu ekosistēmu iznīcināšanu un.

Galvenie ekosistēmu veidi

Ekoloģiskajām sistēmām ir nenoteiktas dimensijas. Tie spēj eksistēt nelielā telpā, piemēram, zem akmens, trūdoša koka celma vai nelielā ezerā, kā arī aizņemt lielas platības (kā visu tropu mežu). No tehniskā viedokļa mūsu planētu var saukt par vienu milzīgu ekosistēmu.

Maza trūdoša celma ekosistēmas diagramma

Ekosistēmu veidi atkarībā no mēroga:

• mikroekosistēma- neliela mēroga ekosistēma, piemēram, dīķis, peļķe, koka celms utt.
• mezoekosistēma- ekosistēma, piemēram, mežs vai liels ezers.
• Bioms.Ļoti liela ekosistēma vai ekosistēmu kopums ar līdzīgiem biotiskiem un abiotiskiem faktoriem, piemēram, viss lietus mežs ar miljoniem dzīvnieku un koku un daudz dažādu ūdenstilpņu.

Ekosistēmu robežas nav iezīmētas ar skaidrām līnijām. Tos bieži atdala ģeogrāfiskas barjeras, piemēram, tuksneši, kalni, okeāni, ezeri un upes. Tā kā robežas nav stingri noteiktas, ekosistēmas mēdz saplūst viena ar otru. Tāpēc ezerā var būt daudz mazāku ekosistēmu ar savām unikālajām īpašībām. Zinātnieki šo sajaukšanos sauc par "Ecoton".

Ekosistēmu veidi pēc sastopamības veida:

Papildus iepriekšminētajiem ekosistēmu veidiem pastāv arī iedalījums dabiskajās un mākslīgajās ekoloģiskajās sistēmās. Dabisku ekosistēmu veido daba (mežs, ezers, stepe utt.), bet mākslīgo – cilvēks (dārzs, dārza gabals, parks, lauks utt.).

Ekosistēmu veidi

Ir divi galvenie ekosistēmu veidi: ūdens un sauszemes. Visas pārējās ekosistēmas pasaulē ietilpst vienā no šīm divām kategorijām.

Sauszemes ekosistēmas

Sauszemes ekosistēmas var atrast jebkur pasaulē, un tās iedala:

meža ekosistēmas

Tās ir ekosistēmas, kurās ir daudz veģetācijas vai liels skaits organismu, kas dzīvo salīdzinoši nelielā telpā. Tādējādi dzīvo organismu blīvums meža ekosistēmās ir diezgan augsts. Nelielas izmaiņas šajā ekosistēmā var ietekmēt visu tās līdzsvaru. Arī šādās ekosistēmās var atrast milzīgu skaitu faunas pārstāvju. Turklāt meža ekosistēmas ir sadalītas:

• Tropu mūžzaļie meži vai tropu lietus meži: saņemot vidējo nokrišņu daudzumu vairāk nekā 2000 mm gadā. Tiem ir raksturīga blīva veģetācija, kurā dominē augsti koki, kas atrodas dažādos augstumos. Šīs teritorijas ir patvērums dažādām dzīvnieku sugām.
• Tropu lapu koku meži: Līdzās milzīgai koku sugu daudzveidībai šeit sastopami arī krūmi. Šis meža veids ir sastopams diezgan daudzās pasaules daļās, un tajā dzīvo visdažādākā flora un fauna.
• : Viņiem ir diezgan daudz koku. Tajā dominē mūžzaļie koki, kas visu gadu atjauno lapotni.
• Platlapu meži: Tie atrodas mitros mērenos reģionos, kur ir pietiekami daudz nokrišņu. Ziemas mēnešos koki nomet lapas.
• : Taigu, kas atrodas tieši priekšā, nosaka mūžzaļi skujkoki, mīnuss temperatūra sešus mēnešus un skābas augsnes. Siltajā sezonā var sastapt lielu skaitu gājputnu, kukaiņu un.

tuksneša ekosistēma

Tuksnešu ekosistēmas atrodas tuksneša reģionos un saņem mazāk nekā 250 mm nokrišņu gadā. Tie aizņem apmēram 17% no visas Zemes sauszemes masas. Ārkārtīgi augstās gaisa temperatūras, sliktas pieejamības un intensīvas saules gaismas dēļ, turklāt ne tik bagātas kā citās ekosistēmās.

zālāju ekosistēma

Zālāji atrodas pasaules tropiskajos un mērenajos reģionos. Pļavas platība galvenokārt sastāv no zāles, ar nelielu skaitu koku un krūmu. Pļavas apdzīvo ganību dzīvnieki, kukaiņēdāji un zālēdāji. Ir divi galvenie pļavu ekosistēmu veidi:

• : Tropiskie zālāji, kuriem ir sausa sezona un ko raksturo atsevišķi augoši koki. Tie nodrošina barību lielam skaitam zālēdāju, kā arī ir daudzu plēsēju medību vieta.
• Prērijas (mērenā klimata pļavas):Šī ir zona ar mērenu zāles segumu, kurā nav lielu krūmu un koku. Prērijās ir sastopami forbs un augsta zāle, kā arī tiek novēroti sausi klimatiskie apstākļi.
• Stepes pļavas: Sauso zālāju teritorijas, kas atrodas pussausu tuksnešu tuvumā. Šo zālāju veģetācija ir īsāka nekā savannās un prērijās. Koki ir reti sastopami un parasti sastopami upju un strautu krastos.

kalnu ekosistēmas

Augstienes nodrošina daudzveidīgu biotopu klāstu, kur var atrast lielu skaitu dzīvnieku un augu. Augstumā parasti valda skarbi klimatiskie apstākļi, kuros var izdzīvot tikai Alpu augi. Dzīvniekiem, kas dzīvo augstu kalnos, ir biezi kažoki, lai pasargātu tos no aukstuma. Apakšējās nogāzes parasti klāj skujkoku meži.

Ūdens ekosistēmas

Ūdens ekosistēma - ekosistēma, kas atrodas ūdens vidē (piemēram, upēs, ezeros, jūrās un okeānos). Tas ietver ūdens floras, faunas un ūdens īpašības, un to iedala divos veidos: jūras un saldūdens ekoloģiskās sistēmas.

jūras ekosistēmas

Tās ir lielākās ekosistēmas, kas klāj aptuveni 71% no Zemes virsmas un satur 97% no planētas ūdens. Jūras ūdens satur lielu daudzumu izšķīdušo minerālvielu un sāļu. Jūras ekoloģiskā sistēma ir sadalīta:

• Okeāna (salīdzinoši sekla okeāna daļa, kas atrodas kontinentālajā šelfā);
• Profundāla zona (dziļūdens apgabals, ko neieplūst saules gaisma);
• Bentāls reģions (bentosa organismu apdzīvota teritorija);
• plūdmaiņu zona (vieta starp bēgumiem un bēgumiem);
• Estuāri;
• Koraļļu rifi;
• Sāls purvi;
• Hidrotermālās ventilācijas atveres, kur ķīmiskās sintētiskās padeves.

Jūras ekosistēmās dzīvo daudzu veidu organismi, proti: brūnās aļģes, koraļļi, galvkāji, adatādaiņi, dinoflagelāti, haizivis utt.

Saldūdens ekosistēmas

Atšķirībā no jūras ekosistēmām saldūdens ekosistēmas aizņem tikai 0,8% no Zemes virsmas un satur 0,009% no pasaules kopējā ūdens krājuma. Ir trīs galvenie saldūdens ekosistēmu veidi:

• Stagnants: ūdeņi, kur nav straumes, piemēram, baseini, ezeri vai dīķi.
• Plūstošs: ātri plūstoši ūdeņi, piemēram, strauti un upes.
• Mitrāji: vietas, kur augsne ir pastāvīgi vai periodiski appludināta.

Saldūdens ekosistēmās mīt rāpuļi, abinieki un aptuveni 41% pasaules zivju sugu. Ātri plūstošie ūdeņi parasti satur augstāku izšķīdušā skābekļa koncentrāciju, tādējādi uzturot lielāku bioloģisko daudzveidību nekā stāvošie dīķi vai ezeri.

Ekosistēmas struktūra, sastāvdaļas un faktori

Ekosistēma ir definēta kā dabiska funkcionāla ekoloģiska vienība, kas sastāv no dzīviem organismiem (biocenoze) un to nedzīvās vides (abiotiskā vai fizikāli ķīmiskā), kas mijiedarbojas savā starpā un veido stabilu sistēmu. Dīķis, ezers, tuksnesis, ganības, pļava, mežs utt. ir izplatīti ekosistēmu piemēri.

Katra ekosistēma sastāv no abiotiskiem un biotiskiem komponentiem:

Ekosistēmas struktūra

Abiotiskie komponenti

Abiotiskie komponenti ir nesaistīti dzīvības vai fiziskās vides faktori, kas ietekmē dzīvo organismu struktūru, izplatību, uzvedību un mijiedarbību.

Abiotiskās sastāvdaļas galvenokārt pārstāv divu veidu:

• klimatiskie faktori kas ietver lietus, temperatūru, gaismu, vēju, mitrumu utt.
• Edafiskie faktori, tostarp augsnes skābums, topogrāfija, mineralizācija utt.

Abiotisko komponentu nozīme

Atmosfēra nodrošina dzīvos organismus ar oglekļa dioksīdu (fotosintēzei) un skābekli (elpošanai). Iztvaikošanas un transpirācijas procesi notiek starp atmosfēru un Zemes virsmu.

Saules starojums silda atmosfēru un iztvaiko ūdeni. Gaisma ir būtiska arī fotosintēzei. nodrošina augus ar enerģiju augšanai un vielmaiņai, kā arī bioloģiskos produktus citu dzīvības formu barošanai.

Lielāko daļu dzīvo audu veido liels ūdens procents, līdz pat 90% vai vairāk. Tikai dažas šūnas spēj izdzīvot, ja ūdens saturs nokrītas zem 10%, un lielākā daļa no tām iet bojā, ja ūdens saturs ir mazāks par 30-50%.

Ūdens ir vide, caur kuru augos nonāk minerālās pārtikas produkti. Tas ir nepieciešams arī fotosintēzei. Augi un dzīvnieki iegūst ūdeni no Zemes virsmas un augsnes. Galvenais ūdens avots ir atmosfēras nokrišņi.

Biotiskie komponenti

Dzīvās būtnes, tostarp augi, dzīvnieki un mikroorganismi (baktērijas un sēnītes), kas atrodas ekosistēmā, ir biotiskas sastāvdaļas.

Pamatojoties uz to lomu ekoloģiskajā sistēmā, biotiskos komponentus var iedalīt trīs galvenajās grupās:

• Ražotāji ražot organiskās vielas no neorganiskām vielām, izmantojot saules enerģiju;
• Patērētāji barojas ar gatavām organiskām vielām, ko ražojuši ražotāji (zālēdāji, plēsēji u.c.);
• Reduktori. Baktērijas un sēnītes, kas iznīcina ražotāju (augu) un patērētāju (dzīvnieku) mirušos organiskos savienojumus uzturā un izdala vienkāršas vielas (neorganiskas un organiskas), kas veidojas kā to metabolisma blakusprodukti.

Šīs vienkāršās vielas tiek atkārtoti ražotas cikliskas vielu apmaiņas rezultātā starp biotisko kopienu un ekosistēmas abiotisko vidi.

Ekosistēmu līmeņi

Lai izprastu ekosistēmas slāņus, ņemiet vērā šādu attēlu:

Ekosistēmas līmeņa diagramma

Individuāls

Indivīds ir jebkura dzīva būtne vai organisms. Indivīdi nevairojas ar indivīdiem no citām grupām. Dzīvnieki, atšķirībā no augiem, parasti tiek iekļauti šajā jēdzienā, jo daži floras pārstāvji var krustoties ar citām sugām.

Iepriekš redzamajā diagrammā varat redzēt, ka zelta zivtiņa mijiedarbojas ar vidi un vairos tikai ar savas sugas pārstāvjiem.

populācija

Populācija ir noteiktas sugas indivīdu grupa, kas noteiktā laikā dzīvo noteiktā ģeogrāfiskā apgabalā. (Piemērs ir zelta zivtiņa un tās sugas pārstāvji). Ņemiet vērā, ka populācijā ietilpst vienas sugas indivīdi, kuriem var būt dažādas ģenētiskas atšķirības, piemēram, apmatojuma/acu/ādas krāsa un ķermeņa izmērs.

kopiena

Kopiena ietver visus dzīvos organismus noteiktā teritorijā noteiktā laikā. Tajā var būt dažādu sugu dzīvo organismu populācijas. Iepriekš redzamajā diagrammā ievērojiet, kā noteiktā vidē līdzāspastāv zelta zivtiņas, lasis, krabji un medūzas. Liela kopiena parasti ietver bioloģisko daudzveidību.

Ekosistēma

Ekosistēma ietver dzīvo organismu kopienas, kas mijiedarbojas ar vidi. Šajā līmenī dzīvie organismi ir atkarīgi no citiem abiotiskiem faktoriem, piemēram, akmeņiem, ūdens, gaisa un temperatūras.

Bioms

Vienkārši izsakoties, tā ir ekosistēmu kopums, kam ir līdzīgas īpašības ar abiotiskajiem faktoriem, kas pielāgoti videi.

Biosfēra

Aplūkojot dažādus biomus, no kuriem katrs pāriet citā, veidojas milzīga cilvēku, dzīvnieku un augu kopiena, kas dzīvo noteiktos biotopos. ir visu uz Zemes esošo ekosistēmu kopums.

Pārtikas ķēde un enerģija ekosistēmā

Visām dzīvajām būtnēm ir jāēd, lai iegūtu enerģiju, kas tām nepieciešama augšanai, kustībai un vairošanai. Bet ko šie dzīvie organismi ēd? Augi enerģiju iegūst no saules, daži dzīvnieki ēd augus, bet citi ēd dzīvniekus. Šo barošanās attiecību ekosistēmā sauc par barības ķēdi. Pārtikas ķēdes parasti atspoguļo secību, kas bioloģiskajā kopienā ar kuru barojas.

Tālāk ir minēti daži dzīvie organismi, kas var iekļauties pārtikas ķēdē:

pārtikas ķēdes diagramma

Barības ķēde nav tāda pati kā. Trofiskais tīkls ir daudzu barības ķēžu kombinācija, un tā ir sarežģīta struktūra.

Enerģijas pārnese

Enerģija tiek pārnesta pa barības ķēdēm no viena līmeņa uz otru. Daļa enerģijas tiek izmantota izaugsmei, vairošanai, kustībām un citām vajadzībām, un tā nav pieejama nākamajam līmenim.

Īsākas pārtikas ķēdes uzglabā vairāk enerģijas nekā garākas. Izlietoto enerģiju absorbē vide.