Случва се екосистема. Компоненти на екосистема

Има четири вида екосистеми:

Елементарно ( микроекосистеми) - екосистеми от най-нисък ранг, подобни по размер на малки компоненти на околната среда: стволът на гниещо дърво, малък резервоар, човешка зъбна кухина и др .;

Местен ( мезоекосистеми) (гора, река, езерце и др.),

Зонално ( макроекосистеми) или биоми - големи сухоземни екосистеми, които имат много широко разпространение (океан, континенти, континенти, природни зони - тундра, тайга, тропически гори, савани и др.) .

Всеки биом се състои от много взаимосвързани екосистеми. Взаимовръзката на всички екосистеми на нашата планета създава глобална гигантска екосистема, т.нар Биосфера(Екосфера).

3. Класификации на екосистемите:

В зависимост от произхода си екосистемите се делят на:

1) естествени (естествени) екосистеми- биологичен цикъл, в който протича без пряко участие на човека. Разделена на: земята(гори, степи, пустини) и водни: сладководни и морски(блата, езера, езера, реки, морета).

2) антропогенни (изкуствени) екосистеми- екосистеми, създадени от човека с цел печалба, които могат да съществуват само с негова подкрепа (агроекосистеми - изкуствени екосистеми, възникващи в резултат на човешката селскостопанска дейност; техноекосистеми - изкуствени екосистеми, възникващи в резултат на човешка промишлена дейност; градски екосистеми (лат. urban) - екосистеми , възникнали в резултат на създаването на човешки селища).

3) соционатурален- природни системи, модифицирани от човека (парк, резервоар).

Съществуват и преходни типове екосистеми между естествени и антропогенни (екосистеми от естествени пасища, използвани от човека за паша на селскостопански животни).

Според източника на енергия, който осигурява живота им, екосистемите се делят на следните видове:

1) автотрофни екосистеми- това са екосистеми, които се осигуряват с енергия, получена от Слънцето, за сметка на собствените си фото- или хемотрофни организми. Към този тип принадлежат повечето естествени екосистеми и някои антропогенни.

2) хетеротрофни екосистеми- това са екосистеми, които получават енергия с помощта на готови органични съединения, синтезирани от организми, които не са компоненти на тези екосистеми, или с помощта на енергията на създадени от човека енергийни растения. Те могат да бъдат както естествени (например дълбоки океански екосистеми, които използват органични отпадъци, падащи отгоре), така и антропогенни (например градове с техните електропроводи).

4. Структура на екосистемата.

Структурата на една екосистема се разбира като ясно дефинирани модели във взаимоотношенията и връзките на нейните части. Структурата на екосистемата е многостранна.

Разграничете видове, пространствен, околната среда, трофиченИ границаструктури.

Видова структура на екосистемата- това е разнообразието на видовете, връзката и съотношението на техния брой.Различните общности, които съставляват една екосистема, се състоят от различен брой видове - видово разнообразие. Това е най-важната качествена и количествена характеристика на устойчивостта на една екосистема. Основата на биологичното разнообразие в живата природа. Видовото разнообразие е свързано с различни условия на местообитанията. В тайгата, например, на площ от 100 м2 растат по правило около 30 различни вида растения, а на поляна покрай река - два пъти повече.

В зависимост от разнообразието на видовете те разграничават богат(тропически гори, речни долини, коралови рифове) и беден(пустини, северни тундри, замърсени водни тела) екосистеми. Основните ограничаващи фактори са температурата, влажността и липсата на храна. От своя страна видовото разнообразие служи като основа екологично разнообразие -разнообразие от екосистеми. Съвкупността от генетично, видово и екологично разнообразие е Биологичното разнообразие на планетата е основното условие за устойчивостта на целия живот .

Пространствена структура на екосистемата.

Популациите на различни видове в една екосистема са разпределени по определен начин и форма пространствена структура.

Разграничете вертикаленИ хоризонталнаекосистемни структури.

Основата вертикална структура (наслояване) образува растителност.

Живеейки заедно, растения с еднаква височина създават един вид подове- нива елементи на вертикалната структура на фитоценозата. Има нива над земятаИ под земята. Пример над земята- в гората високите дървета съставляват първия (горния) слой, вторият слой се формира от млади индивиди на дървета от горния слой и от възрастни дървета, които са по-малки по височина (заедно те образуват слой А - дървостой). Третият слой се състои от храсти (степен B - подраст), четвъртият - от високи треви (степен C - тревисти). Най-долният слой, където пада много малко светлина, се състои от мъхове и нискорастящи треви (ниво D - мъх-лишай). Подрежданесъщо се наблюдава в тревни съобщества (ливади, степи, савани).

Под земятанаслояването е свързано с различна дълбочина на проникване на кореновите системи на растенията в почвата: някои корени отиват дълбоко в почвата, достигайки нивото на подземните води, други имат повърхностна коренова система, която улавя вода и хранителни вещества от горния слой на почвата. Животните също са адаптирани към живот в един или друг растителен слой (някои изобщо не напускат своя слой). Следователно, нивото може да бъде представено като структурна единица на биоценоза, която се различава от другите си части по определени условия на околната среда, набор от растения, животни и микроорганизми.

Хоризонтална структура(мозаечна, петниста) екосистема се формира в резултат на разнородност на микрорелефа, свойствата на почвата, околната среда, формиращи дейности на растения и животни (например: в резултат на човешка дейност - селективна сеч, огнища и др. или животни - почва емисии при копаене на дупки, последващото му обрастване, образуване на мравуняци, утъпкване и отстраняване на трева от копитни животни и др., падане на дървета по време на урагани и др.)

Благодарение на вертикалната и хоризонталната структура, организмите, живеещи в екосистемата, използват по-ефективно почвените минерали, влагата и светлинния поток.

Екологична структураЕдна екосистема се състои от различни екологични групи организми, които могат да имат различен видов състав, но заемат сходни екологични ниши. Всяка от екологичните групи изпълнява определени функции в общността: произвежда органична материя, използвайки източници на слънчева и химическа енергия, консумира я, превръща мъртвата органична материя в неорганични вещества, като по този начин я връща в цикъла на веществата.

Важна характеристика на структурните характеристики на екосистемата е наличие на границиместообитания на различни общности. Те обикновено са условни. В резултат на това възниква доста обширна гранична (крайна) зона, характеризираща се със специални условия. Растенията и животните, характерни за всяка от съседните общности, проникват в съседните територии, създавайки специфичен „ръб“, гранична ивица - екотон . Ето как възниква граница или регионален ефектът е увеличаване на разнообразието и плътността на организмите в покрайнините (краините) на съседните съобщества и в преходните зони между тях.

5. Функционална структура на екосистемите. Функционални групи организми в една екосистема.

Живите организми в една екосистема изпълняват различни функции, които зависят от вида храна, която ядат. По време на еволюцията на Земята са възникнали два основни типа хранене - автотрофенИ хетеротрофен.

Във всяка екосистема могат да се разграничат три функционални групи организми: производители, потребители и разлагащи.

Основата за формирането и функционирането на екосистемите са производители− растения и микроорганизми, способни да произвеждат (произвеждат) органична материя от неорганична материя, използвайки светлинна енергия - автотрофи (автомобили -себе си , троф -Яжте , гръцки сл.., фотосинтеза) , или енергията, съдържаща се в химичните връзки на съединенията - хемотрофи (хемосинтеза).

Автотрофите включват зелени растения (висши съдови растения), мъхове, лишеи, зелени и синьо-зелени водорасли, които са преобладаващите първични продуценти - производители на органична материя в екосистемите.

Хемотрофите включват организми, които синтезират органична материя от неорганична материя, използвайки енергията на окисление на амоняк, сероводород, желязо и други вещества, намиращи се в почвата или подлежащите скали.

За разлика от производителите, които образуват първичните продукти на екосистемите, организмите, които използват тези продукти, се наричат хетеротрофи (heteros - различни, гръцки думи), използват готовата органична материя и енергията на други организми и техните метаболитни продукти за живот.

Те са хетеротрофни потребители (consumo - консумирам, лат.)И разлагачи.

Фитофаги- тревопасни (phytos - растение, phagos - ядец, гръцки думи) - консументи от 1-ви ред. Фитофагите са вторични акумулатори на слънчева енергия, първоначално акумулирана от растенията.

Зоофаги- хищници, месоядни животни - потребители от 2-ри или 3-ти ред - яде фитофаги и по-малки хищници. Хищниците са най-важните регулатори на биологичния баланс: те не само регулират броя на фитофагите, но и действат като санитари, като ядат предимно болни и отслабени животни.

Симбиотрофи(симбиоза - съжителство, гр.)- микроорганизми, бактерии и гъбички, които живеят върху и около корените на растенията и получават част от продуктите на фотосинтезата под формата на органични вещества, отделяни от корените. Те абсорбират вода и минерални соли от почвата и ги пренасят в растението, превръщат въздушния азот в достъпни за растенията форми. Симбиотрофите също включват микроорганизми (бактерии, едноклетъчни животни), които живеят в храносмилателния тракт на фитофаги и им помагат да усвояват храната.

сапрофагиили детритиви - животни, които се хранят с трупове и екскременти (врани, чавки, хиени, орли лешояди, торни бръмбари, мухи и др.). Образуват се мъртви организми детрит : доставка на органична материя, която е, така да се каже, изключена за известно време от органичния цикъл. Сапрофагите, които ядат и обработват детрита, ускоряват циркулацията му в природата./p>

Образува се особена група организми всеяднидили еврифаги . Това са организми със смесен тип хранене, т.е. хранене с животни, растения и дори детрит. Например мечка, лисица, прасе, пиле, врана, хлебарки, човек.

Детритът се обработва и разлагачи (reducere - връщане, лат.)(микроконсуматори, деструктори, сапротрофи, осмотрофи) - хетеротрофни организми, които разграждат органичната материя - детрит и животински екскременти до минерални соли, които се връщат чрез почвени разтвори обратно в корените на растенията (макро- и микроорганизми - гъби, бактерии, протозои). По време на жизнената дейност на тези организми се възстановяват минерални вещества, които отново се използват от производителите.

Много организми - детритоядни живеят в почвата; царят на почвата може да се нарече земният червей, който яде мъртва растителна тъкан. Прекарвайки ги през червата си, той ги превръща в екскременти с високо съдържание на органични вещества. Това е един от активните производители на почвен хумус. Масата на земните червеи в почвите на високопродуктивни екосистеми може да бъде по-висока от масата на сухоземните животни.

По този начин производителите, консументите и разлагащите, представени в екосистемата от много видове, гарантират нейното дългосрочно, стабилно съществуване.

Екологичните комплекси, техните видове и компоненти са основният инструмент, който ви позволява да изучавате и разбирате мястото на човека на планетата, неговото влияние върху биосферата, както и да подобрявате методите за опазване на околната среда и запазване на нейната устойчивост и съществуване. Всички видове екосистеми са взаимосвързани и не могат да съществуват отделно, така че е важно да не се нарушава тяхното взаимодействие помежду си.

Дефиниция и концепция на понятието

Екологичната система е съвкупност от живи организми, техните естествени условия на живот и системи от връзки, чрез които се обменят енергия, вещества и информация. Концепцията за „екосистема“ е предложена от ботаника А. Тансли през 1935 г., който е посветил целия си живот на изучаването на ботаническите процеси.

Екологичната система действа като отделна структурна единица, която съчетава биотични и абиотични фактори. Характеризира се със своята линия на саморазвитие, определена организация и способност да осигурява жизненоважни материали. Концепцията за екосистема се появява едва през 20 век, но оттогава нейната схема значително се усложнява и продължава да се променя. Повлиян е от естествени причини и намесата на прогресивни аспекти.

Екосистемата е най-важната част от природния комплекс на географската и биологична обвивка на нашата планета, която се състои от следните компоненти: почва, въздух, флора, фауна и водни ресурси.

Природните общности нямат ясни граници. Те са разделени от географски бариери като планини, пустини, реки, морета или океани, така че обикновено се сливат един с друг. Преходните зони между тях се наричат ​​екотони.

Една екосистема често се нарича биогеоценоза, но учените смятат, че втората концепция не може да се счита за пълен синоним на този термин. Биогеоценозата е аналог на екологична система на първоначално ниво, свързана с определена област от земната или водната среда. Екосистемата разглежда абстрактни области.

В света има много различни природни комплекси, но всички те са обединени от един и същи принцип: във всяка система има регионален компонент, наречен биотоп и характеризиращ се със същия ландшафт и климат, както и биоценоза, представена от жителите на групата, постоянно живееща в биотопа. Заедно те образуват биогеоценоза и не могат да съществуват отделно един от друг.

Структура и основни компоненти

Екосистемата се състои от живи организми и тяхната нежива среда. Между тях има взаимодействие, което осигурява стабилна и устойчива система. Примери за екологични общности са ливада, пустиня, езеро или езерце.

Всяка екосистема включва компоненти:

Консуматори са месоядни, тревопасни и всеядни животни, както и насекомоядни растения. За да оцелеят, те се нуждаят от органични вещества, произведени от производителите. Разлагащите унищожават мъртвите органични съединения на потребителите и производителите, от които те получават храна. В същото време прости компоненти, които действат като метаболитни странични продукти, преминават във външната среда. Те се възпроизвеждат в резултат на цикличен метаболизъм, който се случва между абиотичната и биотичната среда на екологичната система.

Почвите включват голям брой минерални и органични компоненти. Те също съдържат живи организми. Земята е основният източник на храна и жизнена среда за потребителите. Горната част на почвата с растения играе важна роля в цикъла на хранителните вещества.

Кислородът и въглеродният диоксид, отделени от атмосферата, са необходими за фотосинтезата. Между повърхността на планетата и атмосферата има воден цикъл. Поради слънчевата радиация атмосферата се нагрява, което води до изпаряване на водата. Процесът на фотосинтеза също изисква светлинна енергия, която влияе върху растежа на растенията и метаболитните процеси, протичащи в тях.

Повечето живи тъкани се характеризират с висок процент вода, съдържаща се в тях. Много малко клетки оцеляват, когато това вещество се редуцира. Повечето умират, когато процентът е под 40%. Водата е средата, през която минералните хранителни вещества влизат в растенията. Той е незаменим източник за оцеляване на животните, който се образува от валежите.

Природните системи се характеризират с дълги периоди на съществуване. За да направите това, всички компоненти трябва да работят правилно. Освен това обменните процеси и взаимодействието с околната среда са важни за екологичните общности. Въпреки че всички системи са различни, всички те имат структура и компоненти.

Екологичните общности се характеризират с голямо разнообразие. Системите се отличават с такива характеристики като размер, местоположение, влияние на външни фактори, произход, източник на енергия, способност за саморегулиране и възстановяване. В тях протичат различни процеси и участват различни компоненти, така че учените представят няколко вида екосистеми с техните характеристики.

В зависимост от мащаба се разграничават следните общности:

• микроекосистема - малка система (езера, локви, пънове);
• мезоекосистема - екосистема със среден размер (гори, реки, големи езера);
• макроекосистемата е най-голямата система, която обединява няколко екосистеми, базирани на подобни биотични и абиотични фактори (тропическа гора с всички животни и растящи дървета, живеещи в нея, водни тела).

Екосистемите могат да бъдат разположени на сушата или във водата. Водните общности могат да бъдат океански, морски, речни или езерни. Биогеоценозите се отличават и с влиянието на фактори като температура, валежи и слънчева енергия.

Въз основа на техния произход учените разграничават екосистемите:

• Естествено. Такива системи са с естествен произход и съществуват с участието на околната среда. Всички компоненти изпълняват функциите си независимо. Най-голямата естествена екосистема е Земята.
• Изкуствени. Тези комплекси са създадени от човека, поради което се наричат ​​още антропогенни. Хората ги формират, за да получат храна, чист въздух и други продукти, необходими за живота. Примери за изкуствени екосистеми са градини, паркове, ниви и лични парцели.

Много екологични системи разчитат на слънчева енергия. Само някои биосферни комплекси използват органични останки като основен или единствен източник на енергия. Въз основа на способността им да се саморегулират и възстановяват екосистемите се делят на независими и зависими.

Има и други класификации на природните комплекси. При разделяне на групи се вземат предвид техният биологичен състав, видовото разнообразие и доминирането на определени потребители.

Естествените екосистеми са системи, които зависят от външна слънчева енергия, но има и такива, които изискват допълнителен източник на енергия. Първата група, която е напълно зависима от небесното тяло, се характеризира с ниска производителност при обработката на веществата, но е невъзможно да се направи без такива екологични общности. Те формират климата и състоянието на въздушния слой около Земята. На най-големите по площ територии са разположени комплекси с естествен произход. Естествените екосистеми включват сухоземни и водни.

Сухоземните екологични общности са разделени на няколко групи:

• гора. Те се отличават с изобилие от растителност и голям брой живи организми, съществуващи на малки площи. Тези природни комплекси съдържат разнообразни видове фауна, чиято гъстота е доста висока. Дори малките промени в горските екосистеми оказват значително влияние върху цялостния им баланс. Те включват тропически, умерен, широколистни и тайга гори.
• Пустинен. Те заемат пустинни райони, където има малко валежи. Изключително високите температури, лошият достъп до водни ресурси и интензивната слънчева светлина влияят негативно върху разнообразието от животински и растителни видове в тези райони.
• Ливадна екосистема. Умерените и тропическите райони на планетата са покрити с ливади. Техните територии са покрити с тревисти растения, храсти и няколко дървета. Пасищата са обитавани от хищници и тревопасни животни. Съобществата са разделени на савани, прерии и степи.
• Планина. Планинските райони се характеризират със сурови климатични условия, в които оцелява само алпийската флора. Животните, които живеят в планините, имат гъста козина, която ги предпазва от студа.

Водните природни комплекси са разположени във водна среда със съответната фауна и флора. Тъй като водата може да има различни свойства, комплексите се разделят на реки, морета, океани и други водни тела.

Експертите идентифицират следните водни екосистеми:

• морски. Най-голямата система, покриваща около 70% от повърхността на планетата. Морската вода съдържа огромно количество разтворени соли и минерали. Морските екосистеми са разделени на следните зони: океанска, дълбока, бентосна, приливна, естуарна.
• Сладководни. Покрива около 0,8% от цялата повърхност на планетата. Сладководните съобщества са разделени на стоящи, течащи и влажни природни комплекси.

Морските системи са богати на корали, кафяви водорасли, главоноги, бодлокожи, акули и много други потребители и производители. Сладководните комплекси са дом на влечуги, земноводни и приблизително 40% от видовете риби в света. В бързо движещите се води разтвореният кислород присъства във високи концентрации, което поддържа по-голямо разнообразие от живи организми, отколкото в езерата и другите застояли води.

Системи, създадени от човека

Всичко, което принадлежи към една естествена екосистема, не винаги е в състояние да функционира напълно независимо. Ако се загуби само един ключов фактор, цялата общност ще претърпи смущения и други връзки ще бъдат загубени. В най-лошия случай цялата система умира. Човекът помага за съществуването и нормалното функциониране на екологичните комплекси.

Антропогенните екосистеми практически не се различават от естествените, само влиянието на хората играе основна роля в тях. Такива екологични общности съществуват навсякъде: земеделие и селско стопанство, инженерни системи, градове, индустриални центрове. Скорошни примери се отразиха негативно на екологията на Земята. Индустрията нарушава естествените процеси в природата, уврежда най-близките до нея региони и измества естествената среда.

Неблагоприятните външни фактори водят до трансформация на цялата екосистема: видовото разнообразие и общата им маса се увеличават, някои растения и животни се заменят с други видове, а хранителните вериги се усложняват. Тези промени настъпват за дълъг период от време.

Хората смятат природата за маловажна връзка, въпреки че не могат да съществуват без нея. Хората често вземат от природата и дават много малко в замяна. Запазването на природните екосистеми може да се постигне само чрез грижа за тях, решаване на проблемите на съвременното общество и опазване на природните ресурси.

Изследването на околната среда като равновесна общност от живи организми, идеално приспособени за живот в специфична среда с определен микроклимат и редица други характеристики, доведе до появата на понятието екосистема.

Тази дума започна да се нарича система, която включва взаимодействието на живи същества (биоценоза) и местообитание (биотоп), техния взаимен обмен на енергия и материя, продължаващ за доста дълъг период от време. Основен пример за екосистема е езерото, което е дом на множество растения, микроорганизми, насекоми, риби, птици и бозайници.

В биологията е обичайно да се разграничават следните градации на екосистемите:

— микроекосистеми (капка вода, в която живеят микроорганизми, паднал ствол на дърво с бактерии и насекоми, живеещи в него);

— мезоекосистеми (единично езерце или гора в определен район);


— макроекосистеми (континентални, океански);

- глобална екосистема, която включва нашата планета.

Глобалната екосистема е набор от макроекосистеми, а те от своя страна са набор от мезоекосистеми с различен мащаб или биогеоценози. Всяка отделна биогеоценоза е основният елемент на глобалната екосистема на Земята.

Компоненти на екосистемата

Всяка екосистема включва живи и неживи компоненти, които си влияят активно. Основният признак за неговото съществуване е стабилността на циркулацията на вещества и явления за доста дълъг период, който често се измерва дори не в хилядолетия, а в милиони години.

Компонентите на биогеоценозата (екосистемата) са:

— атмосфера (климатоп), нейните климатични характеристики и метеорологични явления;

— почва или почва (едафотоп) за осигуряване на минерали, влага, органични елементи;

— флора (фитоценоза), която преработва влагата и минералите в органични съединения;


- фауна (зооценоза), хранителната база за която са растения и животни;

— микроорганизми (микробиоценоза), отговорни за обработката на органичните останки от мъртви растения и животни.

За обозначаване на системата от тези компоненти в западната биологична наука се използва терминът "екосистема", предложен през 1935 г. от английския учен А. Тансли. Руската научна школа предпочита да използва термина "биогеоценоза"от съветския биолог В. Н. Сукачев. И двете имена са еквивалентни по значение.

Характеристики на екосистемата

Като се има предвид разнообразието от живи и неживи компоненти, които изграждат всяка екосистема, характеристиките, които описват нейните свойства, са общи.

— устойчивост– основният показател на екосистемата. Устойчивостта означава способността да поддържа структурата си при различни външни въздействия или промени в параметрите на околната среда и да се възстановява, когато дадена част е разрушена.

— биоразнообразие– количествено и качествено разнообразие на видовете живи същества, включени в екосистемата. Колкото по-голямо е биоразнообразието, толкова по-стабилна е структурата на екосистемата.

— Сложност на екосистемата– показател, който включва както общия брой видове, така и броя на взаимодействията между тях. Колкото по-голям е броят на връзките, с които се характеризира една биогеоценоза, толкова по-стабилна е тя и толкова по-бързо се възстановява от всякакви негативни въздействия.

— Производителност- показател, изразен както под формата на обща маса на всички живи същества, живеещи на единица площ, така и под формата на същата маса като енергия или количество сухо органично вещество.


Освен това през миналия век се появи нов фактор, който влияе върху екосистемите на всички континенти - антропогенен. Еколозите по света следят отблизо антропогенното въздействие да не надхвърля разумните граници и да не води до пълно унищожаване на екосистемите в определени райони.

Екосистема- това е функционалното единство на живите организми и тяхното местообитание. Основните характерни черти на една екосистема са нейната безразмерност и липса на ранг. Замяната на едни биоценози с други за дълъг период от време се нарича сукцесия. Наследяването, възникващо върху новообразуван субстрат, се нарича първично. Сукцесията в площ, която вече е заета от растителност, се нарича вторична сукцесия.

Единица за класификация на екосистемите е биомът - природна зона или район с определени климатични условия и съответен набор от доминиращи растителни и животински видове.

Специална екосистема - биогеоценоза - е участък от земната повърхност с еднородни природни явления. Компонентите на биогеоценозата са климатоп, едафотоп, хидротоп (биотоп), както и фитоценоза, зооценоза и микробиоценоза (биоценоза).

За да си набавят храна, хората изкуствено създават агроекосистеми. Те се различават от естествените с ниска устойчивост и стабилност, но с по-висока производителност.

Екосистемите са основните структурни единици на биосферата

Екологичната система или екосистемата е основната функционална единица в екологията, тъй като включва организми и

нежива среда - компоненти, които взаимно влияят на свойствата си и необходимите условия за поддържане на живота във формата, която съществува на Земята. Срок екосистемае предложен за първи път през 1935 г. от английски еколог А. Тансли.

По този начин екосистемата се разбира като набор от живи организми (съобщества) и техните местообитания, които благодарение на цикъла на веществата образуват стабилна система от живот.

Съобществата от организми са свързани с неорганичната среда чрез най-тесни материални и енергийни връзки. Растенията могат да съществуват само благодарение на постоянното снабдяване с въглероден диоксид, вода, кислород и минерални соли. Хетеротрофите живеят от автотрофи, но се нуждаят от доставка на неорганични съединения като кислород и вода.

Във всяко дадено местообитание запасите от неорганични съединения, необходими за поддържане на живота на организмите, които го обитават, няма да продължат дълго, ако тези запаси не бъдат подновени. Връщането на хранителни вещества в околната среда става както по време на живота на организмите (в резултат на дишане, екскреция, дефекация), така и след смъртта им, в резултат на разлагането на трупове и растителни остатъци.

Следователно общността образува определена система с неорганичната среда, в която потокът от атоми, причинен от жизнената дейност на организмите, има тенденция да се затваря в цикъл.

Ориз. 1. Структура на биогеоценозата и схема на взаимодействие между компонентите

Терминът "биогеоценоза", предложен през 1940 г., е широко използван в руската литература. б. н Сукачев. Според неговата дефиниция биогеоценозата е „съвкупност от хомогенни природни явления (атмосфера, скали, почва и хидрологични условия) на определена територия от земната повърхност, която има особена специфика на взаимодействието на тези компоненти, които я изграждат и определен тип обмен на материя и енергия между тях и други природни явления и представляващи вътрешно противоречиво диалектическо единство, в постоянно движение и развитие.

В биогеоценозата V.N. Сукачев идентифицира два блока: екотоп— набор от условия на абиотичната среда и биоценоза— съвкупността от всички живи организми (фиг. 1). Екотопът често се разглежда като абиотична среда, нетрансформирана от растенията (първичният комплекс от фактори на физико-географската среда), а биотопът е съвкупност от елементи на абиотичната среда, модифицирана от дейностите, формиращи средата на живите организми.

Има мнение, че терминът "биогеоценоза" в много по-голяма степен отразява структурните характеристики на изследваната макросистема, докато понятието "екосистема" включва преди всичко нейната функционална същност. Всъщност няма разлика между тези термини.

Трябва да се отбележи, че комбинацията от специфична физическа и химична среда (биотоп) с общност от живи организми (биоценоза) образува екосистема:

Екосистема = Биотоп + Биоценоза.

Равновесното (стабилно) състояние на екосистемата се осигурява на базата на циклите на веществата. Всички компоненти на екосистемите участват пряко в тези цикли.

За да се поддържа циркулацията на веществата в една екосистема, е необходимо да има запас от неорганични вещества в смилаема форма и три функционално различни екологични групи организми: производители, консументи и разлагащи.

производителиавтотрофните организми са способни да изграждат телата си с помощта на неорганични съединения (фиг. 2).

Ориз. 2. Производители

Потребители- хетеротрофни организми, които консумират органична материя от производители или други потребители и я трансформират в нови форми.

РазлагачиТе живеят от мъртва органична материя, превръщайки я обратно в неорганични съединения. Тази класификация е относителна, тъй като самите потребители и производители действат частично като разлагащи вещества по време на живота, освобождавайки минерални метаболитни продукти в околната среда.

По принцип цикълът на атомите може да се поддържа в системата без междинно звено - консуматори, благодарение на дейността на други две групи. Такива екосистеми обаче се срещат по-скоро като изключения, например в онези райони, където функционират общности, формирани само от микроорганизми. Ролята на консументи в природата се играе предимно от животните, тяхната дейност по поддържане и ускоряване на цикличната миграция на атомите в екосистемите е сложна и разнообразна.

Мащабът на екосистемите в природата варира значително. Степента на затвореност на поддържаните в тях цикли на материята също е различна, т.е. многократно включване на едни и същи елементи в цикли. Като отделни екосистеми можем да разгледаме например възглавница от лишеи върху ствол на дърво, гниещ пън с населението му, малко временно водно тяло, ливада, гора, степ, пустиня, целия океан, и накрая, цялата повърхност на Земята, заета от живот.

В някои видове екосистеми преносът на материя извън техните граници е толкова голям, че стабилността им се поддържа главно от притока на същото количество материя отвън, докато вътрешният кръговрат е неефективен. Те включват течащи резервоари, реки, потоци и райони по стръмни планински склонове. Други екосистеми имат много по-пълен кръговрат на веществата и са относително автономни (гори, ливади, езера и др.).

Една екосистема е практически затворена система. Това е фундаменталната разлика между екосистемите и общностите и популациите, които са отворени системи, които обменят енергия, материя и информация със своята среда.

Въпреки това, нито една екосистема на Земята няма напълно затворена циркулация, тъй като все още има минимален обмен на маса с околната среда.

Една екосистема е набор от взаимосвързани потребители на енергия, които извършват работа, за да поддържат своето неравновесно състояние спрямо местообитанието си чрез използване на потока от слънчева енергия.

В съответствие с йерархията на общностите, животът на Земята се проявява и в йерархията на съответните екосистеми. Екосистемната организация на живота е едно от необходимите условия за неговото съществуване. Както вече беше отбелязано, запасите от биогенни елементи, необходими за живота на организмите на Земята като цяло и във всяка конкретна област на нейната повърхност, не са неограничени. Само система от цикли може да даде на тези резерви свойството безкрайност, необходимо за продължаване на живота.

Само функционално различни групи организми могат да поддържат и осъществяват цикъла. Функционалното и екологично разнообразие на живите същества и организацията на потока от вещества, извлечени от околната среда в цикли, е най-древното свойство на живота.

От тази гледна точка, устойчивото съществуване на много видове в една екосистема се постига благодарение на смущения в естествените местообитания, които постоянно се случват в нея, което позволява на нови поколения да заемат новоосвободеното пространство.

Екосистемна концепция

Основният обект на изучаване на екологията са екологичните системи или екосистемите. Екосистемата заема следващо място след биоценозата в системата от нива на живата природа. Когато говорим за биоценоза, имахме предвид само живи организми. Ако разгледаме живите организми (биоценоза) във връзка с факторите на околната среда, тогава това вече е екосистема. По този начин екосистемата е природен комплекс (биоинертна система), образуван от живи организми (биоценоза) и тяхното местообитание (например атмосферата е инертна, почвата, резервоарът е биоинертен и т.н.), свързани помежду си от обмен на вещества и енергия.

Терминът "екосистема", общоприет в екологията, е въведен през 1935 г. от английския ботаник А. Тансли. Той вярва, че екосистемите, „от гледна точка на еколога, представляват основните природни единици на повърхността на земята“, които включват „не само комплекс от организми, но и целия комплекс от физически фактори, които формират това, което ние наричаме биома среда - фактори на местообитанието в най-широк смисъл." Тансли подчертава, че екосистемите се характеризират с различни видове метаболизъм не само между организмите, но и между органичната и неорганичната материя. Това е не само комплекс от живи организми, но и комбинация от физически фактори.

Екосистема (екологична система)— основната функционална единица на екологията, представляваща единството на живите организми и тяхното местообитание, организирано от енергийните потоци и биологичния цикъл на веществата. Това е основната общност от живи същества и тяхното местообитание, всяка съвкупност от живи организми, живеещи заедно, и условията на тяхното съществуване (фиг. 3).

Ориз. 3. Различни екосистеми: а - езерце в средната зона (1 - фитопланктон; 2 - зоопланктон; 3 - плуващи бръмбари (ларви и възрастни); 4 - млад шаран; 5 - щука; 6 - хорономидни ларви (комари); 7 - бактерии; 8 - насекоми от крайбрежната растителност; b - ливади (I - абиотични вещества, т.е. основните неорганични и органични компоненти); II - производители (растителност); III - макроконсуматори (животни): A - тревопасни (кобили, полски мишки) и т.н.); B - индиректни или хранещи се с детрит потребители, или сапроби (почвени безгръбначни); C - "планински" хищници (ястреби); IV - разлагащи (гнилостни бактерии и гъби)

Понятието „екосистема“ може да се приложи към обекти с различна степен на сложност и размер. Пример за екосистема е тропическа гора на определено място и време, обитавана от хиляди видове растения, животни и микроби, живеещи заедно и свързани чрез взаимодействията, които възникват между тях. Екосистемите са природни образувания като океан, море, езеро, ливада, блато. Една екосистема може да бъде хълм в блато, гниещо дърво в гора с организми, живеещи върху тях и в тях, или мравуняк с мравки. Най-голямата екосистема е планетата Земя.

Всяка екосистема може да се характеризира с определени граници (екосистема от смърчови гори, екосистема от низинни блата). Самото понятие „екосистема“ обаче е без ранг. Има атрибута безразмерност, не се характеризира с териториални ограничения. Обикновено екосистемите се разграничават от елементи на абиотичната среда, например релеф, видово разнообразие, физикохимични и трофични условия и др. Размерът на екосистемите не може да бъде изразен във физически мерни единици (площ, дължина, обем и др.). Изразява се като системна мярка, която отчита метаболитни и енергийни процеси. Следователно екосистемата обикновено се разбира като набор от компоненти на биотичната (живи организми) и абиотичната среда, по време на взаимодействието на които възниква повече или по-малко пълен биотичен цикъл, в който участват производители, потребители и разлагащи. Терминът „екосистема“ се използва и по отношение на изкуствени образувания, например паркова екосистема, селскостопанска екосистема (агроекосистема).

Екосистемите могат да бъдат разделени на микроекосистеми(дърво в гората, крайбрежни гъсталаци от водни растения), мезоекосистеми(блато, борова гора, ръжено поле) и макроекосистеми(океан, море, пустиня).

За баланса в екосистемите

Равновесните екосистеми са тези, които „контролират” концентрациите на хранителни вещества, поддържайки тяхното равновесие с твърдите фази. Твърдите фази (останките от живи организми) са продукти от жизнената дейност на биотата. Тези общности и популации, които са част от една равновесна екосистема, също ще бъдат в равновесие. Този вид биологично равновесие се нарича Подвижен, тъй като процесите на смърт непрекъснато се компенсират от появата на нови организми.

Равновесните екосистеми се подчиняват на принципа на Le Chatelier за устойчивост. Следователно, тези екосистеми имат хомеостаза - с други думи, те са в състояние да минимизират външните влияния, като същевременно поддържат вътрешен баланс. Стабилността на екосистемите се постига не чрез изместване на химическите равновесия, а чрез промяна на скоростите на синтез и разлагане на хранителни вещества.

От особен интерес е методът за поддържане на стабилността на екосистемите, основан на включването в биологичния цикъл на органични вещества, произведени преди това от екосистемата и заделени „в резерв“ - дървесина и мортмаса (торф, хумус, постеля). В този случай дървесината служи като индивидуално материално богатство, а мортмасата служи като колективно богатство, принадлежащо на екосистемата като цяло. Това „материално богатство” повишава устойчивостта на екосистемите, осигурявайки оцеляването им при неблагоприятни климатични промени, природни бедствия и др.

Стабилността на една екосистема е толкова по-голяма, колкото по-голяма е тя и колкото по-богат и разнообразен е нейният видов и популационен състав.

Екосистемите от различни типове използват различни варианти за индивидуални и колективни методи за съхранение на устойчивост с различни съотношения на индивидуално и колективно материално богатство.

По този начин основната функция на съвкупността от живи същества (общности), включени в екосистемата, е да осигури равновесно (стабилно) състояние на екосистемата въз основа на затворен цикъл на веществата.

Екологичните проблеми в момента са сред най-належащите и приоритетни на планетата. Много внимание се обръща на това как хората използват езерните екосистеми и горите. Зад великата наука се крият термини, които днес не само учениците, но и всеки уважаващ себе си възрастен трябва да знае. Често чуваме „замърсяване на екосистемите“, какво означава това? От какви части се състои една екосистема? Основите на дисциплината се преподават още в началното училище. Като пример можем да посочим темата „Горска екосистема“ (3 клас).

Защо екологията възниква като наука?

Това е сравнително млада биологична дисциплина, възникнала в резултат на бързото развитие на човешката трудова дейност. Интензивното използване на природните ресурси доведе до дисхармония между хората и околния свят. Терминът "екология", предложен от Е. Хекел през 1866 г., буквално се превежда от гръцки като "наука за дом, местообитание, подслон". С други думи, това е учението за връзката между живите организми и тяхната среда.

Екологията, както всяка друга наука, не възниква веднага. Отне почти 70 години, за да се появи понятието „екосистема“.

Етапи на развитие на науката и първи термини

През 19 век учените натрупват знания, описват процеси в околната среда, обобщават и систематизират съществуващите материали. Започнаха да се появяват първите наки термини. Например К. Мобиус предложи концепцията за "биоценоза". Разбира се като съвкупност от живи организми, които съществуват в едни и същи условия.

На следващия етап от развитието на науката се обособява основната измервателна категория - екосистемата (A. J. Tansley през 1935 г. и R. Linderman през 1942 г.). Учените изучават енергийните и трофичните (хранителни) метаболитни процеси на ниво живи и неживи компоненти на екосистемата.

На третия етап беше анализирано взаимодействието на различни екосистеми. Тогава всички те бяха обединени в такава концепция като биосферата.

През последните години науката се фокусира основно върху взаимодействието на човека с околната среда, както и разрушителното влияние на антропогенните фактори.

Какво е екосистема?

Това е комплекс от живи същества с тяхното местообитание, което е функционално обединено в едно цяло. Съществува неизбежна взаимозависимост между тези компоненти на околната среда. Съществува връзка между живите организми и тяхната среда на ниво вещества, енергия и информация.

Терминът е предложен за първи път през 1935 г. от британския ботаник А. Тансли. Той също така определи от какви части се състои екосистемата. Руският биолог В.Н. Сукачев въвежда понятието "биогеоценоза" (1944 г.), което е по-малко обемно по отношение на екосистемата. Варианти на биогеоценози могат да бъдат смърчова гора или блато. - океан, река Волга.

Всички живи организми могат да бъдат повлияни от биотични, абиотични и антропогенни фактори на околната среда. Например:

• жаба изяде комар (биотичен фактор);
• човек се намокри при дъжд (абиотичен фактор);
• хората изсичат гората (антропогенен фактор).

Компоненти

От какви части се състои една екосистема? Има два основни компонента или части на една екосистема – биотоп и биоценоза. Биотопът е място или територия, в която живее жизнена общност (биоценоза).

Концепцията за биотоп включва не само самото местообитание (например почва или вода), но и абиотични (неживи) фактори. Те включват климатични условия, температура, влажност и др.

Структура

Всеки от тях има специфична структура. Характеризира се с наличието на определени разновидности на живи организми, които могат спокойно да съществуват в тази среда. Например, бръмбарът елен живее в планински райони.

Всички видове живи организми са разпределени в една екосистема по структуриран начин: хоризонтално или вертикално. Вертикалната структура е представена от растителни организми, които в зависимост от необходимото им количество слънчева енергия се вграждат в нива или етажи.

Често в тестове на учениците се дава задача да разпределят етажите в горска екосистема (клас 3). Долният етаж е постелята (мазето), която се образува от паднали листа, борови иглички, мъртви организми и др. Следващият слой (земя) е зает от мъхове, лишеи и гъби. Малко по-високо има трева, между другото, в някои гори този етаж може да не съществува. Следва слой от храсти и млади дървесни издънки, следван от малки дървета, а най-горният етаж е зает от големи, високи дървета.

Хоризонталната структура представлява мозаечно подреждане на различни видове организми или микрогрупи в зависимост от техните хранителни вериги.

Важни функции

Живите организми, обитаващи определена, се хранят взаимно, за да запазят жизнените си функции. Така се образуват хранителни или трофични вериги на екосистема, които се състоят от връзки.

Първата връзка включва производители или организми, които произвеждат (произвеждат), синтезират органични вещества от неорганични. Например, едно растение консумира въглероден диоксид и освобождава кислород и глюкоза, органично съединение, по време на фотосинтеза.

Междинната връзка са разлагачи (сапротрофи или разлагащи). Те включват организми, които са способни да разлагат останки от неживи растения или животни. В резултат на това органичната материя се превръща в неорганична. Редукторите са микроскопични гъбички и бактерии.

Третата връзка е представена от групата на потребителите (консуматори или хетеротрофи), която включва хората. Тези живи същества не могат да синтезират органични съединения от неорганични, така че ги получават в готов вид от околната среда. Те включват тревопасни организми (крава, заек и др.), Следващите разреди включват месоядни хищници (тигър, рис, лъв), всеядни (мечка, човек).

Видове екосистеми

Всяка екологична система е отворена. Може да съществува и в изолирана форма, границите му са размити. В зависимост от размера се разграничават много малки или микроекологични системи (човешка устна кухина), средни или мезоекологични системи (горски край, залив) и макроекологични системи (океан, Африка).

В зависимост от начина на възникване екосистемите се класифицират като спонтанно създадени или естествени и изкуствени или създадени от човека. Примери за екосистеми с естествено образуване: море, поток; изкуствено езерце.

Въз основа на местоположението си в пространството те разграничават водни (локва, океан) и сухоземни (тундра, тайга, лесостеп) екологични системи. Първите от своя страна се делят на морски и сладководни. Сладката вода може да бъде лотична (поток или река), леща (резервоар, езеро, езерце) и влажна (блато).

Примери за екосистеми и тяхното използване от хората

Хората могат да имат антропогенен ефект върху екосистемата. Всяко използване на природата от човека има въздействие върху екологичната система на регионално, национално или планетарно ниво.

В резултат на прекомерна паша, нерационално управление на околната среда и обезлесяване се унищожават едновременно две мезоекосистеми (поле, гора), а на тяхно място се образува антропогенна пустиня. За съжаление има много такива примери за екосистеми, които могат да бъдат цитирани.

Как хората използват езерните екосистеми е важно в регионален мащаб. Например, при термично замърсяване в резултат на изхвърляне на нагрята вода в езеро, то се заблатява. Живите същества (риби, жаби и др.) Умират, синьо-зелените водорасли активно се размножават. Основният запас от прясна вода в света е концентриран в езерата. Следователно замърсяването на тези водни тела води до прекъсванене само регионалната, но и глобалната екосистема на света.