Za prirodni ekosistem karakterišu tri karakteristike:
- skup živih i neživih komponenti;
- kompletan ciklus kruženja supstanci, počevši od stvaranja organske materije i završavajući njenom razgradnjom na neorganske komponente;
- održavanje stabilnosti u određenom vremenskom periodu.
Prostorno razgraničenje ekosistema u nekim slučajevima može biti izraženo relativno jasno, u drugim - vrlo uslovno. Za ekologa koji proučava strukturu ekosistema pogodnije je koristiti prirodne granice (na primjer, rub močvare, rub šume, obala rijeke ili jezera). U svakom slučaju, identifikacija ekosistema vrijedi samo kada postoji priliv iz okruženje ne samo energije, već i određene količine materije. Stoga svi ekološki sistemi koji zajedno čine biosferu Zemlje pripadaju otvorenim sistemima koji razmjenjuju materiju i energiju sa svojom okolinom. Njihova stabilnost se stvara i reguliše interakcijom ciklusa supstanci i energetskih tokova. Na osnovu opšta teorija sistemi, koncept ekosistema kao otvoreni sistem moraju uzeti u obzir specifičnosti međusobno povezanih ulaznih i izlaznih okruženja. Dakle, za biosferu Zemlje, ulazni medij će biti energija, zemaljska i kosmička materija, a izlaz će biti sedimentne biogene stijene i plinovi koji izlaze u svemir.
Sve komponente su međusobno povezane; stabilan odnos između vrsta se razvijao stoljećima. Stoga, pojava bilo koje nove vrste koja nije karakteristična za dati ekosistem može poremetiti prirodnu ravnotežu.
Navedimo primjere iz historije okoliša Australije. Na jedan Božić 1859. godine, 24 zeca su prvi put dovedena na ovaj kontinent. Prirodni grabežljivci koji se hrane ovim životinjama bili su odsutni u lokalnoj fauni. Kolonija plodnih glodara počela je brzo da se razmnožava. Pojeli su svu travu na pašnjacima i uskratili hranu ovcama, čiji je uzgoj bio jedno od glavnih zanimanja australskih farmera u to vrijeme. 10 zečeva je zahtijevalo istu količinu trave za ishranu kao 1 ovca. Ali od ovaca su dobili 3 puta više proizvoda.
Pucanje, jame za zamke, otrovi - ništa nije pomoglo. Neviđeno visoke stope reprodukcije kunića u plodnim uvjetima prikrile su svaki uginuće ovih životinja uslijed mjera istrebljenja. U tom periodu se pojavio izraz "zečevi su pojeli Australiju". Ovi biljojedi značajno su potkopali zalihe hrane za stočarstvo na kontinentu i nanijeli ogromnu štetu poljoprivrednim usjevima. Vlada engleskog Dominiona obećala je 22 hiljade funti sterlinga svakome ko oslobodi zemlju od invazije proždrljivih glodara.
Predloženo je mnogo načina borbe, ali nijedan nije bio produktivan. A 1950. godine nekoliko grupa zečeva je zaraženo miksomatozom - zaraznom virusna bolest. Bolesne životinje puštene su u nekoliko područja Australije. Prvi rezultati dobiveni su u dolini rijeke Murray sredinom 1951. Područje epizootskog izbijanja (istovremenog širenja bolesti među velikim brojem životinja) iznosilo je 2,5 miliona km 2, a gotovo svi zečevi su uginuli. . U narednim godinama, situacija se ponovila u mnogim državama Australije, uglavnom u blizini rijeka, prašuma i drugih mjesta naseljenih komarcima, glavnim prenosiocima virusa miksomatoze.
Unatoč činjenici da do potpunog istrebljenja zečeva nije došlo, njihov broj nikada nije dostigao isti nivo kao prije, uz alarmantnu stopu. visoki nivo. Nauka je pobedila.
U razvoju se koristi princip ekosistema biološki sistemi ljudi u uslovima izolacije od Zemljine biosfere, na primer u svemiru ili podvodnim vozilima. Glavna komponenta ovakvog vještačkog ekosistema su zelene biljke koje, koristeći svjetlosnu energiju u procesu fotosinteze, apsorbiraju ugljični dioksid i oslobađaju kisik, tj. vršiti regeneraciju (restauraciju) atmosfere. Biljnu biomasu ljudi i drugi heterotrofni organizmi koriste za ishranu, koji se zauzvrat mogu uključiti u ishranu ljudi. Neiskorištenu biljnu biomasu, ljudske otpadne proizvode i druge komponente mikroorganizmi razlažu na vodu, ugljični dioksid i minerale, koje biljke ponovo koriste. Trenutno su stvoreni eksperimentalni ekosistemi, uključujući ljude, jednoćelijske alge, viših biljaka(kupus, šargarepa, cvekla, paradajz, pšenica itd.), mineralizirajući mikroorganizmi. Zbog regeneracije u ovakvim ekosistemima u potpunosti su zadovoljene ljudske potrebe za kiseonikom, vodom i do 20% za hranom.
Za razliku od prirodnog ekosistema, veštački ekosistem karakteriše. Odgovor napišite brojevima bez razmaka.
1) širok izbor vrsta
2) različita strujna kola
3) otvoreni ciklus supstanci
4) prevlast jedne ili dvije vrste
5) uticaj antropogenog faktora
6) zatvoreni ciklus supstanci
Objašnjenje.
Razlike između agrocenoza i prirodnih biogeocenoza. Između prirodnih i vještačkih biogeocenoza, uz sličnosti, postoje i velike razlike koje je važno uzeti u obzir u poljoprivrednoj praksi.
Prva razlika je različit smjer selekcije. U prirodnim ekosistemima postoji prirodna selekcija koja odbacuje nekonkurentne vrste i oblike organizama i njihove zajednice u ekosistemu i time osigurava njegovo glavno svojstvo – stabilnost. U agrocenozama pretežno djeluje umjetna selekcija, usmjerena prvenstveno na ljude da maksimiziraju produktivnost poljoprivrednih kultura. Zbog toga je ekološka stabilnost agrocenoza niska. Nisu sposobne za samoregulaciju i samoobnavljanje, te su podložne prijetnji smrću zbog masovnog razmnožavanja štetočina ili patogena. Stoga, bez ljudskog učešća, njegove neumorne pažnje i aktivnog zahvata u njihove živote, agrocenoze žitarica i povrtarske kulture postoje ne više od godinu dana, višegodišnje trave - 3-4 godine, voćarske kulture- 20−30 godina. Zatim se raspadaju ili umiru.
Druga razlika je u izvoru energije koji se koristi. Za prirodnu biogeocenozu, jedini izvor energije je Sunce. Istovremeno, agrocenoze, osim sunčeve energije, dobijaju i dodatnu energiju koju su ljudi potrošili na proizvodnju đubriva, hemikalije protiv korova, štetočina i bolesti, za navodnjavanje ili drenažu zemljišta i sl. Bez ovakvog dodatnog utroška energije dugoročno postojanje agrocenoza je praktično nemoguće.
Treća razlika je u tome što je u agroekosistemima raznovrsnost vrsta živih organizama naglo smanjena. Na poljima se obično uzgaja jedna ili više vrsta (sorti) biljaka, što dovodi do značajnog osiromašenja sastava vrsta životinja, gljiva i bakterija. Osim toga, biološka uniformnost sorti kultivisane biljke okupirano velike površine(ponekad desetine hiljada hektara), često je glavni razlog njihovog masovnog uništavanja od strane specijalizovanih insekata (npr. Koloradska zlatica) ili oštećenja uzrokovana patogenima (brašnoviti grmovi, rđe, gljivice, gljivica, itd.).
Četvrta razlika je različita ravnoteža nutrijenata. U prirodnoj biogeocenozi, primarna proizvodnja biljaka (žetva) se troši u brojnim lancima ishrane (mrežama) i ponovo se vraća u sistem biološkog ciklusa u obliku ugljen-dioksida, vode i mineralnih elemenata ishrane.
U agrocenozi je takav ciklus elemenata oštro poremećen, jer značajan dio njih ljudi uklanjaju žetvom. Stoga, da bi se nadoknadili njihovi gubici i, posljedično, povećala produktivnost kultiviranih biljaka, potrebno je stalno dodavati gnojiva u tlo.
Dakle, u usporedbi s prirodnim biogeocenozama, agrocenoze imaju ograničen sastav vrsta biljaka i životinja, nisu sposobne za samoobnavljanje i samoregulaciju, podložne su prijetnji smrti kao rezultat masovne reprodukcije štetočina ili patogena, i zahtijevaju neumornu ljudsku aktivnost da bi ih održali.
Brojevi 3, 4, 5 karakteriziraju agrocenozu; 1, 2, 6 - prirodna biogeocenoza.
Odgovor: 345.
Vrste ekosistema.
Ekološki sistem (ekosistem)– prostorno definisan skup živih organizama i njihovog staništa, ujedinjenih materijalno-energetskim i informacionim interakcijama.
Postoje vodeni i kopneni prirodni ekosistemi.
Vodeni ekosistemi To su rijeke, jezera, bare, močvare - slatkovodni ekosistemi, kao i mora i okeani - tijela slane vode.
Kopneni ekosistemi– to su tundra, tajga, šuma, šumska stepa, stepa, polupustinja, pustinja, planinski ekosistemi.
Svaki kopneni ekosistem ima abiotičku komponentu – biotop ili ekotop – područje sa istim pejzažnim, klimatskim i zemljišnim uslovima; i biotička komponenta - zajednica, ili biocenoza - ukupnost svih živih organizama koji nastanjuju dati biotop. Biotop je zajedničko stanište za sve članove zajednice. Biocenoze se sastoje od predstavnika mnogih vrsta biljaka, životinja i mikroorganizama. Gotovo svaku vrstu u biocenozi predstavlja mnogo jedinki različitog spola i dobi. Oni čine populaciju određene vrste u ekosistemu. Biocenozu je vrlo teško razmatrati odvojeno od biotopa, pa se uvodi koncept kao što je biogeocenoza (biotop + biocenoza). Biogeocenoza je elementarni kopneni ekosistem, glavni oblik postojanja prirodnih ekosistema.
Svaki ekosistem sadrži grupe organizama različite vrste, razlikuje se po načinu ishrane:
Autotrofi („samohrane“);
Heterotrofi („hrane se drugima“);
Potrošači su potrošači organske materije živih organizama;
Ditritofagi, ili saprofagi, su organizmi koji se hrane mrtvom organskom materijom – ostacima biljaka i životinja;
Reduktori - bakterije i niže gljivice - dovršavaju destruktivni rad konzumenata i saprofaga, dovodeći razgradnju organske materije do njene potpune mineralizacije i vraćajući posljednje porcije ugljičnog dioksida, vode i mineralnih elemenata u okoliš ekosistema.
Sve ove grupe organizama u bilo kojem ekosistemu usko su u interakciji jedni s drugima, koordinirajući tokove materije i energije.
Dakle , prirodni ekosistem karakterišu tri karakteristike:
1) ekosistem je nužno skup živih i neživih komponenti.
2) unutar ekosistema se odvija puni ciklus, počevši od stvaranja organske materije i završavajući njenom razgradnjom na neorganske komponente.
3) ekosistem ostaje stabilan neko vrijeme, što je osigurano određenom strukturom biotičkih i abiotičkih komponenti.
Primjeri prirodnih ekosistema su: srušeno drvo, leš životinje, malo vodeno tijelo, jezero, šuma, pustinja, tundra, kopno, okean, biosfera.
Kao što se vidi iz primjera, jednostavniji ekosistemi su uključeni u složenije organizirane. Istovremeno se ostvaruje hijerarhija organizacije sistema, u ovom slučaju ekoloških. Stoga se ekosistemi prema prostornoj skali dijele na mikroekosisteme, mezoekosisteme i makroekosisteme.
Dakle, strukturu prirode treba posmatrati kao sistemsku cjelinu, koju čine ekosistemi ugniježđeni jedan u drugom, od kojih je najviši jedinstveni globalni ekosistem – biosfera. U njegovom okviru, energija i materija se razmjenjuju između svih živih i neživih komponenti na planetarnoj razini.
Antropogeni uticaj na prirodne ekosisteme.
Antropogeni faktori, tj. rezultati ljudskih aktivnosti koje dovode do promjena u životnoj sredini mogu se razmatrati na regionalnom, nacionalnom ili globalnom nivou.
Antropogeno zagađenje vazduha vodi do globalnih promjena. Atmosferski zagađivači dolaze u obliku aerosola i gasovitih supstanci. Najveću opasnost predstavljaju gasovite materije, koje čine oko 80% svih emisija. Prije svega, to su spojevi sumpora, ugljika i dušika. Ugljični dioksid sam po sebi nije toksičan, ali njegovo nakupljanje je povezano s opasnošću od takvog globalnog procesa kao što je "efekt staklenika". Posljedice vidimo u zagrijavanju klime na Zemlji.
Kisele kiše su povezane sa oslobađanjem sumpornih i azotnih jedinjenja u atmosferu. Sumpordioksid i dušikovi oksidi u zraku se spajaju s vodenom parom, a zatim zajedno s kišom padaju na tlo zapravo u obliku razrijeđene sumporne i dušične kiseline. Takve padavine naglo narušavaju kiselost tla, doprinose odumiranju biljaka i isušivanju šuma, posebno crnogoričnih. Ulazak u rijeke i jezera depresivno djeluje na floru i faunu, često dovodeći do potpunog uništenja biološkog života - od riba do mikroorganizama. Udaljenost između mjesta na kojem se formiraju kisele padavine i gdje one padaju može biti hiljadama kilometara.
Ovi negativni uticaji na globalnom nivou su pogoršani procesima dezertifikacija i krčenje šuma. Glavni faktor dezertifikacije je ljudska aktivnost. Među antropogenim uzrocima su prekomjerna ispaša, krčenje šuma, prekomjerna i nepravilna eksploatacija zemljišta. Naučnici su to izračunali ukupna površina antropogene pustinje premašile su površinu prirodnih. Zbog toga se dezertifikacija smatra globalnim procesom.
Pogledajmo sada primjere antropogenog uticaja na nivou naše zemlje. Rusija je na jednom od prvih mjesta u svijetu po rezervama svježa voda. I s obzirom na to zajednički resursi slatka voda čini samo 2% ukupne zapremine Zemljine hidrosfere, postaje jasno kakvo bogatstvo imamo. Glavna opasnost za ove resurse je zagađenje hidrosfere. Glavne rezerve slatke vode koncentrisane su u jezerima, čije je područje u našoj zemlji više teritorije Velika britanija. Samo Bajkal sadrži oko 20% svjetskih rezervi slatke vode.
Naučnici razlikuju tri tipa zagađenje hidrosfere: fizički, hemijski i biološki.
Fizičko zagađenje se prvenstveno odnosi na toplotno zagađenje koje nastaje ispuštanjem zagrijane vode koja se koristi za hlađenje u termoelektranama i nuklearnim elektranama. Ispuštanje takvih voda dovodi do narušavanja prirodnog vodni režim. Na primjer, rijeke na mjestima gdje se takve vode ispuštaju ne smrzavaju se. U zatvorenim rezervoarima to dovodi do smanjenja sadržaja kisika, što dovodi do uginuća riba i brzog razvoja jednoćelijskih algi („cvjetanje“ vode). Fizičko zagađenje uključuje i radioaktivno zagađenje.
Hemijsko zagađenje hidrosfere nastaje kao rezultat prodiranja raznih hemijske supstance i veze. Primjer je ispuštanje teških metala (olovo, živa), gnojiva (nitrati, fosfati) i ugljovodonika (nafta, organsko zagađenje) u vodena tijela. Glavni izvor su industrija i transport.
Biološko zagađenje stvaraju mikroorganizmi, često patogeni. U vodeni okoliš ulaze s otpadnim vodama iz kemijske, celulozne i papirne, prehrambene i stočarske industrije. Takve otpadne vode mogu biti izvor raznih bolesti.
Posebno pitanje u ovoj temi je zagađenje Svjetskog okeana. To se dešava na tri načina.
Prvi od njih je riječno otjecanje, s kojim milioni tona padaju u okean. razni metali, jedinjenja fosfora, organsko zagađenje. U ovom slučaju, gotovo sve suspendirane i većina otopljenih tvari se talože u riječnim ušćima i susjednim policama.
Drugi način zagađenja povezan je sa padavinama, sa kojima većina olova, polovina žive i pesticida ulazi u Svjetski okean.
Konačno, treći način je direktno povezan sa ekonomska aktivnost ljudi u vodama Svjetskog okeana. Najčešći tip zagađenja je zagađenje naftom tokom transporta i proizvodnje nafte.
Rezultati antropogenog uticaja.
U današnje vrijeme posljedice antropogenog utjecaja na geografsku sredinu su raznolike i nisu sve pod kontrolom čovjeka, mnoge se pojavljuju kasnije. Hajde da navedemo glavne.
Klimatske promjene (geofizika) Zemlje zasnovane na povećanom efektu staklene bašte, emisiji metana i drugih plinova, aerosola, radioaktivnih plinova, promjenama koncentracije ozona.
Slabljenje ozonskog ekrana, formiranje velikog " ozonska rupa"nad Antarktika i "male rupe" u drugim regijama.
Zagađenje okolnog svemira i njegovo smeće.
Zagađenje atmosfere toksičnim i štetne materije nakon čega slijede kisele kiše i uništavanje ozonskog omotača, koji uključuje freone, dušikove okside, vodenu paru i druge nečistoće plina.
Zagađenje okeana, zakopavanje otrovnih i radioaktivnih materija u njemu, zasićenje njegovih voda ugljičnim dioksidom iz atmosfere, zagađenje naftnim derivatima, teškim metalima, složenim organskim jedinjenjima, narušavanje normalne ekološke veze okeana i kopnenih voda zbog za izgradnju brana i drugih hidrauličnih objekata.
Iscrpljivanje i zagađenje površinske vode suši i podzemne vode, neravnoteža između površinskih i podzemnih voda.
Radioaktivna kontaminacija lokalnih područja i nekih regija u vezi sa nesrećom u Černobilju, radom nuklearnih uređaja i atomskim testovima.
Kontinuirano nakupljanje otrovnih i radioaktivnih supstanci na površini zemlje, kućni otpad I industrijski otpad(posebno nerazgradive plastike), pojava sekundarnih hemijske reakcije sa stvaranjem toksičnih supstanci.
Dezertifikacija planete, širenje postojećih pustinja i produbljivanje samog procesa dezertifikacije.
Smanjenje površina tropskih i sjevernih šuma, što dovodi do smanjenja količine kisika i nestanka životinjskih i biljnih vrsta.
Zapamtite:
Uloga biljaka, životinja, gljiva, bakterija u kruženju tvari.
Odgovori. Biljke, životinje, gljive, bakterije su usko povezane jedni s drugima zbog, prije svega, povezanosti s hranom. Biljke, kao autotrofi, proizvode organsku materiju, životinje i gljive je konzumiraju, bakterije i pojedinačne vrste gljive uništavaju i mineraliziraju organske ostatke, ispuštajući ih u atmosferu ugljen-dioksid, koje će biljke konzumirati, baš kao i neorganske tvari. Tako se u biogeocenozi odvija prijenos materije i energije, te kruženje tvari.
Pitanja nakon §41
Kako se zove ekosistem?
Odgovori. Radi praktičnosti razmatranja životnih procesa u biosferi, uveden je koncept „ekološkog sistema“ (ekosistema). Ekosistem je funkcionalno jedinstvo organizama i životne sredine. Ovo je totalitet razne vrste biljke, životinje i mikrobi u interakciji jedni s drugima i sa okolinom – biotop koji sadrži supstancu i energiju neophodne za život.
Cijeli ovaj skup može trajati beskonačno dugo vremena. Ekosistem može biti svaka zajednica živih bića i njeno stanište, ujedinjeni u jedinstvenu cjelinu. Ekološke komponente sistema su međusobno povezane i međuzavisne. Kršenje funkcija jedne od komponenti narušit će stabilnost cijelog ekosistema.
Ekosistem je neophodan oblik postojanja za život. Svaki organizam se može razvijati samo u ekosistemu, a ne u izolaciji.
Dakle, ekosistem je svaka kolekcija živih organizama u interakciji i uslova okoline. Pojam "ekosistem", kao što je već napomenuto, prvi je uveo engleski ekolog A. Tansley 1935. Ekosistemi su, na primjer: parcela šume, fabrički prostor, farma, kabina svemirskog broda ili čak cijeli globus .
Koje grupe organizama čine bilo koji ekosistem?
Odgovori. Ekosistem uključuje žive organizme (njihov ukupno možemo nazvati biocenozom), nežive (abiotske) faktore - atmosferu, vodu, hranljive materije, svetlost.
Svi živi organizmi prema načinu ishrane dijele se u dvije grupe - autotrofe (od grčkih riječi autos - sam i trofo - ishrana) i heterotrofe (od grčka riječ heteros – različit).
Autotrofi koriste anorganski ugljik i sintetiziraju ograničene tvari iz anorganskih; oni su proizvođači ekosistema
Heterotrofi koriste ugljik iz organskih tvari koje sintetiziraju proizvođači i zajedno s tim tvarima dobivaju energiju. Heterotrofi su konzumenti (iz latinska reč consumo - konzumirati), konzumirajući organsku materiju, i razlagači, razlažući je na jednostavna jedinjenja.
Razlagači su organizmi koji su po svom položaju u ekosistemu bliski detritovorima, jer se hrane i mrtvom organskom materijom. Međutim, razlagači - bakterije i gljive - razgrađuju organsku tvar u mineralna jedinjenja, koja se vraćaju u otopinu tla i ponovno koriste u biljkama.
Organske supstance koje stvaraju autotrofi služe kao hrana i izvor energije za heterotrofe: potrošači - fitofagi jedu biljke, grabežljivci prvog reda - fitofagi, grabežljivci drugog reda - grabežljivci drugog reda, itd. Ovaj niz organizama naziva se lanac ishrane. , njegove veze se nalaze na različitim trofičkim nivoima (predstavljaju različite trofičke grupe).
Po čemu se ekosistem razlikuje od biogeocenoze?
Odgovori. Sastav ekosistema uključuje žive organizme (njihova ukupnost se naziva biogeocenoza ili biota ekosistema), i nežive (abiotske) faktore - atmosferu, vodu, hranljive materije, svetlost i mrtvu organsku materiju - detritus.
Termin "biogeocenoza" predložio je ruski naučnik V. N. Sukačev. Ovaj izraz se odnosi na zbirku biljaka, životinja, mikroorganizama, tla i atmosfere na homogenom zemljištu. Treba napomenuti da su njihov sastav i količina vrsta povezani, prvo, s djelovanjem ograničavajućih faktora, prije svega klimatskih, koji određuju koje su vrste najbolje prilagođene za postojanje u određenim uvjetima, i drugo, s djelovanjem principa ekološke geografski maksimum vrsta. Prema ovom principu, za normalno funkcionisanje svakog ekosistema u njemu mora biti onoliko vrsta koliko je potrebno za maksimalna upotreba dolaznu energiju i osiguravanje cirkulacije tvari.
Prije svega, bilo koja biogeocenoza se razlikuje samo na kopnu. Na moru, u okeanu i općenito vodena sredina biogeocenoze se ne razlikuju. Biogeocenoza ima specifične granice. Oni su određeni granicama biljne zajednice - fitocenoza. Slikovito rečeno, biogeocenoza postoji samo u okviru fitocenoze. Gdje nema fitocenoze, nema ni biogeocenoze. Koncepti "ekosistema" i "biogeocenoze" identični su samo za takve prirodne formacije kao što su šuma, livada, močvara, polje. Šumska biogeocenoza = šumski ekosistem; biogeocenoza livada = livadski ekosistem, itd. Za prirodne formacije koje su manje ili veće zapremine od fitocenoze, ili gdje se fitocenoza ne može razlikovati, koristi se samo koncept “ekosistema”. Na primjer, humka u močvari je ekosistem, ali ne i biogeocenoza. Potok koji teče je ekosistem, ali ne i biogeocenoza. Isto tako, jedini ekosistemi su more, tundra, tropske prašume, itd. U tundri, tropska šuma Moguće je razlikovati ne samo jednu fitocenozu, već mnoge. Ovo je skup fitocenoza koje predstavljaju veću formaciju od biogeocenoze.
Ekosistem može biti prostorno manji i veći od biogeocenoze. Dakle, ekosistem je opštija formacija, bez ranga.
Biogeocenoza je ograničena granicama biljne zajednice - fitocenoza i označava specifičnu prirodni objekat, koji zauzimaju određeni prostor na kopnu i odvojeni prostornim granicama od istih objekata.
Navedite primjere prirodnih i umjetnih ekosistema, vodenih i kopnenih, malih i velikih.
Odgovori. Ekosistemi su veoma raznoliki. Prirodni ekosistemi: kap vode sa mikroorganizmima, lokva, močvara, mahovina, stari panj, prirodna područja(tundra, tajga, stepa), biogeocenoze, biocenoze, biosfera.
Vještački ekosistemi: svemirska stanica, gradnja za biološki tretman voda, rezervoar, akvarij, žito, voćnjak jabuka.
Neophodan uslov za postojanje ekosistema je konstantan protok energije izvana (otvoreni biosistem). U njemu postoji protok energije i kruženje supstanci.
Zemaljski biomi: tundra; četinarske šume; umjerena listopadna šuma; savana. Slatkovodni ekosistemi: jezera, bare, potoci. Morski ekosistemi: okean; priobalne vode.
Veliki ekosistemi: biosfera, biogeocenoza, biomi. Mali ekosistemi: ribnjak, povrtnjak, kolci u stepi.
Ekosistemi su jedan od ključnih pojmova ekologije, koji je sistem koji uključuje nekoliko komponenti: zajednicu životinja, biljaka i mikroorganizama, karakteristično stanište, čitav sistem odnosa kroz koji se odvija razmjena supstanci i energija.
U nauci postoji nekoliko klasifikacija ekosistema. Jedan od njih dijeli sve poznate ekosisteme u dvije velike klase: prirodne, koje je stvorila priroda, i umjetne, one koje je stvorio čovjek. Pogledajmo detaljnije svaku od ovih klasa.
Prirodni ekosistemi
Kao što je gore navedeno, prirodni ekosistemi nastali su kao rezultat djelovanja prirodnih sila. Karakteriše ih:
- Bliska veza između organskog i neorganske supstance
- Potpuni, zatvoreni krug kruženja supstanci: počevši od pojave organske materije do njenog raspadanja i razgradnje na anorganske komponente.
- Otpornost i sposobnost samoizlječenja.
Svi prirodni ekosistemi su definisani sledećim karakteristikama:
- Struktura vrste: broj svake vrste životinje ili biljke reguliran je prirodnim uvjetima.
- Prostorna struktura: svi organizmi su raspoređeni u strogoj horizontalnoj ili vertikalnoj hijerarhiji. Na primjer, u šumskom ekosistemu slojevi se jasno razlikuju; u vodenom ekosistemu distribucija organizama ovisi o dubini vode.
- Biotičke i abiotičke supstance. Organizmi koji čine ekosistem dijele se na neorganske (abiotički: svjetlost, zrak, tlo, vjetar, vlaga, pritisak) i organske (biotički - životinje, biljke).
- Zauzvrat, biotička komponenta je podijeljena na proizvođače, potrošače i razarače. Proizvođači uključuju biljke i bakterije, koje koriste sunčevu svjetlost i energiju za stvaranje organske tvari iz neorganskih tvari. Potrošači su životinje i biljke mesožderi koji se hrane ovom organskom materijom. Razarači (gljivice, bakterije, neki mikroorganizmi) su kruna lanca ishrane, jer provode obrnuti proces: organska materija se pretvara u neorganske supstance.
Prostorne granice svakog prirodnog ekosistema su vrlo proizvoljne. U nauci je uobičajeno da se ove granice definiraju prirodnim konturama reljefa: na primjer, močvara, jezero, planine, rijeke. Ali sve u svemu, svi ekosistemi koji čine bioljusku naše planete smatraju se otvorenim, jer su u interakciji sa okolinom i prostorom. U najopštijoj ideji, slika izgleda ovako: živi organizmi primaju energiju, kosmičke i zemaljske supstance iz okoline, a izlaz su sedimentne stijene i plinovi, koji na kraju bježe u svemir.
Sve komponente prirodnog ekosistema su usko povezane. Principi ove veze razvijaju se godinama, ponekad i vekovima. Ali upravo zbog toga postaju tako stabilni, jer te veze i klimatski uvjeti određuju vrste životinja i biljaka koje žive na datom području. Svaka neravnoteža u prirodnom ekosistemu može dovesti do njegovog nestanka ili izumiranja. Takvo kršenje može biti, na primjer, krčenje šuma ili istrebljenje populacije određene životinjske vrste. U ovom slučaju, lanac ishrane se odmah poremeti, a ekosistem počinje da „propada“.
Usput, predstavljamo dodatni elementi u ekosisteme takođe može poremetiti. Na primjer, ako osoba počne uzgajati životinje u odabranom ekosistemu koje u početku nije bilo. Jasna potvrda toga je uzgoj zečeva u Australiji. U početku je bilo isplativo, jer je u tako plodnom okruženju i odlično za uzgoj klimatskim uslovima, zečevi su počeli da se razmnožavaju neverovatnom brzinom. Ali na kraju je sve došlo do kraha. Bezbrojne horde zečeva opustošile su pašnjake na kojima su ranije pasle ovce. Broj ovaca je počeo da opada. I čovjek dobije mnogo više hrane od jedne ovce nego od 10 zečeva. Ovaj incident je čak postao izreka: "Zečevi su pojeli Australiju." Bio je potreban nevjerovatan trud naučnika i veliki trošak prije nego što su uspjeli da se riješe populacije zečeva. U Australiji nije bilo moguće potpuno istrijebiti njihovu populaciju, ali se njihov broj smanjio i više nije ugrožavao ekosistem.
Vještački ekosistemi
Veštački ekosistemi su zajednice životinja i biljaka koje žive u uslovima koje su za njih stvorili ljudi. Nazivaju se i noobiogeocenozama ili socioekosistemima. Primjeri: polje, pašnjak, grad, zajednica, svemirski brod, zoološki vrt, vrt, vještački ribnjak, rezervoar.
Najviše jednostavan primjer vještački ekosistem je akvarijum. Ovdje je stanište ograničeno zidovima akvarijuma, protok energije, svjetlosti i hranjivih tvari vrši čovjek, koji također reguliše temperaturu i sastav vode. Inicijalno se utvrđuje i broj stanovnika.
Prva karakteristika: svi vještački ekosistemi su heterotrofni, odnosno konzumiranje gotove hrane. Uzmimo za primjer grad, jedan od najvećih vještačkih ekosistema. Priliv umjetno stvorene energije (gasovod, struja, hrana) ovdje igra veliku ulogu. Istovremeno, takve ekosisteme karakterizira veliko oslobađanje toksičnih tvari. Odnosno, one tvari koje kasnije služe za proizvodnju organske tvari u prirodnom ekosustavu često postaju neprikladne u umjetnim.
Drugi karakteristična karakteristika umjetni ekosistemi - otvoreni metabolički ciklus. Uzmimo za primjer agroekosisteme – najvažnije za ljude. Tu spadaju njive, bašte, povrtnjaci, pašnjaci, farme i druga poljoprivredna zemljišta na kojima ljudi stvaraju uslove za proizvodnju proizvoda široke potrošnje. Ljudi iznose dio lanca ishrane u takvim ekosistemima (u obliku usjeva), pa se lanac ishrane uništava.
Treća razlika između vještačkih ekosistema i prirodnih je njihov mali broj vrsta. Zaista, čovjek stvara ekosistem radi uzgoja jedne (rjeđe nekoliko) vrsta biljaka ili životinja. Na primjer, u polju pšenice uništavaju se sve štetočine i korovi, a uzgaja se samo pšenica. Ovo omogućava dobijanje najbolja žetva. Ali u isto vrijeme, uništavanje organizama koji su "neisplativi" za ljude čini ekosistem nestabilnim.
Komparativne karakteristike prirodnih i vještačkih ekosistema
Zgodnije je prikazati poređenje prirodnih ekosistema i socioekosistema u obliku tabele:
|
Prirodni ekosistemi |
Vještački ekosistemi |
|
Glavna komponenta je solarna energija. |
Uglavnom prima energiju iz goriva i pripremljene hrane (heterotrofno) |
|
Formira plodno tlo |
Osiromašuje tlo |
|
Svi prirodni ekosistemi apsorbuju ugljični dioksid i proizvode kisik |
Većina umjetnih ekosistema troši kisik i proizvodi ugljični dioksid |
|
Velika raznolikost vrsta |
Ograničen broj vrsta organizama |
|
Visoka stabilnost, sposobnost samoregulacije i samoizlječenja |
Slaba održivost, jer takav ekosistem zavisi od ljudskih aktivnosti |
|
Zatvoren metabolizam |
Otvoreni metabolički lanac |
|
Stvara staništa za divlje životinje i biljke |
Uništava staništa divlje životinje |
|
Akumulira vodu, mudro je koristi i pročišćava |
Velika potrošnja vode i zagađenje |