Poređenje prirodnih i vještačkih ekosistema. Vrste i primjer ekosistema

Poređenje prirodnih i pojednostavljenih antropogenih ekosistema (prema Milleru, 1993.)

Osnovni cilj stvorenih poljoprivrednih sistema je njihova racionalna upotreba biološki resursi, koji su direktno uključeni u sferu ljudske aktivnosti - izvori prehrambenih proizvoda, tehnološke sirovine, lijekovi.

Agroekosisteme stvaraju ljudi za postizanje visokih prinosa – čista proizvodnja autotrofa.

Sumirajući sve što je već rečeno o agroekosistemima, ističemo njihove glavne razlike od prirodnih (tabela 2).

1. U agroekosistemima, raznolikost vrsta je naglo smanjena:

§ smanjenje vrste kultivisanog bilja također smanjuje vidljivu raznolikost životinjske populacije biocenoze;

§ raznolikost vrsta životinja koje uzgajaju ljudi zanemarljiva je u odnosu na prirodu;

§ kultivisani pašnjaci (sa zasađenom travom) su po raznolikosti vrsta slični poljoprivrednim poljima.

2. Vrste biljaka i životinja koje uzgajaju ljudi “evoluiraju” zbog vještačke selekcije i nekonkurentne su u borbi protiv divljih vrsta bez ljudske podrške.

3. Agroekosistemi dobijaju dodatnu energiju subvencionisanu od strane ljudi, pored sunčeve energije.

4. Čisti proizvodi (žetva) se uklanjaju iz ekosistema i ne ulaze u lanac ishrane biocenoze, već njegovo djelimično korištenje od strane štetočina, gubitaka tokom berbe, koji mogu ući i u prirodne trofičke lance. Ljudi ih potiskuju na sve moguće načine.

5. Ekosistemi polja, vrtova, pašnjaka, povrtnjaka i drugih agrocenoza su pojednostavljeni sistemi koje podržavaju ljudi u ranim fazama sukcesije, i jednako su nestabilni i nesposobni za samoregulaciju kao prirodne pionirske zajednice, pa stoga ne mogu postojati bez ljudska podrška.

tabela 2

Uporedne karakteristike prirodni ekosistemi i agroekosisteme.

Veštački ekosistem - to je antropogeni ekosistem koji je stvorio čovjek. Za njega vrijede svi osnovni zakoni prirode, ali se za razliku od prirodnih ekosistema ne može smatrati otvorenim. Stvaranje i posmatranje malih veštačkih ekosistema omogućava nam da dobijemo opsežne informacije o mogućem stanju okruženje, zbog velikih ljudskih uticaja na njega. Za proizvodnju poljoprivrednih proizvoda, ljudi stvaraju nestabilan, umjetno stvoren i redovno održavan agroekosistem (agrobiocenoza ) - njive, pašnjaci, povrtnjaci, voćnjaci, vinogradi itd.

Razlike između agrocenoza i prirodnih biocenoza: neznatna raznolikost vrsta (agrocenoza se sastoji od malog broja vrsta sa velikom brojnošću); kratki strujni krugovi; nepotpuni ciklus supstanci (dio hranljive materije obavljeno sa berbom); izvor energije nije samo Sunce, već i ljudska aktivnost (melioracija, navodnjavanje, upotreba đubriva); umjetna selekcija (akcija prirodna selekcija oslabljen, selekciju vrši čovjek); nedostatak samoregulacije (regulaciju sprovode ljudi) itd. Dakle, agrocenoze su nestabilni sistemi i mogu postojati samo uz podršku čoveka. Po pravilu, agroekosisteme karakteriše visoka produktivnost u odnosu na prirodne ekosisteme.

Urbani sistemi (urbani sistemi) -- vještački sistemi (ekosistemi) koji nastaju kao rezultat urbanog razvoja i predstavljaju koncentraciju stanovništva, stambenih objekata, industrijskih, domaćinskih, kulturnih objekata itd.

Uključuju sljedeće teritorije: industrijske zone , gde su koncentrisani industrijski objekti razne industrije farme i glavni izvori zagađivanja životne sredine; stambene površine (stambene ili spavaće sobe) sa stambene zgrade, administrativne zgrade, predmeti svakodnevnog života, kulture itd.); rekreativne oblasti , namijenjene za rekreaciju ljudi (parkove šume, rekreacijski centri i sl.); transportni sistemi i strukture , prožimajući sve gradski sistem(automobilska i željeznice, metro, benzinske pumpe, garaže, aerodromi itd.). Postojanje urbanih ekosistema podržavaju agroekosistemi i energija fosilnih goriva i nuklearna industrija.

Ekosistem je skup živih organizama koji kontinuirano razmjenjuju materiju, informacije i energiju jedni s drugima i okolinom. Energija se definiše kao sposobnost proizvodnje rada. Njegova svojstva su opisana zakonima termodinamike. Prvi zakon termodinamike, ili zakon održanja energije, kaže da se energija može mijenjati iz jednog oblika u drugi, ali se ne uništava niti stvara iznova.

Drugi zakon termodinamike glasi: prilikom bilo koje transformacije energije, dio se gubi u obliku topline, tj. postaje nedostupan dalju upotrebu. Mjera količine energije nedostupne za korištenje, ili na drugi način mjera promjene reda koja se dešava tokom degradacije energije je entropija. Što je veći red sistema, to je niža njegova entropija.

Spontani procesi dovode sistem u stanje ravnoteže sa okolinom, do povećanja entropije, proizvodnje pozitivna energija. Ako se neživi sistem, neuravnotežen sa okolinom, izoluje, tada će svako kretanje u njemu uskoro prestati, sistem će u celini nestati i pretvoriti se u inertnu grupu materije koja je u termodinamičkoj ravnoteži sa okolinom, tj. u stanju sa maksimalnom entropijom.

Ovo je najvjerovatnije stanje za sistem i iz njega se neće moći spontano izvući bez vanjskih utjecaja. Tako, na primjer, vrući tiganj, nakon što se ohladi, raspršivši toplinu, neće se zagrijati; energija nije izgubljena, zagrijala je zrak, ali se promijenila kvaliteta energije, više ne može raditi. Dakle, u neživim sistemima njihovo stanje ravnoteže je stabilno.

Živi sistemi imaju jednu fundamentalnu razliku od neživih sistema - oni rade stalni posao protiv balansiranja sa okolinom. U živim sistemima, neravnotežno stanje je stabilno. Život je jedini prirodni spontani proces na Zemlji u kojem se entropija smanjuje. To je moguće jer su svi živi sistemi otvoreni za razmjenu energije.

U okolini postoji ogromna količina slobodne energije od Sunca, a unutar samog živog sistema postoje komponente koje imaju mehanizme za hvatanje, koncentrisanje i naknadno rasipanje te energije u okolinu. Disipacija energije, odnosno povećanje entropije, je proces karakterističan za svaki sistem, kako neživ tako i živi, ​​a nezavisno hvatanje i koncentracija energije je sposobnost samo živog sistema. U tom slučaju se iz okoline izvlači red i organizacija, odnosno stvara se negativna energija – neentropija. Ovaj proces formiranja reda u sistemu iz haosa okoline naziva se samoorganizacija. To dovodi do smanjenja entropije živog sistema i suprotstavlja njegovu ravnotežu sa okolinom.

Dakle, svaki živi sistem, uključujući i ekosistem, održava svoju vitalnu aktivnost zbog, prvo, prisustva viška slobodne energije u životnoj sredini; drugo, sposobnost da se ova energija uhvati i koncentriše, i kada se koristi, rasprši stanja sa niskom entropijom u okolinu.

Uhvatite energiju sunca i pretvorite je u potencijalnu energiju organska materija biljke su proizvođači. Energija primljena u obliku sunčevo zračenje, u procesu fotosinteze se pretvara u energiju hemijskih veza.

Energija Sunca koja stiže do Zemlje raspoređuje se na sledeći način: 33% se reflektuje od oblaka i prašine atmosfere (to je tzv. albedo ili reflektivnost Zemlje), 67% apsorbuje atmosfera, tj. površine Zemlje i okeana. Od ove količine apsorbirane energije, samo oko 1% se troši na fotosintezu, a sva preostala energija, zagrijavajući atmosferu, kopno i okean, ponovo se zrači u svemir u obliku toplinskog (infracrvenog) zračenja. Ovaj 1% energije je dovoljan da obezbedi svu živu materiju na planeti.

Proces akumulacije energije u tijelu fotosintetika povezan je s povećanjem tjelesne težine. Produktivnost ekosistema je brzina kojom proizvođači apsorbuju energiju zračenja kroz proces fotosinteze, proizvodeći organsku materiju koja se može koristiti kao hrana. Masa supstanci koju stvara fotosintetski proizvođač označava se kao primarna proizvodnja; to je biomasa biljnih tkiva. Primarna proizvodnja je podijeljena na dva nivoa - bruto i neto proizvodnju. Bruto primarna proizvodnja je ukupna masa bruto organske tvari koju biljka stvara u jedinici vremena pri datoj brzini fotosinteze, uključujući i potrošnju na disanje (dio energije koji se troši na vitalne procese; to dovodi do smanjenja biomase).

Taj dio bruto proizvodnje koji se ne troši na disanje naziva se neto primarna proizvodnja. Neto primarna proizvodnja je rezerva, čiji dio kao hranu koriste organizmi - heterotrofi (potrošači prvog reda). Energija koju heterotrofi primaju hranom (tzv. visoka energija) odgovara energetskoj cijeni ukupne količine pojedene hrane. Međutim, efikasnost apsorpcije hrane nikada ne dostiže 100% i zavisi od sastava hrane, temperature, sezone i drugih faktora.

Funkcionalne veze u ekosistemu, tj. njegova trofička struktura može se grafički prikazati u obliku ekoloških piramida. Osnova piramide je nivo proizvođača, a naredni nivoi čine podove i vrh piramide. Postoje tri glavne vrste ekoloških piramida.

Piramida brojeva (Eltonova piramida) odražava broj organizama na svakom nivou. Ova piramida odražava obrazac - broj pojedinaca koji čine niz uzastopnih veza od proizvođača do potrošača stalno se smanjuje.

Piramida biomase jasno pokazuje količinu sve žive materije na datom trofičkom nivou. U kopnenim ekosistemima vrijedi pravilo piramide biomase: ukupna masa biljaka premašuje masu svih biljojeda, a njihova masa premašuje cjelokupnu biomasu predatora. Za okean je pravilo piramide biomase nevažeće - piramida izgleda naopako. Okeanski ekosistem karakterizira akumulacija biomase na visokim razinama, među grabežljivcima.

Piramida energije (proizvoda) odražava trošenje energije u trofičkim lancima. Pravilo energetske piramide: na svakom prethodnom trofičkom nivou, količina stvorene biomase po jedinici vremena (ili energije) je veća nego na sljedećem.

Svi živi organizmi žive na Zemlji ne izolovani jedni od drugih, već formiraju zajednice. Sve je u njima međusobno povezano, kako živi organizmi, tako i takva formacija u prirodi se zove ekosistem, koji živi po svojim specifičnim zakonima i ima specifične karakteristike i kvalitete sa kojima ćemo pokušati da se upoznamo.

Koncept ekosistema

Postoji takva nauka kao što je ekologija, koja proučava. Ali ti odnosi se mogu odvijati samo unutar određenog ekosistema i ne nastaju spontano i haotično, već prema određenim zakonima.

Postoje različite vrste ekosistema, ali su svi skup živih organizama koji međusobno komuniciraju i sa okolinom razmjenom supstanci, energije i informacija. Zbog toga ekosistem ostaje stabilan i održiv tokom dugog vremenskog perioda.

Klasifikacija ekosistema

Uprkos velika raznolikost ekosistemi, svi su otvoreni, bez toga bi njihovo postojanje bilo nemoguće. Vrste ekosistema su različite, a klasifikacija može biti različita. Ako imamo na umu porijeklo, onda su ekosistemi:

1. Prirodno ili prirodno. U njima se sva interakcija odvija bez direktnog ljudskog učešća. Oni se pak dijele na:

• Ekosistemi koji u potpunosti ovise o solarnoj energiji.
• Sistemi koji primaju energiju i od sunca i od drugih izvora.

2. Vještački ekosistemi. Oni su stvoreni ljudskom rukom i mogu postojati samo uz njegovo učešće. Takođe se dele na:

• Agroekosistemi, odnosno oni koji su povezani sa ljudskim ekonomskim aktivnostima.
• Tehnoekosistemi se javljaju u vezi sa industrijskim aktivnostima ljudi.
• Urbani ekosistemi.

Druga klasifikacija identifikuje sledeće tipove prirodnih ekosistema:

1. Zemlja:

• Prašume.
• Pustinja sa travnatim i žbunastim rastinjem.
• Savannah.
• Steppe.
• Listopadna šuma.
• Tundra.

2. Slatkovodni ekosistemi:

• Stagnirajuće vodene površine
• Tekuće vode (rijeke, potoci).
• Močvare.

3. Morski ekosistemi:

• Ocean.
• Kontinentalni pojas.
• Ribolovna područja.
• Ušća rijeka, uvale.
• Dubokomorske riftne zone.

Bez obzira na klasifikaciju, može se uočiti raznolikost vrsta ekosistema koje karakteriše sopstveni skup životnih formi i brojčani sastav.

Osobine ekosistema

Koncept ekosistema može se pripisati i prirodnim i umjetno stvorenim formacijama. Ako govorimo o prirodnim, onda ih karakteriziraju sljedeći znakovi:

• U svakom ekosistemu, potrebni elementi su živi organizmi i abiotski faktori životne sredine.
• U svakom ekosistemu postoji zatvoreni ciklus od proizvodnje organskih supstanci do njihove razgradnje na neorganske komponente.
• Interakcija vrsta u ekosistemima osigurava stabilnost i samoregulaciju.

Sve svijet predstavljaju različiti ekosistemi, koji se zasnivaju na živoj materiji određene strukture.

Biotička struktura ekosistema

Čak i ako se ekosistemi razlikuju po raznolikosti vrsta, obilju živih organizama i njihovim životnim oblicima, biotička struktura u bilo kojem od njih je i dalje ista.

Bilo koji tip ekosistema uključuje iste komponente bez njihovog prisustva, funkcionisanje sistema je jednostavno nemoguće.

1. Proizvođači.
2. Potrošači drugog reda.
3. Dekompozitori.

U prvu grupu organizama spadaju sve biljke koje su sposobne za fotosintezu. Oni proizvode organske tvari. U ovu grupu spadaju i hemotrofi koji se formiraju organska jedinjenja. Ali u tu svrhu ne koriste sunčevu energiju, već energiju hemijskih spojeva.

Potrošači uključuju sve organizme koji zahtijevaju opskrbu organskim supstancama izvana da bi izgradili svoje tijelo. Ovo uključuje sve organizme biljojede, grabežljivce i svaštojede.

Reduktori, koji uključuju bakterije i gljive, pretvaraju ostatke biljaka i životinja u anorganska jedinjenja pogodna za upotrebu u živim organizmima.

Funkcionisanje ekosistema

Najveći biološki sistem je biosfera, a sastoji se od pojedinačnih komponenti. Možete napraviti sljedeći lanac: vrsta-populacija - ekosistem. Najmanja jedinica uključena u ekosisteme je vrsta. U svakoj biogeocenozi njihov broj može varirati od nekoliko desetina do stotina i hiljada.

Bez obzira na broj jedinki i pojedinačnih vrsta u bilo kojem ekosistemu, postoji stalna razmjena materije i energije ne samo među njima, već i sa okolinom.

Ako govorimo o razmjeni energije, onda se ovdje mogu primijeniti zakoni fizike. Prvi zakon termodinamike kaže da energija ne nestaje bez traga. Samo se mijenja iz jedne vrste u drugu. Prema drugom zakonu, u zatvoreni sistem energija se može samo povećati.

Ako fizički zakoni Primijenjeni na ekosisteme, možemo doći do zaključka da oni podržavaju svoje vitalne funkcije zahvaljujući prisutnosti sunčeve energije, koju su organizmi u stanju ne samo da zarobe, već i da transformišu, iskoriste i potom ispuste u okoliš.

Energija se prenosi sa jednog trofičkog nivoa na drugi tokom prenosa, jedna vrsta energije se pretvara u drugu. Nešto od toga se, naravno, gubi u obliku topline.

Koje god vrste prirodnih ekosistema postoje, takvi zakoni važe u apsolutno svakom.

Struktura ekosistema

Ako uzmete u obzir bilo koji ekosistem, sigurno ćete vidjeti da različite kategorije, kao što su proizvođači, potrošači i razlagači, uvijek predstavljaju cijeli niz vrsta. Priroda predviđa da ako se nešto iznenada dogodi jednoj od vrsta, ekosistem neće umrijeti od toga, uvijek se može uspješno zamijeniti drugom. Ovo objašnjava stabilnost prirodnih ekosistema.

Velika raznolikost vrsta u ekosistemu, raznovrsnost osigurava stabilnost svih procesa koji se dešavaju unutar zajednice.

Osim toga, svaki sistem ima svoje zakone, koje svi živi organizmi poštuju. Na osnovu toga možemo razlikovati nekoliko struktura unutar biogeocenoze:

Bilo koja struktura je nužno prisutna u svakom ekosistemu, ali se može značajno razlikovati. Na primjer, ako uporedimo biogeocenozu pustinje i tropska šuma, razlika je vidljiva golim okom.

Vještački ekosistemi

Takve sisteme stvaraju ljudske ruke. Unatoč činjenici da oni, kao i prirodni, nužno sadrže sve komponente biotičke strukture, još uvijek postoje značajne razlike. Među njima su sljedeće:

1. Agrocenoze karakteriše loš sastav vrsta. Jedine biljke koje tamo rastu su one koje uzgajaju ljudi. Ali priroda uzima svoj danak i uvijek možete, na primjer, vidjeti kukurije, tratinčice i razne člankonošce u polju pšenice. U nekim sistemima čak i ptice uspijevaju izgraditi gnijezdo na tlu i uzgajati svoje piliće.
2. Ako osoba ne vodi računa o ovom ekosistemu, onda kultivisane biljke neće izdržati konkurenciju sa svojim divljim rođacima.
3. Agrocenoze postoje i zbog dodatne energije koju ljudi donose, na primjer, primjenom gnojiva.
4. Budući da se uzgajana biljna biomasa uklanja zajedno sa žetvom, tlo je iscrpljeno hranjivim tvarima. Stoga je za daljnju egzistenciju opet neophodna ljudska intervencija, koja će morati primijeniti gnojiva kako bi uzgojila sljedeći usjev.

Može se zaključiti da vještački ekosistemi ne pripadaju održivim i samoregulirajućim sistemima. Ako osoba prestane da brine o njima, neće preživjeti. Postepeno će divlje vrste istisnuti kultivirane biljke, a agrocenoza će biti uništena.

Na primjer, umjetni ekosistem od tri vrste organizama lako se može stvoriti kod kuće. Ako ste postavili akvarij, sipajte vodu u njega, stavite nekoliko grančica elodee i stavite dvije ribice, eto ga. veštački sistem spreman. Čak i nešto tako jednostavno kao što je ovo ne može postojati bez ljudske intervencije.

Značaj ekosistema u prirodi

Gledajući globalno, svi živi organizmi su raspoređeni po ekosistemima, pa je njihov značaj teško podcijeniti.

1. Svi ekosistemi su međusobno povezani ciklusom supstanci koje mogu migrirati iz jednog sistema u drugi.
2. Zahvaljujući prisustvu ekosistema, biološka raznolikost je očuvana u prirodi.
3. Sve resurse koje crpimo iz prirode daju nam ekosistemi: čista voda, zrak,

Vrlo je lako uništiti bilo koji ekosistem, posebno s obzirom na ljudske mogućnosti.

Ekosistemi i ljudi

Od pojave čovjeka, njegov utjecaj na prirodu svake se godine povećava. Razvijajući se, čovjek je zamišljao sebe kao kralja prirode i bez oklijevanja počeo uništavati biljke i životinje, uništavati prirodne ekosisteme, čime je počeo sjeći granu na kojoj i sam sjedi.

Zadiranjem u stoljetne ekosisteme i kršenjem zakona postojanja organizama, čovjek je doveo do toga da svi ekolozi svijeta jednim glasom viču da je većina naučnika u to sigurna prirodnih katastrofa, koji u U poslednje vreme sve češće se pojavljuju kao odgovor prirode na nepromišljenu ljudsku intervenciju u njene zakone. Vrijeme je da stanemo i pomislimo da su se sve vrste ekosistema formirale vekovima, mnogo pre pojave čoveka, i da su savršeno dobro postojale bez njega. Ali može li čovječanstvo živjeti bez prirode? Odgovor se nameće sam od sebe.

Stepa, listopadna šuma, močvara, akvarij, ocean, polje - bilo koja stavka sa ove liste može se smatrati primjerom ekosistema. U našem članku ćemo otkriti suštinu ovog koncepta i razmotriti njegove komponente.

Ekološke zajednice

Ekologija je nauka koja proučava sve aspekte odnosa između živih organizama u prirodi. Dakle, predmet njenog proučavanja nije pojedinac i uslovi njegovog postojanja. Ekologija ispituje prirodu, rezultat i produktivnost njihove interakcije. Dakle, ukupnost populacija određuje karakteristike funkcionisanja biocenoze, što uključuje cela linija biološke vrste.

Ali u prirodnim uslovima, populacije ne komuniciraju samo jedna s drugom, već i sa različitim okolišnim uvjetima. Takva ekološka zajednica naziva se ekosistem. Termin biogeocenoza se također koristi za označavanje ovog koncepta. I minijaturni akvarij i ogromna tajga primjer su ekosistema.

Ekosistem: definicija pojma

Kao što vidite, ekosistem je prilično širok pojam. WITH naučna tačka Iz perspektive, ova zajednica je kombinacija elemenata žive prirode i abiotičkog okruženja. Zamislite nešto poput stepe. Ovo je otvoreno travnato područje sa biljkama i životinjama koje su se prilagodile uslovima hladnih malosnježnih zima i vrućih suhih ljeta. U toku adaptacije na život u stepi razvili su niz mehanizama prilagođavanja.

Tako brojni glodari prave podzemne prolaze u kojima pohranjuju zalihe žitarica. Neki stepske biljke Postoji takva modifikacija izdanka kao luk. Tipičan je za tulipane, krokuse i snježne kapljice. U roku od dvije sedmice, dok ima dovoljno vlage u proljeće, njihovi izdanci imaju vremena da rastu i procvjetaju. I oni preživljavaju nepovoljan period pod zemljom, hraneći se prethodno uskladištenim hranljivim materijama i vodom iz mesnate lukovice.

Biljke žitarica imaju još jednu podzemnu modifikaciju izdanka - rizom. Njegove izdužene internodije također pohranjuju tvari. Primjeri stepskih žitarica su bromegrass, bluegrass, cocksfoot, fescue i bentgrass. Još jedna karakteristika su uski listovi, koji sprečavaju prekomjerno isparavanje.

Klasifikacija ekosistema

Kao što je poznato, granicu ekosistema određuje fitocenoza - biljna zajednica. Ova karakteristika se takođe koristi za klasifikaciju ovih zajednica. Da, šuma jeste prirodni ekosistem, primjeri kojih su vrlo raznoliki: hrast, jasika, tropska, breza, jela, lipa, grab.

Druga klasifikacija se zasniva na zonskim ili klimatskim karakteristikama. Takav primjer ekosistema je zajednica na policama ili morskoj obali, kamenite ili pješčane pustinje, poplavne ili subalpske livade. Kolekcija sličnih zajednica različite vrstečine globalnu ljusku naše planete - biosferu.

Prirodni ekosistem: primjeri

Postoje i prirodne i vještačke biogeocenoze. Zajednice prvog tipa funkcionišu bez ljudske intervencije. Prirodni živi ekosistem, čiji su primjeri prilično brojni, ima cikličnu strukturu. To znači da se biljke vraćaju u sistem kruženja materije i energije. I to uprkos činjenici da nužno prolazi kroz različite lance ishrane.

Agrobiocenoze

Koristeći Prirodni resursi, čovjek je stvorio brojne umjetne ekosisteme. Primjeri takvih zajednica su agrobiocenoze. To uključuje polja, povrtnjake, voćnjake, pašnjake, plastenike i šumske plantaže. Agrocenoze se stvaraju radi dobijanja poljoprivrednih proizvoda. Oni sadrže iste elemente lanaca ishrane kao i prirodni ekosistem.

Proizvođači u agrocenozama su i kultivisane i korovske biljke. Glodavci, grabežljivci, insekti, ptice su potrošači ili potrošači organske tvari. Bakterije i gljive predstavljaju grupu razlagača. Posebnost agrobiocenoza je obavezno učešće ljudi, koji su neophodna karika u trofičkom lancu i stvaraju uslove za produktivnost veštačkog ekosistema.

Poređenje prirodnih i vještačkih ekosistema

Umjetne, koje smo već ispitali, imaju niz nedostataka u odnosu na prirodne. Potonji se odlikuju svojom stabilnošću i sposobnošću samoregulacije. Ali agrobiocenoze bez ljudskog učešća dugo vremena ne može postojati. Dakle, ili povrtnjak sa povrtarske kulture ne proizvodi samostalno više od godinu dana, višegodišnja zeljaste biljke- oko tri. Rekorder u tom pogledu je bašta, voćarske kulture koji su sposobni da se samostalno razvijaju do 20. godine.

Prirodni ekosistemi primaju samo sunčevu energiju. Ljudi unose dodatne izvore u agrobiocenoze u vidu obrade tla, đubriva, aeracije, suzbijanja korova i štetočina. Međutim, postoji mnogo slučajeva kada ekonomska aktivnost ljudi su doveli i do štetnih posljedica: zaslanjivanja i zalijevanja tla, dezertifikacije teritorija i zagađenja prirodnog okruženja.

Urbani ekosistemi

On moderna pozornica Ljudski razvoj je već napravio značajne promjene u sastavu i strukturi biosfere. Stoga se izdvaja posebna ljuska, direktno stvorena ljudskom aktivnošću. To se zove noosfera. Nedavno je široko razvijen koncept kao što je urbanizacija - sve veća uloga gradova u ljudskom životu. Više od polovine stanovništva naše planete već živi u njima.

Urbani ekosistem ima svoje karakteristične karakteristike. Omjer elemenata u njima je poremećen jer regulaciju svih procesa povezanih s transformacijom tvari i energije provode isključivo ljudi. Stvarajući sebi sve moguće koristi, stvara i mnogo nepovoljnih uslova. Zagađen vazduh, transportni i stambeni problem, visoki nivo morbiditet, stalna buka negativno utiču na zdravlje svih stanovnika grada.

Šta je sukcesija

Vrlo često se uzastopne promjene dešavaju unutar jednog područja. Klasičan primjer promjene ekosistema je pojava listopadne šume na mjestu četinarske šume. Zbog požara je na okupiranoj teritoriji sačuvano samo sjeme. Ali za njihovo klijanje to je neophodno dugo vrijeme. Stoga se prvo na mjestu požara pojavljuje zeljasta vegetacija. S vremenom ga zamjenjuju grmovi, a oni se, zauzvrat, zamjenjuju listopadno drveće. Takve sukcesije se nazivaju sekundarnim. Nastaju pod uticajem prirodnih faktora ili ljudskih aktivnosti. U prirodi se nalaze prilično često.

Primarne sukcesije su povezane sa procesom formiranja tla. To je tipično za područja bez života. Na primjer, kamenje, pijesak, kamenje, pješčana ilovača. U tom slučaju prvo nastaju uvjeti za formiranje tla, a tek onda se pojavljuju preostale komponente biogeocenoze.

Dakle, ekosistem je zajednica koja uključuje biotičke elemente i oni su u bliskoj interakciji i povezani su cirkulacijom tvari i energije.

Ekološke zajednice. Vrste i prostorna struktura ekosistema.

Ekosistem je biološki sistem koji se sastoji od zajednice živih organizama (biocenoza), njihovog staništa (biotopa) i sistema veza koji razmjenjuje materiju i energiju između njih.
Biocenoza je organizirana grupa međusobno povezanih populacija biljaka, životinja, gljiva i mikroorganizama koje žive zajedno u istim uvjetima okoline.
Biosfera je ljuska Zemlje naseljena živim organizmima, pod njihovim uticajem i okupirana proizvodima njihove vitalne aktivnosti; “film života”; globalnog ekosistema Zemlje.

2. Popunite tabelu.

Ekološke zajednice

3. Koje karakteristike su u osnovi klasifikacije ekosistema?
Prilikom klasifikacije kopnenih ekosistema obično se koriste karakteristike biljnih zajednica (koje čine osnovu ekosistema) i klimatske (zonalne) karakteristike. Tako se razlikuju određene vrste ekosistema, na primjer, lišajeva tundra, mahovina tundra, crnogorična šuma (smreka, bor), listopadna šuma (breza), prašuma (tropska), stepa, grmlje (vrba), travnata močvara, sfagnum močvara. Često se klasifikacija prirodnih ekosistema zasniva na karakterističnim ekološkim karakteristikama staništa, izdvajanju zajednica morskih obala ili lanca, jezera ili bara, plavnih ili planinskih livada, kamenitih ili pješčanih pustinja, planinskih šuma, ušća (ušća velikih rijeka) , itd.

4. Popunite tabelu.

Uporedne karakteristike prirodnih i vještačkih ekosistema

5. Kakav je značaj agrobiocenoza u životu čovjeka?
Agrobiocenoze obezbjeđuju čovječanstvu oko 90% energije hrane.

6. Navedite glavne aktivnosti koje se poduzimaju za poboljšanje stanja ekološki sistemi gradova.
Ozelenjavanje grada: stvaranje parkova, trgova, zelenih površina, cvjetnjaka, cvjetnjaka, zelenih površina okolo industrijska preduzeća. Poštivanje principa ujednačenosti i kontinuiteta u postavljanju zelenih površina.

7. Šta se podrazumijeva pod strukturom zajednice?
To je odnos različitih grupa organizama koji se razlikuju po sistematskom položaju, po ulozi koju imaju u procesima prenosa energije i materije, po mestu koje zauzimaju u prostoru, u hrani ili trofičkoj mreži, ili po drugim karakteristikama koje su bitne za razumijevanje obrazaca funkcionisanja prirodnih ekosistema.

8. Popunite tabelu.

Struktura zajednice

Veze hrane, cirkulacija supstanci i pretvaranje energije u ekosistemima

1. Definirajte koncepte.
Lanac ishrane je niz vrsta biljaka, životinja, gljiva i mikroorganizama koji su međusobno povezani odnosom: hrana – potrošač (slijed organizama u kojem se odvija postepeni prijenos tvari i energije od izvora do potrošača).
Mreža ishrane je dijagram svih prehrambenih (trofičkih) veza između vrsta zajednice.
Trofički nivo- ovo je skup organizama koji, zavisno od načina ishrane i vrste hrane, čine određenu kariku u lancu ishrane.

2. Kako se lanci pašnjaka razlikuju od lanaca detrita?
U lancu ispaše, energija teče od biljaka preko biljojeda do mesoždera. Tok energije koja dolazi iz mrtve organske materije i prolazi kroz sistem razlagača naziva se detritni lanac.

3. Popunite tabelu.

Trofički nivoi ekosistema

4. Šta je suština kruženja supstanci u ekosistemu?
Energija se ne može prenositi u začaranom krugu, ona se troši, pretvarajući se u energiju hemijskih veza i toplote. Supstanca se može prenositi u zatvorenim ciklusima, stalno kružeći između živih organizama i okoline.

5. Radite praktičan rad.
1. Izrada dijagrama prijenosa tvari i energije (lanac ishrane)
Navedite organizme koji bi trebali biti na mjestima koja nedostaju u sljedećim lancima ishrane.

2. Sa predložene liste organizama sastaviti detritalne i pašnjačke trofičke mreže: trava, bobičasti grm, muva, sisa, zmija, zec, vuk, trule bakterije, komarac, skakavac.

6. Šta ograničava dužinu svakog lanca ishrane u ekosistemu?
Živi organizmi, jedući predstavnike prethodnog nivoa, primaju energiju pohranjenu u svojim ćelijama i tkivima. Značajan dio te energije (do 90%) troši na kretanje, disanje, zagrijavanje tijela itd. a samo 10% se akumulira u njegovom tijelu u obliku proteina (mišića) i masti (masno tkivo). Tako se samo 10% energije akumulirane na prethodnom nivou prenosi na sljedeći nivo. Zbog toga lanci ishrane ne mogu biti dugi.

7. Šta se podrazumijeva pod ekološkim piramidama? Koje vrste ih razlikuju?
To je način grafičkog prikaza odnosa različitih trofičkih nivoa u ekosistemu. Mogu biti tri vrste:
1) populaciona piramida - odražava broj organizama na svakom trofičkom nivou;
2) piramida biomase - odražava biomasu svakog trofičkog nivoa;
3) energetska piramida – pokazuje količinu energije koja je prošla kroz svaki trofički nivo u određenom vremenskom periodu.

8. Može li ekološka piramida biti naopaka? Svoj odgovor potkrijepite konkretnim primjerom.
Ako je stopa reprodukcije populacije plijena visoka, onda čak i uz nisku biomasu takva populacija može biti dovoljan izvor hrane za grabežljivce koji imaju veću biomasu, ali nisku stopu reprodukcije. Iz tog razloga, piramide obilja ili biomase mogu biti obrnute, tj. niži trofički nivoi mogu imati manju gustinu i biomasu od viših.
Na primjer:
1) Mnogi insekti mogu živjeti i hraniti se na jednom drvetu.
2) Obrnuta piramida biomase je karakteristična za morske ekosisteme, gdje se primarni proizvođači (fitoplanktonske alge) vrlo brzo dijele, a njihovi potrošači (zooplanktonski rakovi) su mnogo veći, ali se razmnožavaju mnogo sporije. Morski kralježnjaci imaju još veću masu i dug reproduktivni ciklus.

9. Rješavanje ekoloških problema.
Zadatak 1. Izračunajte količinu planktona (u kg) potrebnu da bi dupin težak 350 kg mogao rasti u moru.

Rješenje. Delfin, koji se hranio grabežljivom ribom, akumulirao je u svom tijelu samo 10 posto ukupna masa
hranu, znajući da je teška 350 kg, napravimo proporciju.
350 kg – 10%,
X – 100%. Nađimo čemu je X jednako X=3500 kg. ( grabežljiva riba
). Ova težina je samo 10% mase nepredatorske ribe kojom su se hranili. Napravimo ponovo proporciju.
3500 kg – 10%
X – 100%
X=35.000 kg (masa nepredatorske ribe)
Koliko su planktona morali da pojedu da bi imali tu težinu? Hajde da napravimo proporciju.
35.000 kg.- 10%
X =100%
X = 350.000 kg

Odgovor: Da bi delfin težak 350 kg narastao potrebno je 350.000 kg planktona. Zadatak 2. Kao rezultat studije, pokazalo se da je nakon istrebljenja ptice grabljivice

broj ptica divljači, koje su one ranije uništile, prvo brzo raste, ali zatim brzo opada. Kako se ovaj obrazac može objasniti?

Odgovor: Da bi se odgovorilo na ovo pitanje, potrebno je uzeti u obzir sljedeće odredbe: „nekontrolirano“ povećanje broja ptica divljači dovodi do iscrpljivanja zaliha hrane, slabljenja otpornosti ptičjih organizama na bolesti, brzo širenje infekcije, degeneracija, smanjenje plodnosti i masovni uginuća ptica od bolesti.

Zadatak 3. Dafnije koje se njima hrane stavljene su u posudu sa planktonskim algama. Nakon toga, brojnost algi je opala, ali je proizvodnja biomase algi (mjerena stopama diobe stanica) porasla. Koja su moguća objašnjenja za ovaj fenomen?

Razlozi održivosti i promjene ekosistema

1. Definirajte koncepte.
Sukcesija je prirodan i dosljedan proces promjene zajednica na određenom području, uzrokovan interakcijom živih organizama međusobno i abiotičke sredine koja ih okružuje.
Zajednički dah zajednice– u ekologiji, ukupna potrošnja energije, odnosno ukupna proizvodnja autotrofa u energetskom smislu tačno odgovara potrošnji energije koja se koristi za osiguranje vitalne aktivnosti sastavnih organizama.

2. Šta se podrazumijeva pod ravnotežom u zajednici i kakav značaj ona ima za njeno postojanje u cjelini?
Biomasa organizama u idealnoj sukcesiji ostaje konstantna, a sam sistem ostaje u ravnoteži. Ako je „ukupno disanje“ manje od bruto primarne proizvodnje, akumulacija organske materije će se dogoditi u ekosistemu, ako je veća, ona će se smanjiti. I jedno i drugo će dovesti do promjene zajednice. Ako postoji višak resursa, uvijek će postojati vrste koje mogu ovladati njime, ako postoji nedostatak, neke vrste će izumrijeti. Takve promjene čine suštinu ekološke sukcesije. glavna karakteristika Ovaj proces je da se promjene zajednice uvijek dešavaju u pravcu ravnotežnog stanja. Svaka faza sukcesije je zajednica u kojoj prevladavaju određene vrste i životne forme. One se međusobno zamjenjuju sve dok ne nastupi stanje stabilne ravnoteže.

3. Popunite tabelu.

Vrste sukcesije

4. Šta određuje trajanje sukcesije?
Trajanje sukcesije u velikoj mjeri je određeno strukturom zajednice.
Sekundarne sukcesije se odvijaju mnogo brže. To se objašnjava činjenicom da primarna zajednica za sobom ostavlja dovoljnu količinu hranljivih materija i razvijeno tlo, što stvara uslove za ubrzani rast i razvoj novih naseljenika.

5. Koje su prednosti zrele zajednice u odnosu na mladu zajednicu?
Zrela zajednica sa svojim velika raznolikost i obilje organizama, razvijena trofička struktura i uravnoteženi energetski tokovi sposobni da izdrže promjene fizički faktori(npr. temperatura, vlažnost) pa čak i neke vrste hemijsko zagađenje mnogo više od mlađe zajednice.

6. Koja je važnost mogućnosti kontrole procesa koji se dešavaju u zajednici?
Čovjek može ubrati bogatu žetvu u obliku čistih proizvoda umjetnim održavanjem ranim fazama zajednica sukcesije. S druge strane, stabilnost zrele zajednice, njena sposobnost da izdrži efekte fizičkih faktora (pa čak i upravlja njima) je vrlo važno i vrlo poželjno svojstvo. Gde razni poremećaji zreli ekosistemi mogu dovesti do različitih ekoloških poremećaja. Transformacija biosfere u jedan ogroman tepih obradivog zemljišta je bremenita velikom opasnošću. Stoga je potrebno naučiti kako pravilno upravljati procesima u zajednici kako bi se spriječila ekološka katastrofa.