Ökologisches System: Konzept, Essenz, Typen und Ebenen. Agrarökosysteme und ihre Merkmale

Ökosysteme sind eins natürliche Komplexe, die durch eine Kombination von lebenden Organismen und ihrem Lebensraum gebildet werden. Die Wissenschaft der Ökologie beschäftigt sich mit dem Studium dieser Formationen.

Der Begriff „Ökosystem“ tauchte 1935 auf. Der englische Ökologe A. Tensley schlug vor, ihn zu verwenden. Ein natürlicher oder natürlich-anthropogener Komplex, in dem sowohl lebende als auch indirekte Komponenten durch den Stoffwechsel und die Verteilung des Energieflusses in enger Beziehung stehen – all dies wird im Begriff „Ökosystem“ zusammengefasst. Die Arten von Ökosystemen sind unterschiedlich. Diese grundlegenden Funktionseinheiten der Biosphäre werden in separate Gruppen unterteilt und von der Umweltwissenschaft untersucht.

Herkunftsklassifikation

Auf unserem Planeten gibt es verschiedene Ökosysteme. Arten von Ökosystemen werden auf bestimmte Weise klassifiziert. Es ist jedoch unmöglich, die Vielfalt dieser Einheiten der Biosphäre miteinander zu verknüpfen. Deshalb gibt es mehrere Klassifikationen von Ökosystemen. Sie unterscheiden sie zum Beispiel nach Herkunft. Das:

1. Natürliche (natürliche) Ökosysteme. Dazu gehören solche Komplexe, in denen der Stoffkreislauf ohne menschliches Zutun erfolgt.
2. Künstliche (anthropogene) Ökosysteme. Sie sind vom Menschen geschaffen und können nur mit seiner direkten Unterstützung existieren.

natürliche Ökosysteme

Natürliche Komplexe, die ohne menschliches Eingreifen existieren, haben ihre eigenen interne Klassifizierung. Es gibt folgende Arten von natürlichen Ökosystemen auf Energiebasis:

Völlig abhängig von der Sonneneinstrahlung;

Empfangen von Energie nicht nur vom Himmelskörper, sondern auch von anderen natürlichen Quellen.

Die erste dieser beiden Arten von Ökosystemen ist unproduktiv. Dennoch sind solche Naturkomplexe für unseren Planeten extrem wichtig, da sie über weite Gebiete existieren und die Klimabildung beeinflussen, große Mengen der Atmosphäre reinigen und so weiter.

Am produktivsten sind natürliche Komplexe, die Energie aus mehreren Quellen erhalten.

Künstliche Einheiten der Biosphäre

Anthropogene Ökosysteme sind auch anders. Zu den Arten von Ökosystemen, die in dieser Gruppe enthalten sind, gehören:

Agrarökosysteme, die als Ergebnis menschlicher Landwirtschaft entstehen;

Technoökosysteme, die aus der Entwicklung der Industrie resultieren;

Städtische Ökosysteme, die aus der Entstehung von Siedlungen resultieren.

All dies sind Arten von anthropogenen Ökosystemen, die unter direkter Beteiligung des Menschen entstanden sind.

Vielfalt natürlicher Bestandteile der Biosphäre

Arten und Arten von Ökosystemen natürlichen Ursprungs sind unterschiedlich. Darüber hinaus unterscheiden Ökologen sie basierend auf klimatischen und natürliche Bedingungen ihre Existenz. Es gibt also drei Gruppen und eine Reihe unterschiedlicher Einheiten der Biosphäre.

Die wichtigsten Arten von Ökosystemen natürlichen Ursprungs:

Boden;

frisches Wasser;

Marine.

Gemahlene natürliche Komplexe

Die Vielfalt der Arten von terrestrischen Ökosystemen umfasst:

Arktische und alpine Tundra;

boreale Nadelwälder;

Laubmassive der gemäßigten Zone;

Savannen und tropisches Grasland;

Chaparrals, das sind Gebiete mit trockenen Sommern und regnerischen Wintern;

Wüsten (sowohl Strauch als auch Gras);

Halbimmergrüne Tropenwälder in Gebieten mit ausgeprägter Trocken- und Regenzeit;

Tropische immergrüne Regenwälder.

Neben den Haupttypen von Ökosystemen gibt es auch Übergangstypen. Dies sind Wald-Tundren, Halbwüsten usw.

Gründe für die Existenz verschiedener Arten von natürlichen Komplexen

Nach welchem ​​Prinzip befinden sich verschiedene natürliche Ökosysteme auf unserem Planeten? Arten von Ökosystemen natürlichen Ursprungs befinden sich je nach Niederschlagsmenge und Lufttemperatur in der einen oder anderen Zone. Es ist bekannt, dass das Klima in verschiedenen Teilen der Welt erhebliche Unterschiede aufweist. Gleichzeitig ist die jährliche Niederschlagsmenge nicht gleich. Sie kann von 0 bis 250 oder mehr Millimeter reichen. In diesem Fall fällt der Niederschlag entweder gleichmäßig über alle Jahreszeiten oder fällt für eine bestimmte Regenperiode in den Hauptanteil. Auch die durchschnittliche Jahrestemperatur variiert auf unserem Planeten. Es kann Werte von negativen Werten haben und achtunddreißig Grad Celsius erreichen. Die Konstanz der Erwärmung von Luftmassen ist ebenfalls unterschiedlich. Sie kann im Laufe des Jahres entweder keine signifikanten Unterschiede aufweisen, wie beispielsweise in Äquatornähe, oder sie kann sich ständig ändern.

Eigenschaften natürlicher Komplexe

Die Vielfalt der Arten natürlicher Ökosysteme der Landgruppe führt dazu, dass jedes von ihnen seine eigenen Besonderheiten aufweist. In der Tundra, die sich nördlich der Taiga befindet, herrscht also ein sehr kaltes Klima. Dieses Gebiet ist durch eine negative durchschnittliche Jahrestemperatur und einen Wechsel der polaren Tag und Nacht gekennzeichnet. Der Sommer in diesen Teilen dauert nur wenige Wochen. Gleichzeitig hat die Erde Zeit, bis auf einen kleinen Meter Tiefe aufzutauen. Die Niederschlagsmenge in der Tundra beträgt im Laufe des Jahres weniger als 200-300 Millimeter. Aufgrund dieser klimatischen Bedingungen sind diese Länder arm an Vegetation, vertreten durch langsam wachsende Flechten, Moos sowie zwergartige oder kriechende Preiselbeer- und Blaubeersträucher. Manchmal kann man sich treffen

Auch die Tierwelt ist nicht reich. Es wird durch Rentiere, kleine grabende Säugetiere und Raubtiere wie Hermelin, Polarfuchs und Wiesel repräsentiert. Die Welt der Vögel wird vorgestellt Schneeeule, Ammer und Regenpfeifer. Insekten in der Tundra sind meist Diptera-Arten. Das Tundra-Ökosystem ist aufgrund seiner geringen Widerstandsfähigkeit sehr anfällig.

Die Taiga, die sich in den nördlichen Regionen Amerikas und Eurasiens befindet, ist sehr vielfältig. Dieses Ökosystem ist durch kalte und lange Winter und reichlich Schneefall gekennzeichnet. Pflanzenwelt Es wird durch immergrüne Nadelmassive repräsentiert, in denen Tannen und Fichten, Kiefern und Lärchen wachsen. Vertreter der Tierwelt - Elche und Dachse, Bären und Eichhörnchen, Zobel und Vielfraße, Wölfe und Luchse, Füchse und Nerze. Die Taiga ist durch das Vorhandensein vieler Seen und Sümpfe gekennzeichnet.

Die folgenden Ökosysteme werden durch Laubwälder repräsentiert. Ökosystemtypen dieser Art finden sich im Osten der Vereinigten Staaten, in Ostasien und in Westeuropa. Dies ist eine saisonale Klimazone, in der die Temperatur im Winter unter Null fällt und im Laufe des Jahres 750 bis 1500 mm Niederschlag fallen. Die Flora eines solchen Ökosystems wird durch Laubbäume wie Buche und Eiche, Esche und Linde repräsentiert. Hier gibt es Büsche und eine dicke Grasschicht. Tierwelt vertreten durch Bären und Elche, Füchse und Luchse, Eichhörnchen und Spitzmäuse. In einem solchen Ökosystem leben Eulen und Spechte, Drosseln und Falken.

Steppe gemäßigte Zonen sind in Eurasien und Nordamerika. Ihre Gegenstücke sind Tussoks in Neuseeland sowie Pampas in Südamerika. Das Klima in diesen Gebieten ist saisonabhängig. Im Sommer erwärmt sich die Luft von mäßig warmen auf sehr hohe Werte. Die Wintertemperaturen sind negativ. Im Laufe des Jahres gibt es 250 bis 750 Millimeter Niederschlag. Die Flora der Steppen wird hauptsächlich durch Rasengräser repräsentiert. Unter den Tieren gibt es Bisons und Antilopen, Saigas und Ziesel, Hasen und Murmeltiere, Wölfe und Hyänen.

Chaparrals sind im Mittelmeerraum sowie in Kalifornien, Georgia, Mexiko und an der Südküste Australiens beheimatet. Dies sind Zonen mit mildem gemäßigtem Klima, in denen im Laufe des Jahres 500 bis 700 Millimeter Niederschlag fallen. Von der Vegetation gibt es Sträucher und Bäume mit immergrünen harten Blättern, wie wilde Pistazie, Lorbeer usw.

Ökologische Systeme wie Savannen befinden sich in Ost- und Zentralafrika, Südamerika und Australien. Die meisten von ihnen befinden sich in Südindien. Dies sind Zonen mit heißem und trockenem Klima, in denen im Laufe des Jahres 250 bis 750 mm Niederschlag fallen. Die Vegetation ist überwiegend grasig, nur stellenweise gibt es seltene Laubbäume (Palmen, Affenbrotbäume und Akazien). Die Tierwelt ist vertreten durch Zebras und Antilopen, Nashörner und Giraffen, Leoparden und Löwen, Geier usw. In diesen Teilen gibt es viele blutsaugende Insekten, wie zum Beispiel Tsetse-Fliegen.

Wüsten gibt es in einigen Gebieten Afrikas, im Norden Mexikos usw. Das Klima ist trocken mit weniger als 250 mm Niederschlag pro Jahr. Tage in Wüsten sind heiß und Nächte sind kalt. Die Vegetation wird durch Kakteen und spärliche Sträucher mit ausgedehnten Wurzelsystemen repräsentiert. Ziesel und Springmäuse, Antilopen und Wölfe sind unter Vertretern der Tierwelt weit verbreitet. Dies ist ein fragiles Ökosystem, das leicht durch Wasser- und Winderosion zerstört werden kann.

Halbimmergrüne tropische Laubwälder kommen in Mittelamerika und Asien vor. In diesen Zonen gibt es einen Wechsel von Trocken- und Regenzeiten. Die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge beträgt 800 bis 1300 mm. Tropische Wälder werden von einer reichen Tierwelt bewohnt.

Regenwald tropische immergrüne Wälder sind in vielen Teilen unseres Planeten zu finden. Es gibt sie in Mittelamerika, im Norden Südamerikas, in den zentralen und westlichen Teilen Äquatorialafrikas, in den Küstenregionen Nordwestaustraliens sowie auf den Inseln des Pazifiks und Indische Ozeane. Warme klimatische Bedingungen in diesen Teilen unterscheiden sich nicht saisonal. Starkniederschläge überschreiten ganzjährig die Grenze von 2500 mm. Dieses System zeichnet sich durch eine große Vielfalt an Flora und Fauna aus.

Bestehende Naturkomplexe haben in der Regel keine klaren Grenzen. Dazwischen muss eine Übergangszone sein. Darin findet nicht nur das Zusammenspiel von Populationen verschiedener Arten von Ökosystemen statt, sondern es werden auch spezielle Arten lebender Organismen gefunden. Somit umfasst die Übergangszone eine größere Vielfalt von Vertretern der Fauna und Flora als die angrenzenden Gebiete.

Wasser natürliche Komplexe

Diese Einheiten der Biosphäre können in Süßwasserkörpern und Meeren existieren. Die ersten davon umfassen solche Ökosysteme wie:

Lentic sind Stauseen, dh stehende Gewässer;

Lotic, dargestellt durch Bäche, Flüsse, Quellen;

Auftriebsgebiete, in denen produktiver Fischfang stattfindet;

Meerengen, Buchten, Mündungen, die Mündungen sind;

Riffzonen im tiefen Wasser.

Ein Beispiel für einen natürlichen Komplex

Ökologen unterscheiden eine Vielzahl von Arten natürlicher Ökosysteme. Dennoch verläuft die Existenz jedes von ihnen nach dem gleichen Muster. Um das Zusammenspiel aller lebenden und nicht lebenden Wesen in einer Einheit der Biosphäre am besten zu verstehen, betrachten Sie die Art Alle hier lebenden Mikroorganismen und Tiere wirken sich direkt aus chemische Zusammensetzung Luft und Boden.

Die Wiese ist ein ausgewogenes System, das verschiedene Elemente beinhaltet. Einige von ihnen sind Makroproduzenten, die krautige Vegetation sind und organische Produkte dieser terrestrischen Gemeinschaft herstellen. Darüber hinaus geht das Leben des natürlichen Komplexes auf Kosten der biologischen Nahrungskette. Pflanzentiere oder Primärkonsumenten ernähren sich von Wiesengräsern und deren Teilen. Dies sind solche Vertreter der Fauna wie große Pflanzenfresser und Insekten, Nagetiere und viele Arten von Wirbellosen (Gopher und Hase, Rebhühner usw.).

Primärkonsumenten werden von Sekundärkonsumenten gefressen, zu denen fleischfressende Vögel und Säugetiere (Wolf, Eule, Habicht, Fuchs usw.) gehören. Weitere Reduzierstücke sind mit Arbeit verbunden. Ohne sie unmöglich Gesamte BeschreibungÖkosysteme. Arten vieler Pilze und Bakterien sind diese Elemente im natürlichen Komplex. Reduzierer zersetzen organische Produkte in einen mineralischen Zustand. Wenn ein Temperaturbedingungen günstig, dann zerfallen schnell Pflanzenreste und tote Tiere einfache Verbindungen. Einige dieser Komponenten enthalten Batterien, die ausgelaugt und wiederverwendet werden. Der stabilere Teil organischer Reststoffe (Humus, Zellulose etc.) wird langsamer abgebaut und nährt die Pflanzenwelt.

Anthropogene Ökosysteme

Die oben betrachteten natürlichen Komplexe können ohne menschliches Eingreifen existieren. Ganz anders sieht es in anthropogenen Ökosystemen aus. Ihre Verbindungen funktionieren nur unter direkter Beteiligung einer Person. Zum Beispiel das Agrarökosystem. Die Hauptbedingung für seine Existenz ist nicht nur die Nutzung von Sonnenenergie, sondern auch der Erhalt von "Subventionen" in Form einer Art Kraftstoff.

Teilweise ähnelt dieses System dem natürlichen. Die Ähnlichkeit mit dem natürlichen Komplex wird während des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen beobachtet, die aufgrund der Energie der Sonne auftreten. Landwirtschaft ist jedoch ohne Bodenvorbereitung und Ernte nicht möglich. Und diese Prozesse erfordern die Energiesubventionen der menschlichen Gesellschaft.

Zu welcher Art von Ökosystem gehört die Stadt? Dies ist ein anthropogener Komplex, in dem sehr wichtig Brennstoffenergie hat. Sein Verbrauch im Vergleich zum Durchfluss Sonnenstrahlen zwei- bis dreimal höher. Die Stadt kann mit Tiefsee- oder Höhlenökosystemen verglichen werden. Denn die Existenz dieser besonderen Biogeozänosen hängt maßgeblich von der Zufuhr von Stoffen und Energie von außen ab.

Städtische Ökosysteme sind das Ergebnis eines historischen Prozesses namens Urbanisierung. Unter seinem Einfluss verließ die Bevölkerung der Länder Landschaft große Siedlungen zu schaffen. Nach und nach verstärkten die Städte zunehmend ihre Rolle in der Entwicklung der Gesellschaft. Gleichzeitig schuf der Mensch selbst ein komplexes urbanes System, um das Leben zu verbessern. Dies führte zu einer gewissen Ablösung der Städte von der Natur und zur Störung bestehender Naturkomplexe. Das Siedlungssystem kann als urbanistisch bezeichnet werden. Als sich die Branche entwickelte, änderten sich die Dinge jedoch etwas. Zu welcher Art von Ökosystemen gehört die Stadt, in der das Werk oder die Fabrik betrieben wird? Vielmehr kann es als industriell-urban bezeichnet werden. Dieser Komplex besteht aus Wohngebieten und Territorien, auf denen sich Einrichtungen befinden, die eine Vielzahl von Produkten herstellen. Das Ökosystem der Stadt unterscheidet sich vom natürlichen durch einen reichlicheren und darüber hinaus giftigen Strom verschiedener Abfälle.

Um ihre Umwelt zu verbessern, legen die Menschen sogenannte Grüngürtel um ihre Siedlungen an. Sie bestehen aus Rasenflächen und Sträuchern, Bäumen und Teichen. Diese kleinen natürlichen Ökosysteme schaffen organische Produkte, die im urbanen Leben keine besondere Rolle spielen. Menschen brauchen zum Leben Nahrung, Treibstoff, Wasser und Strom von außen.

Der Prozess der Urbanisierung hat das Leben auf unserem Planeten erheblich verändert. Die Auswirkungen des künstlich geschaffenen anthropogenen Systems haben die Natur in weiten Teilen der Erde stark verändert. Dabei wirkt sich die Stadt nicht nur auf die Zonen aus, in denen sich die Architektur- und Bauobjekte selbst befinden. Es betrifft weite Gebiete und darüber hinaus. Beispielsweise holzt eine Person mit steigender Nachfrage nach Produkten der holzverarbeitenden Industrie Wälder ab.

Während des Funktionierens der Stadt gelangen viele verschiedene Substanzen in die Atmosphäre. Sie verschmutzen die Luft und verändern die Klimabedingungen. Städte haben eine höhere Wolkendecke und weniger Sonnenschein, mehr Nebel und Nieselregen und sind etwas wärmer als nahe gelegene ländliche Gebiete.

Vortrag Nummer 5. künstliche Ökosysteme

5.1 Natürliche und künstliche Ökosysteme

In der Biosphäre gibt es neben natürlichen Biogeozänosen und Ökosystemen durch menschliches Wirtschaften künstlich geschaffene Lebensgemeinschaften – anthropogene Ökosysteme.

Natürliche Ökosysteme zeichnen sich durch eine große Artenvielfalt aus, sie existieren lange, sie sind zur Selbstregulierung fähig, sie haben eine große Stabilität und Widerstandsfähigkeit. Die darin entstehende Biomasse und Nährstoffe verbleiben und werden innerhalb der Biozönosen genutzt und bereichern deren Ressourcen.

Künstliche Ökosysteme - Agrozönosen (Weizenfelder, Kartoffeln, Gemüsegärten, Bauernhöfe mit angrenzenden Weiden, Fischteiche usw.) machen einen kleinen Teil der Landoberfläche aus, liefern aber etwa 90% der Nahrungsenergie.

Die Entwicklung der Landwirtschaft seit der Antike ist begleitet von der vollständigen Zerstörung der Vegetationsdecke auf großen Flächen, um Platz für eine kleine Anzahl von Menschen ausgewählter Arten zu schaffen, die sich am besten für die Ernährung eignen.

Menschliche Aktivitäten in einer Agrargesellschaft fügten sich jedoch ursprünglich in den biochemischen Kreislauf ein und veränderten den Energiefluss in der Biosphäre nicht. In der modernen landwirtschaftlichen Produktion hat der Einsatz von synthetisierter Energie bei der mechanischen Bearbeitung des Bodens, der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden dramatisch zugenommen. Dadurch wird die gesamte Energiebilanz der Biosphäre gestört, was zu unvorhersehbaren Folgen führen kann.

Vergleich von natürlichen und vereinfachten anthropogenen Ökosystemen

(nach Miller, 1993)

5.2 Künstliche Ökosysteme

5.2.1 Agrarökosysteme

Agrarökosystem(aus dem Griechischen agros - Acker) - eine Lebensgemeinschaft, die von Menschen geschaffen und regelmäßig gepflegt wird, um landwirtschaftliche Produkte zu gewinnen. Umfasst in der Regel die Gesamtheit der Organismen, die auf landwirtschaftlichen Flächen leben.

Agrarökosysteme umfassen Felder, Obstgärten, Gemüsegärten, Weinberge, große Viehanlagen mit angrenzenden künstlichen Weiden.

Ein charakteristisches Merkmal von Agrarökosystemen ist eine geringe ökologische Zuverlässigkeit, aber eine hohe Produktivität einer (mehrerer) Arten oder Sorten von Kulturpflanzen oder -tieren. Ihr Hauptunterschied zu natürlichen Ökosystemen ist ihre vereinfachte Struktur und ihre reduzierte Artenzusammensetzung.

Agrarökosysteme unterscheiden sich von natürlichen Ökosystemen eine Reihe von Funktionen:

1. Die Vielfalt der lebenden Organismen in ihnen wird stark reduziert, um die höchstmögliche Produktion zu erzielen.

Auf einem Roggen- oder Weizenfeld sind neben einer Getreidemonokultur nur wenige Unkrautarten zu finden. Auf einer Naturwiese Biodiversität viel höher, aber die biologische Produktivität ist um ein Vielfaches geringer als die des gesäten Feldes.

Künstliche Regulierung der Schädlingszahlen - zum größten Teil notwendige Bedingung Agroökosysteme erhalten. Daher werden in der landwirtschaftlichen Praxis starke Mittel eingesetzt, um die Anzahl unerwünschter Arten zu unterdrücken: Pestizide, Herbizide usw. Die Umweltfolgen dieser Maßnahmen führen jedoch zu einer Reihe unerwünschter Wirkungen zusätzlich zu denen, für die sie angewendet werden.

2. Arten landwirtschaftlicher Pflanzen und Tiere in Agrarökosystemen werden eher durch künstliche als durch natürliche Auslese gewonnen und können dem Existenzkampf mit Wildarten ohne menschliche Unterstützung nicht standhalten.

Infolgedessen kommt es zu einer starken Verengung der genetischen Basis von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, die äußerst empfindlich auf die Massenvermehrung von Schädlingen und Krankheiten reagieren.

3. Agro-Ökosysteme sind offener, ihnen werden mit Feldfrüchten, tierischen Produkten und auch durch Bodenzerstörung Materie und Energie entzogen.

In natürlichen Biozönosen wird die Primärproduktion von Pflanzen in zahlreichen Nahrungsketten verbraucht und in Form von Kohlendioxid, Wasser und Elementen wieder in den biologischen Kreislauf zurückgeführt. mineralische Ernährung.

Aufgrund der ständigen Ernte und Unterbrechung der Bodenbildungsprozesse nimmt die Bodenfruchtbarkeit bei langfristigem Anbau von Monokulturen auf Ackerland allmählich ab. Diese Position in der Ökologie heißt Gesetz des abnehmenden Ertrags .

Für eine umsichtige und rationelle Landwirtschaft ist es daher notwendig, die Erschöpfung der Bodenressourcen zu berücksichtigen und die Bodenfruchtbarkeit mit Hilfe verbesserter Landtechnik, rationeller Fruchtfolge und anderer Methoden zu erhalten.

Die Veränderung der Vegetationsbedeckung in Agrarökosystemen erfolgt nicht auf natürliche Weise, sondern durch den Willen des Menschen, was sich nicht immer gut in der Qualität der darin enthaltenen abiotischen Faktoren widerspiegelt. Dies gilt insbesondere für die Bodenfruchtbarkeit.

Hauptunterschied Agrarökosysteme aus natürlichen Ökosystemen - zusätzliche Energie bekommen für den Normalbetrieb.

Ergänzend bezieht sich auf jede Art von Energie, die Agrarökosystemen zugeführt wird. Das kann die Muskelkraft eines Menschen oder Tieres sein, verschiedene Brennstoffe für den Betrieb landwirtschaftlicher Maschinen, Düngemittel, Pestizide, Pflanzenschutzmittel, Zusatzbeleuchtung etc. Das Konzept der "Extra-Energie" umfasst auch neue Haustierrassen und -sorten kultivierte Pflanzen in die Struktur von Agrarökosystemen eingeführt.

Es sollte beachtet werden, dass Agrarökosysteme - sehr instabile Gemeinschaften. Sie sind nicht zur Selbstheilung und Selbstregulierung fähig, sie sind der Todesdrohung durch massenhafte Vermehrung von Schädlingen oder Krankheiten ausgesetzt.

Der Grund für die Instabilität liegt darin, dass Agrocenosen aus einer (Monokultur) oder seltener aus maximal 2–3 Arten bestehen. Deshalb kann jede Krankheit, jeder Schädling die Agrozenose zerstören. Eine Person geht jedoch bewusst dazu über, die Struktur der Agrozenose zu vereinfachen, um den maximalen Ertrag zu erzielen. Agrozönosen sind in viel größerem Maße als natürliche Cenosen (Wald, Wiese, Weiden) Erosion, Auswaschung, Versalzung und Schädlingsbefall ausgesetzt. Ohne menschliche Beteiligung existieren Getreide- und Gemüsekulturen nicht länger als ein Jahr, Beerenpflanzen - 3-4, Obstkulturen- 20-30 Jahre. Dann zerfallen sie oder sterben.

Der Vorteil von Agrocenosen Vor natürlichen Ökosystemen liegt die für den Menschen notwendige Nahrungsproduktion und große Chancen zur Produktivitätssteigerung. Sie werden jedoch nur unter ständiger Sorge um die Fruchtbarkeit der Erde verwirklicht, indem sie Pflanzen mit Feuchtigkeit versorgen und Kulturpopulationen, Sorten und Rassen von Pflanzen und Tieren vor den nachteiligen Auswirkungen der natürlichen Flora und Fauna schützen.

Alle in der landwirtschaftlichen Praxis künstlich angelegten Agrarökosysteme Felder, Gärten, Weiden, Gärten, Gewächshäuser sind Menschengestützte Systeme.

In Bezug auf die in Agrarökosystemen entstehenden Lebensgemeinschaften verschiebt sich der Schwerpunkt allmählich im Zusammenhang mit der allgemeinen Entwicklung des ökologischen Wissens. Die Idee der Fragmentierung, Fragmentierung coenotischer Verbindungen und der ultimativen Vereinfachung von Agrozenosen wird durch ein Verständnis ihrer komplexen systemischen Organisation ersetzt, bei der eine Person nur einzelne Verbindungen maßgeblich beeinflusst und sich das gesamte System gemäß der natürlichen, natürlichen Entwicklung weiter entwickelt Rechtsvorschriften.

Aus ökologischer Sicht ist es äußerst gefährlich, die natürliche Umgebung eines Menschen zu vereinfachen und die gesamte Landschaft in eine landwirtschaftliche zu verwandeln. Die Hauptstrategie zur Schaffung einer hochproduktiven und nachhaltigen Landschaft sollte darin bestehen, ihre Vielfalt zu erhalten und zu steigern.

Neben der Pflege ertragreicher Felder sollte besonderes Augenmerk auf den Erhalt von Schutzgebieten gelegt werden, die keiner anthropogenen Beeinflussung unterliegen. Reservate mit einer reichen Artenvielfalt sind eine Artenquelle für Gemeinschaften, die sich in aufeinanderfolgenden Serien erholen.

Vergleichende Eigenschaften natürlicher Ökosysteme und Agrarökosysteme

5.2.2 Industriell-städtische Ökosysteme

Ganz anders sieht es in Ökosystemen aus, zu denen auch industriell-urbane Systeme gehören – hier ersetzt die Kraftstoffenergie die Sonnenenergie vollständig. Im Vergleich zum Energiefluss in natürlichen Ökosystemen ist der Verbrauch hier um zwei bis drei Größenordnungen höher.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass künstliche Ökosysteme ohne natürliche Systeme nicht existieren können, während natürliche Ökosysteme ohne anthropogene existieren können.

urbane Systeme

Städtisches System (Urbosystem)- "ein instabiles natürlich-anthropogenes System, bestehend aus Architektur- und Bauobjekten und stark gestörten natürlichen Ökosystemen" (Reimers, 1990).

Mit der Entwicklung der Stadt werden ihre Funktionszonen immer differenzierter. Industrie-, Wohn-, Waldpark.

Industriezonen- Dies sind die Gebiete der Konzentration von Industrieanlagen verschiedener Branchen (Metallurgie, Chemie, Maschinenbau, Elektronik usw.). Sie sind die Hauptquellen der Umweltverschmutzung.

Wohngebiete- ist der Bereich der Konzentration von Wohngebäuden, Verwaltungsgebäude, Objekte der Kultur, Bildung usw.

Waldpark - Dies ist eine Grünfläche rund um die Stadt, die von Menschen kultiviert wurde, dh für Massenerholung, Sport und Unterhaltung geeignet ist. Seine Abschnitte sind auch innerhalb von Städten möglich, aber meistens hier Stadtparks- Baumplantagen in der Stadt, die ziemlich ausgedehnte Gebiete einnehmen und auch den Bürgern zur Erholung dienen. Im Gegensatz zu Naturwäldern und sogar Waldparks sind Stadtparks und ähnliche kleinere Bepflanzungen in der Stadt (Plätze, Boulevards) keine selbsttragenden und selbstregulierenden Systeme.

Die Waldparkzone, Stadtparks und andere Gebiete des Territoriums, die für die Erholung der Menschen bestimmt und speziell angepasst sind, werden genannt Freizeit Zonen (Gebiete, Standorte usw.).

Die Vertiefung von Urbanisierungsprozessen führt zur Komplexität der städtischen Infrastruktur. Ein bedeutender Platz beginnt sich zu besetzen Transport und Transportmöglichkeiten(Autobahnen, Tankstellen, Werkstätten, Tankstellen, Eisenbahnen mit eigener komplexer Infrastruktur, einschließlich unterirdischer - die U-Bahn; Flugplätze mit einem Servicekomplex usw.). Transportsysteme quer durch alle Funktionsbereiche der Stadt und wirken sich auf das gesamte städtische Umfeld (Urban Environment) aus.

Menschliches Umfeld Unter diesen Bedingungen ist es eine Kombination aus abiotischen und sozialen Umgebungen, die Menschen und ihre Wirtschaft gemeinsam und direkt beeinflussen. Gleichzeitig kann es nach N. F. Reimers (1990) unterteilt werden in natürlichen Umgebung und menschlich verwandelt natürlichen Umgebung (anthropogene Landschaften bis zur künstlichen Umgebung von Menschen - Gebäude, Asphaltstraßen, künstliche Beleuchtung usw., d.h. bis zu künstliche Umgebung).

Im Allgemeinen gehören das städtische Umfeld und Siedlungen städtischen Typs dazu Technosphäre, d.h. die Biosphäre, die vom Menschen radikal in technische und menschengemachte Objekte umgewandelt wurde.

Neben dem terrestrischen Teil der Landschaft fällt auch ihre lithogene Basis, d. h. der Oberflächenteil der Lithosphäre, der allgemein als geologische Umgebung bezeichnet wird, in den Bereich der menschlichen Wirtschaftstätigkeit (E. M. Sergeev, 1979).

Geologische Umgebung- Das Felsen, Grundwasser, das durch menschliche Aktivitäten beeinflusst wird (Abb. 10.2).

In städtischen Gebieten, in städtischen Ökosystemen, kann eine Gruppe von Systemen unterschieden werden, die die Komplexität des Zusammenspiels von Gebäuden und Strukturen widerspiegeln Umgebung die heißen natürliche und technische Systeme(Trofimov, Epishin, 1985) (Abb. 10.2). Sie sind eng mit anthropogenen Landschaften verbunden, mit ihren geologische Struktur und Erleichterung.

So stehen urbane Systeme im Fokus der Bevölkerung, Wohn- und Gewerbebauten und -strukturen. Die Existenz urbaner Systeme hängt von der Energie aus fossilen Brennstoffen und nuklearen Energierohstoffen ab, wird vom Menschen künstlich reguliert und aufrechterhalten.

Das Umfeld städtischer Systeme, sowohl seine geografischen als auch seine geologischen Teile, hat sich am stärksten verändert und ist es tatsächlich geworden künstlich, hier gibt es Probleme der Nutzung und Wiederverwendung natürlicher Ressourcen, verbunden mit der Zirkulation, Verschmutzung und Reinigung der Umwelt, hier gibt es eine zunehmende Abkopplung der Wirtschafts- und Produktionskreisläufe vom natürlichen Stoffwechsel (biogeochemische Umsätze) und dem Energiefluss in natürlichen Ökosystemen. Und schließlich sind hier die Bevölkerungsdichte und die bebaute Umwelt am höchsten, was nicht nur bedrohlich ist menschliche Gesundheit, sondern auch das Überleben der gesamten Menschheit. Die menschliche Gesundheit ist ein Indikator für die Qualität dieser Umwelt.

Das Ökosystem umfasst alle lebenden Organismen (Pflanzen, Tiere, Pilze und Mikroorganismen), die mehr oder weniger miteinander und mit ihrer unbelebten Umwelt (Klima, Boden, Sonnenlicht, Luft, Atmosphäre, Wasser usw.) interagieren.) .

Das Ökosystem hat keine bestimmte Größe. Es kann so groß wie eine Wüste oder ein See oder so klein wie ein Baum oder eine Pfütze sein. Wasser, Temperatur, Pflanzen, Tiere, Luft, Licht und Boden spielen zusammen.

Die Essenz des Ökosystems

In einem Ökosystem hat jeder Organismus seinen eigenen Platz oder seine eigene Rolle.

Betrachten Sie das Ökosystem eines kleinen Sees. Darin finden Sie alle Arten von lebenden Organismen, von mikroskopisch kleinen bis hin zu Tieren und Pflanzen. Sie hängen von Dingen wie Wasser, Sonnenlicht, Luft und sogar der Menge an Nährstoffen im Wasser ab. (Klicken Sie hier, um mehr über die fünf Grundbedürfnisse lebender Organismen zu erfahren).

Diagramm des Seeökosystems

Jedes Mal "Ausländer" ( Kreatur(a) oder ein externer Faktor wie steigende Temperaturen) in das Ökosystem eingebracht werden, können katastrophale Folgen eintreten. Dies liegt daran, dass der neue Organismus (oder Faktor) in der Lage ist, das natürliche Gleichgewicht der Interaktion zu verzerren und dem nicht einheimischen Ökosystem potenziellen Schaden oder Zerstörung zuzufügen.

Im Allgemeinen sind die biotischen Mitglieder eines Ökosystems zusammen mit ihren abiotischen Faktoren voneinander abhängig. Das bedeutet, dass das Fehlen eines Mitglieds oder eines abiotischen Faktors das gesamte Ökosystem beeinträchtigen kann.

Fehlen Licht und Wasser oder ist der Boden nährstoffarm, können die Pflanzen absterben. Sterben die Pflanzen ab, sind auch die von ihnen abhängigen Tiere gefährdet. Wenn Tiere, die von Pflanzen abhängig sind, sterben, sterben auch andere Tiere, die von ihnen abhängig sind. Das Ökosystem in der Natur funktioniert genauso. Alle seine Teile müssen zusammenarbeiten, um das Gleichgewicht zu halten!

Leider können Ökosysteme durch Naturkatastrophen wie Brände, Überschwemmungen, Wirbelstürme und Vulkanausbrüche zerstört werden. Menschliche Aktivität trägt auch zur Zerstörung vieler Ökosysteme und.

Haupttypen von Ökosystemen

Ökologische Systeme haben unbestimmte Dimensionen. Sie können auf kleinem Raum, zum Beispiel unter einem Stein, einem verrottenden Baumstumpf oder in einem kleinen See, existieren und auch große Territorien (wie das Ganze) besetzen ein tropischer Wald). Aus technischer Sicht kann unser Planet als ein riesiges Ökosystem bezeichnet werden.

Diagramm eines kleinen verrottenden Stumpfökosystems

Arten von Ökosystemen je nach Maßstab:

• Mikroökosystem- ein kleines Ökosystem wie ein Teich, eine Pfütze, ein Baumstumpf usw.
• Mesoökosystem- ein Ökosystem wie ein Wald oder ein großer See.
• Biom. Ein sehr großes Ökosystem oder eine Ansammlung von Ökosystemen mit ähnlichen biotischen und abiotischen Faktoren, wie z. B. ein ganzer Regenwald mit Millionen von Tieren und Bäumen und vielen verschiedenen Gewässern.

Ökosystemgrenzen sind nicht mit klaren Linien gekennzeichnet. Sie sind oft durch geografische Barrieren wie Wüsten, Berge, Ozeane, Seen und Flüsse getrennt. Da Grenzen nicht streng festgelegt sind, neigen Ökosysteme dazu, miteinander zu verschmelzen. Aus diesem Grund kann ein See viele kleinere Ökosysteme mit ihren eigenen einzigartigen Eigenschaften haben. Wissenschaftler nennen diese Mischung "Ecoton".

Arten von Ökosystemen nach Art des Vorkommens:

Neben den oben genannten Arten von Ökosystemen gibt es auch eine Unterteilung in natürliche und künstliche Ökosysteme. Ein natürliches Ökosystem wird von der Natur geschaffen (Wald, See, Steppe usw.), und ein künstliches wird vom Menschen geschaffen (Garten, Gartengrundstück, Park, Feld usw.).

Arten von Ökosystemen

Es gibt zwei Haupttypen von Ökosystemen: aquatische und terrestrische. Jedes andere Ökosystem der Welt fällt in eine dieser beiden Kategorien.

Terrestrische Ökosysteme

Terrestrische Ökosysteme sind überall auf der Welt zu finden und werden unterteilt in:

Waldökosysteme

Dies sind Ökosysteme, in denen es eine Fülle von Vegetation gibt oder große Menge Organismen, die auf relativ kleinem Raum leben. Daher ist die Dichte lebender Organismen in Waldökosystemen ziemlich hoch. Eine kleine Veränderung in diesem Ökosystem kann sein gesamtes Gleichgewicht beeinflussen. In solchen Ökosystemen findet man auch eine Vielzahl von Vertretern der Fauna. Darüber hinaus werden Waldökosysteme unterteilt in:

• Tropische immergrüne Wälder oder tropische Regenwälder: mit einer durchschnittlichen Niederschlagsmenge von mehr als 2000 mm pro Jahr. Sie zeichnen sich durch eine dichte Vegetation aus, die von hohen Bäumen in unterschiedlichen Höhen dominiert wird. Diese Gebiete sind ein Zufluchtsort für verschiedene Tierarten.
• Tropische Laubwälder: Neben einer großen Vielfalt an Baumarten findet man hier auch Sträucher. Dieser Typ Wälder sind in einigen Teilen der Welt zu finden und beheimaten große Auswahl Vertreter von Flora und Fauna.
• : Sie haben ziemlich viele Bäume. Es wird von immergrünen Bäumen dominiert, die das ganze Jahr über ihr Laub erneuern.
• Laubwälder: Sie befinden sich in feucht-gemäßigten Regionen mit ausreichend Niederschlag. In den Wintermonaten werfen die Bäume ihre Blätter ab.
• : Direkt davor gelegen, ist die Taiga von immergrünen Pflanzen geprägt Nadelbäume, Minusgrade für ein halbes Jahr u saure Böden. In der warmen Jahreszeit können Sie einer großen Anzahl von Zugvögeln, Insekten u.

Ökosystem Wüste

Wüstenökosysteme befinden sich in Wüstenregionen und erhalten weniger als 250 mm Niederschlag pro Jahr. Sie nehmen etwa 17 % der gesamten Landmasse der Erde ein. Aufgrund der extrem hohen Lufttemperatur, schlechter Zugänglichkeit und intensiver Sonneneinstrahlung und nicht so reichhaltig wie in anderen Ökosystemen.

Grünland Ökosystem

Grasland befindet sich in den tropischen und gemäßigten Regionen der Welt. Die Fläche der Wiese besteht hauptsächlich aus Gräsern, mit einer geringen Anzahl von Bäumen und Sträuchern. Die Wiesen werden von Weidetieren, Insektenfressern und Pflanzenfressern bewohnt. Es gibt zwei Haupttypen von Wiesenökosystemen:

• : Tropisches Grasland, das eine Trockenzeit hat und durch einzeln wachsende Bäume gekennzeichnet ist. Sie bieten einer großen Anzahl von Pflanzenfressern Nahrung und sind auch ein Jagdrevier für viele Raubtiere.
• Prärien (gemäßigtes Grasland): Dies ist ein Bereich mit einer mäßigen Grasbedeckung, völlig frei von große Sträucher und Bäume. In den Prärien findet man Stauden und hohes Gras, und es werden auch trockene klimatische Bedingungen beobachtet.
• Steppenwiesen: Gebiete mit Trockenrasen, die sich in der Nähe halbtrockener Wüsten befinden. Die Vegetation dieser Grasländer ist kürzer als in den Savannen und Prärien. Bäume sind selten und stehen normalerweise an den Ufern von Flüssen und Bächen.

Gebirgsökosysteme

Das Hochland bietet vielfältige Lebensräume, in denen eine Vielzahl von Tieren und Pflanzen zu finden sind. In der Höhe herrschen meist raue klimatische Bedingungen, in denen nur Alpenpflanzen überleben können. Tiere, die hoch in den Bergen leben, haben dicke Pelzmäntel, um sie vor der Kälte zu schützen. Die unteren Hänge sind normalerweise mit Nadelwäldern bedeckt.

Aquatische Ökosysteme

Aquatisches Ökosystem – ein Ökosystem in einer aquatischen Umgebung (z. B. Flüsse, Seen, Meere und Ozeane). Es umfasst aquatische Flora, Fauna und Wassereigenschaften und ist in zwei Arten unterteilt: Meeres- und Süßwasser-Ökosysteme.

marine Ökosysteme

Sie sind die größten Ökosysteme, die etwa 71 % der Erdoberfläche bedecken und 97 % des Wassers des Planeten enthalten. Meerwasser enthält eine große Menge an gelösten Mineralien und Salzen. Das Meeresökosystem ist unterteilt in:

• Ozeanisch (relativ flacher Teil des Ozeans, der sich auf dem Festlandsockel befindet);
• Profundalzone (tiefer Wasserbereich, der nicht vom Sonnenlicht durchdrungen wird);
• Bentalregion (von benthischen Organismen bewohntes Gebiet);
• Gezeitenzone (ein Ort zwischen Ebbe und Flut);
• Flussmündungen;
• Korallenriffe;
• Salzwiesen;
• Hydrothermalquellen, wo chemosynthetische Zubringer waren.

Viele Arten von Organismen leben in Meeresökosystemen, nämlich: Braunalgen, Korallen, Kopffüßer, Stachelhäuter, Dinoflagellaten, Haie usw.

Süßwasser-Ökosysteme

Im Gegensatz zu Meeresökosystemen bedecken Süßwasserökosysteme nur 0,8 % der Erdoberfläche und enthalten 0,009 % des gesamten Wasservorrats der Welt. Es gibt drei Haupttypen von Süßwasserökosystemen:

• Stehend: Gewässer ohne Strömung, wie Tümpel, Seen oder Teiche.
• Fließen: Sich schnell bewegende Gewässer wie Bäche und Flüsse.
• Feuchtgebiete: Orte, an denen der Boden ständig oder zeitweise überschwemmt wird.

Süßwasserökosysteme beherbergen Reptilien, Amphibien und etwa 41 % der weltweiten Fischarten. Sich schnell bewegende Gewässer enthalten normalerweise eine höhere Konzentration an gelöstem Sauerstoff und unterstützen dadurch mehr Biodiversität als stehende Teiche oder Seen.

Struktur, Komponenten und Faktoren des Ökosystems

Ein Ökosystem ist definiert als eine natürliche funktionelle ökologische Einheit, bestehend aus lebenden Organismen (Biozönose) und ihrer unbelebten Umwelt (abiotisch oder physikalisch-chemisch), die miteinander interagieren und ein stabiles System bilden. Teich, See, Wüste, Weide, Wiese, Wald usw. sind gängige Beispiele für Ökosysteme.

Jedes Ökosystem besteht aus abiotischen und biotischen Komponenten:

Ökosystemstruktur

Abiotische Komponenten

Abiotische Komponenten sind unabhängige Faktoren des Lebens oder der physischen Umgebung, die die Struktur, Verteilung, das Verhalten und die Interaktion lebender Organismen beeinflussen.

Abiotische Komponenten werden hauptsächlich durch zwei Arten repräsentiert:

• klimatische Faktoren Dazu gehören Regen, Temperatur, Licht, Wind, Feuchtigkeit usw.
• Edaphische Faktoren, einschließlich Bodensäure, Topographie, Mineralisierung usw.

Bedeutung abiotischer Komponenten

Die Atmosphäre versorgt lebende Organismen mit Kohlendioxid (für die Photosynthese) und Sauerstoff (für die Atmung). Die Prozesse der Verdunstung, Transpiration und treten zwischen der Atmosphäre und der Erdoberfläche auf.

Sonnenstrahlung erwärmt die Atmosphäre und lässt Wasser verdunsten. Auch für die Photosynthese ist Licht unentbehrlich. liefert Pflanzen Energie für Wachstum und Stoffwechsel sowie organische Produkte zur Ernährung anderer Lebensformen.

Das meiste lebende Gewebe besteht zu einem hohen Prozentsatz aus Wasser, bis zu 90 % oder mehr. Wenige Zellen können überleben, wenn der Wassergehalt unter 10 % fällt, und die meisten von ihnen sterben, wenn der Wassergehalt weniger als 30-50 % beträgt.

Wasser ist das Medium, durch das mineralische Lebensmittel in Pflanzen gelangen. Es ist auch wichtig für die Photosynthese. Pflanzen und Tiere beziehen Wasser von der Erdoberfläche und dem Boden. Die Hauptwasserquelle ist atmosphärischer Niederschlag.

Biotische Komponenten

Lebewesen, einschließlich Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen (Bakterien und Pilze), die in einem Ökosystem vorhanden sind, sind biotische Komponenten.

Aufgrund ihrer Rolle im Ökosystem lassen sich biotische Komponenten in drei Hauptgruppen einteilen:

• Produzenten mit Sonnenenergie aus anorganischen Stoffen organische Stoffe herstellen;
• Verbraucher ernähren sich von vorgefertigten organischen Substanzen, die von Produzenten (Pflanzenfresser, Raubtiere usw.) produziert werden;
• Reduzierer. Bakterien und Pilze, die tote organische Verbindungen von Erzeugern (Pflanzen) und Verbrauchern (Tieren) für die Ernährung zerstören und einfache Substanzen (anorganische und organische) als Nebenprodukte ihres Stoffwechsels an die Umwelt abgeben.

Diese einfachen Substanzen werden durch zyklischen Stoffaustausch zwischen der Lebensgemeinschaft und der abiotischen Umgebung des Ökosystems neu produziert.

Ökosystemebenen

Betrachten Sie die folgende Abbildung, um die Schichten eines Ökosystems zu verstehen:

Ökosystem-Tier-Diagramm

Individuell

Ein Individuum ist jedes Lebewesen oder jeder Organismus. Individuen brüten nicht mit Individuen aus anderen Gruppen. Tiere werden im Gegensatz zu Pflanzen normalerweise in dieses Konzept aufgenommen, da sich einige Vertreter der Flora mit anderen Arten kreuzen können.

Im obigen Diagramm können Sie sehen, dass der Goldfisch mit der Umwelt interagiert und sich ausschließlich mit Mitgliedern seiner eigenen Art fortpflanzt.

Population

Eine Population ist eine Gruppe von Individuen einer bestimmten Art, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten geografischen Gebiet leben. (Ein Beispiel ist der Goldfisch und Vertreter seiner Art). Beachten Sie, dass eine Population Individuen derselben Art umfasst, die verschiedene genetische Unterschiede wie Fell-/Augen-/Hautfarbe und Körpergröße aufweisen können.

Gemeinschaft

Die Gemeinschaft umfasst alle lebenden Organismen in einem bestimmten Gebiet zu einem bestimmten Zeitpunkt. Es kann Populationen lebender Organismen verschiedener Arten enthalten. Beachten Sie im obigen Diagramm, wie Goldfische, Lachse, Krabben und Quallen in einer bestimmten Umgebung koexistieren. Eine große Gemeinschaft umfasst normalerweise die Artenvielfalt.

Ökosystem

Ein Ökosystem umfasst Gemeinschaften lebender Organismen, die mit der Umwelt interagieren. Auf dieser Ebene sind lebende Organismen von anderen abiotischen Faktoren wie Gestein, Wasser, Luft und Temperatur abhängig.

Biom

Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich um eine Ansammlung von Ökosystemen, die mit ihren an die Umwelt angepassten abiotischen Faktoren ähnliche Eigenschaften aufweisen.

Biosphäre

Betrachtet man verschiedene Biome, die ineinander übergehen, entsteht eine riesige Gemeinschaft von Menschen, Tieren und Pflanzen, die in bestimmten Lebensräumen leben. ist die Gesamtheit aller auf der Erde vorhandenen Ökosysteme.

Nahrungskette und Energie in einem Ökosystem

Alle Lebewesen müssen essen, um die Energie zu erhalten, die sie zum Wachsen, Fortbewegen und Fortpflanzen benötigen. Aber was essen diese lebenden Organismen? Pflanzen beziehen ihre Energie von der Sonne, einige Tiere fressen Pflanzen und andere Tiere. Dieses Verhältnis der Fütterung in einem Ökosystem wird als Nahrungskette bezeichnet. Nahrungsketten stellen im Allgemeinen die Reihenfolge dar, wer sich in einer biologischen Gemeinschaft von wem ernährt.

Im Folgenden sind einige der lebenden Organismen aufgeführt, die in die Nahrungskette passen können:

Diagramm der Nahrungskette

Die Nahrungskette ist nicht die gleiche wie. Das trophische Netz ist eine Ansammlung vieler Nahrungsketten und ein komplexes Gebilde.

Energieübertragung

Energie wird entlang von Nahrungsketten von einer Ebene zur anderen übertragen. Ein Teil der Energie wird für Wachstum, Fortpflanzung, Bewegung und andere Bedürfnisse verbraucht und steht nicht für die nächste Ebene zur Verfügung.

Kürzere Nahrungsketten speichern mehr Energie als längere. Die verbrauchte Energie wird von der Umgebung aufgenommen.

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ökologische Gemeinschaften. Arten und räumliche Struktur von Ökosystemen.

Ökosystem - ein biologisches System, das aus einer Gemeinschaft lebender Organismen (Biozönose), ihrem Lebensraum (Biotop), einem System von Verbindungen besteht, die Materie und Energie zwischen ihnen austauschen.
Biozönose ist eine organisierte Gruppe miteinander verbundener Populationen von Pflanzen, Tieren, Pilzen und Mikroorganismen, die unter denselben Umweltbedingungen zusammenleben.
Biosphäre - die von lebenden Organismen bewohnte Hülle der Erde, die unter ihrem Einfluss steht und von den Produkten ihrer Lebenstätigkeit besetzt ist; "Film des Lebens"; globales Ökosystem der Erde.

2. Füllen Sie die Tabelle aus.

Ökologische Gemeinschaften

3. Welche Merkmale liegen der Klassifizierung von Ökosystemen zugrunde?
Bei der Klassifizierung terrestrischer Ökosysteme werden normalerweise Zeichen von Pflanzengemeinschaften (die die Grundlage von Ökosystemen bilden) und klimatische (zonale) Zeichen verwendet. So werden bestimmte Arten von Ökosystemen unterschieden, zum Beispiel Flechtentundra, Moostundra, Nadelwald (Fichte, Kiefer), Laubwald (Birkenwald), Regenwald (tropisch), Steppe, Sträucher (Weidenwald), grasbewachsener Sumpf, Sphagnum-Sumpf. Die Klassifizierung natürlicher Ökosysteme basiert häufig auf den charakteristischen ökologischen Merkmalen von Lebensräumen und hebt Lebensgemeinschaften von Meeresküsten oder -schelfs, Seen oder Teichen, Auen oder Hochlandwiesen, Stein- oder Sandwüsten, Bergwälder, Flussmündungen (Mündungen großer Flüsse), usw.

4. Füllen Sie die Tabelle aus.

Vergleichende Eigenschaften natürlicher und künstlicher Ökosysteme

5. Welche Bedeutung haben Agrobiozönosen im menschlichen Leben?
Agrobiozönosen liefern der Menschheit etwa 90 % der Nahrungsenergie.

6. Führen Sie die wichtigsten Aktivitäten auf, die unternommen wurden, um den Zustand der ökologischen Systeme der Städte zu verbessern.
Landschaftsgestaltung der Stadt: die Schaffung von Parks, Plätzen, Grünflächen, Blumenbeeten, Blumenbeeten, Grünflächen rund um Industrieunternehmen. Einhaltung der Grundsätze der Einheitlichkeit und Kontinuität bei der Platzierung von Grünflächen.

7. Was versteht man unter Gemeinschaftsstruktur?
Dies ist das Verhältnis verschiedener Gruppen von Organismen, die sich in ihrer systematischen Position unterscheiden, in der Rolle, die sie bei den Prozessen des Energie- und Stofftransfers, im Raum, im Nahrungs- oder trophischen Netz oder in einem anderen Zeichen einnehmen wesentlich für das Verständnis der Funktionsmuster natürlicher Ökosysteme.

8. Füllen Sie die Tabelle aus.

Gemeinschaftsstruktur

Nahrungsverbindungen, Stoffkreisläufe und Energieumwandlung in Ökosystemen

1. Definieren Sie die Konzepte.
Nahrungskette - eine Reihe von Arten von Pflanzen, Tieren, Pilzen und Mikroorganismen, die durch Beziehungen miteinander verwandt sind: Nahrung - Verbraucher (eine Abfolge von Organismen, in der ein stufenweiser Stoff- und Energietransfer von der Quelle zum Verbraucher stattfindet).
Ein Nahrungsnetz ist ein Diagramm aller (trophischen) Nahrungsverbindungen zwischen Arten in einer Gemeinschaft.
Trophische Ebene- Dies ist eine Gruppe von Organismen, die je nach Ernährungsweise und Art der Nahrung ein bestimmtes Glied in der Nahrungskette bilden.

2. Wie unterscheiden sich Weideketten von Detritalketten?
In der Weidekette fließt Energie von Pflanzen über Pflanzenfresser zu Fleischfressern. Der Energiefluss, der von toter organischer Materie ausgeht und durch das System der Zersetzer fließt, wird als Detrituskette bezeichnet.

3. Füllen Sie die Tabelle aus.

Trophische Ebenen des Ökosystems

4. Was ist das Wesen des Stoffkreislaufs in einem Ökosystem?
Energie kann nicht in einem Teufelskreis übertragen werden, sie wird verbraucht und verwandelt sich in die Energie chemischer Bindungen und Wärme. Die Substanz kann in geschlossenen Kreisläufen übertragen werden, indem sie wiederholt zwischen lebenden Organismen und der Umwelt zirkuliert.

5. Machen Sie die praktische Arbeit.
1. Erstellung von Schemata für den Stoff- und Energietransfer (Nahrungskette)
Nennen Sie die Organismen, die an den fehlenden Stellen in den folgenden Nahrungsketten sein sollten.

2. Bilden Sie aus der vorgeschlagenen Liste von Organismen Detritus- und Weide-Nahrungsnetze: Gras, Beerenstrauch, Fliege, Meise, Schlange, Hase, Wolf, Fäulnisbakterien, Mücke, Heuschrecke.

6. Was begrenzt die Länge jeder Nahrungskette in einem Ökosystem?
Lebende Organismen, die Vertreter der vorherigen Ebene essen, erhalten die in ihren Zellen und Geweben gespeicherte Energie. Ein erheblicher Teil dieser Energie (bis zu 90%) wird für Bewegung, Atmung, Körpererwärmung usw. aufgewendet. und nur 10% reichern sich in Form von Proteinen (Muskeln), Fetten (Fettgewebe) in seinem Körper an. Somit werden nur 10 % der von der vorherigen Ebene angesammelten Energie auf die nächste Ebene übertragen. Deshalb können Nahrungsketten nicht sehr lang sein.

7. Was versteht man unter ökologischen Pyramiden? Welche Arten unterscheiden sie?
Es ist eine Möglichkeit, das Verhältnis verschiedener trophischer Ebenen in einem Ökosystem grafisch darzustellen. Kann von drei Arten sein:
1) die Zahlenpyramide - spiegelt die Anzahl der Organismen auf jeder trophischen Ebene wider;
2) Biomassepyramide – spiegelt die Biomasse jeder trophischen Ebene wider;
3) Energiepyramide – zeigt die Energiemenge an, die jede Trophieebene während eines bestimmten Zeitraums durchlaufen hat.

8. Kann die ökologische Pyramide auf dem Kopf stehen? Belegen Sie Ihre Antwort mit einem konkreten Beispiel.
Wenn die Reproduktionsrate der Beutepopulation hoch ist, dann kann eine solche Population auch mit einer geringen Biomasse eine ausreichende Nahrungsquelle für Raubtiere mit einer höheren Biomasse, aber einer geringen Reproduktionsrate sein. Aus diesem Grund können die Pyramiden des Überflusses oder der Biomasse umgekehrt sein, d. h. niedrige trophische Ebenen können eine geringere Dichte und Biomasse aufweisen als höhere.
Zum Beispiel:
1) Viele Insekten können auf einem Baum leben und sich ernähren.
2) Eine umgekehrte Biomassepyramide ist charakteristisch für Meeresökosysteme, in denen sich Primärproduzenten (Phytoplanktonalgen) sehr schnell teilen und ihre Verbraucher (Zooplanktonkrebse) viel größer sind, sich aber viel langsamer vermehren. Meereswirbeltiere haben eine noch größere Masse und einen langen Fortpflanzungszyklus.

9. Umweltprobleme lösen.
Aufgabe 1. Berechnen Sie die Planktonmenge (in kg), die ein 350 kg schwerer Delfin benötigt, um im Meer zu wachsen.

Lösung. Der Delphin, der Raubfische frisst, hat nur 10% davon in seinem Körper angesammelt Gesamtgewicht Essen, da wir wissen, dass es 350 kg wiegt, werden wir eine Portion machen.
350kg - 10%,
X - 100 %.
Lassen Sie uns herausfinden, was X gleich ist: X \u003d 3500 kg. ( Raubfisch). Dieses Gewicht beträgt nur 10 % der Masse der Nicht-Raubfische, die sie gefressen haben. Lassen Sie uns die Proportionen noch einmal machen.
3500kg - 10%
X - 100 %
Х=35 000 kg (Masse Nicht-Raubfische)
Wie viel Plankton mussten sie essen, um dieses Gewicht zu erreichen? Machen wir eine Proportion.
35 000 kg - 10 %
X \u003d 100 %
X = 350.000 kg
Antwort: Damit ein 350 kg schwerer Delfin wachsen kann, werden 350.000 kg Plankton benötigt.

Aufgabe 2. Als Ergebnis der Studie stellte sich heraus, dass nach der Vernichtung Raubvögel die Zahl der Wildvögel, die sie zuvor vernichtet haben, wächst zunächst schnell, nimmt dann aber rapide ab. Wie ist dieses Muster zu erklären?

Antwort: Um diese Frage zu beantworten, müssen die folgenden Bestimmungen berücksichtigt werden: Eine „unkontrollierte“ Zunahme der Anzahl von Wildvögeln führt zu einer Erschöpfung des Nahrungsangebots, einer Schwächung der Widerstandskraft von Vogelorganismen gegen Krankheiten und einer schnellen Ausbreitung von Infektionen , Degeneration, verminderte Fruchtbarkeit und Massensterben von Vögeln durch Krankheiten.

Aufgabe 3. Daphnien, die sich von Planktonalgen ernähren, wurden in ein Gefäß gesetzt. Danach ging die Algenzahl zurück, aber die Algenbiomasseproduktion (gemessen an der Zellteilungsrate) nahm zu. Was sind mögliche Erklärungen für dieses Phänomen?

Antwort: Daphnien scheiden durch den Stoffwechsel Stoffe aus, die das Algenwachstum (ihre Nahrungsgrundlage) beschleunigen und dadurch eine Ökobilanz erreichen.

Ursachen von Nachhaltigkeit und Ökosystemveränderung

1. Definieren Sie die Konzepte.
Die Sukzession ist ein natürlicher und beständiger Prozess der Veränderung von Gemeinschaften in einem bestimmten Gebiet, der durch die Interaktion lebender Organismen untereinander und mit ihrer abiotischen Umgebung verursacht wird.
Atem der Gemeinschaft- in der Ökologie entsprechen die Gesamtenergiekosten, d. h. die Gesamtproduktion von Autotrophen in energetischer Hinsicht, genau den Energiekosten, die für die Gewährleistung der lebenswichtigen Aktivität ihrer konstituierenden Organismen aufgewendet werden.

2. Was versteht man unter Gleichgewicht in einer Gemeinschaft und welche Bedeutung hat es für deren Existenz als Ganzes?
Die Biomasse von Organismen in einer idealen Abfolge bleibt konstant, und das System selbst befindet sich im Gleichgewicht. Wenn die "Gesamtatmung" geringer ist als die Bruttoprimärproduktion, kommt es im Ökosystem zu einer Ansammlung organischer Stoffe, wenn mehr - zu einer Abnahme. Beides wird zu Veränderungen in der Gemeinde führen. Bei einem Ressourcenüberschuss wird es immer Arten geben, die damit umgehen können, bei einer Verknappung werden einige Arten aussterben. Solche Veränderungen bilden das Wesen der ökologischen Sukzession. Hauptmerkmal dieses Prozesses liegt darin begründet, dass Veränderungen in Gemeinschaften immer in Richtung eines Gleichgewichtszustandes erfolgen. Jede Sukzessionsphase ist eine Gemeinschaft mit einer Dominanz bestimmter Arten und Lebensformen. Sie ersetzen einander, bis ein stabiler Gleichgewichtszustand eintritt.

3. Füllen Sie die Tabelle aus.

Arten von Nachfolgen

4. Was bestimmt die Dauer der Nachfolge?
Die Dauer der Erbfolge wird maßgeblich durch die Struktur der Gemeinde bestimmt.
Sekundäre Sukzessionen verlaufen viel schneller. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die Primärgemeinschaft eine ausreichende Menge an Nährstoffen und entwickelte Böden hinterlässt, die Bedingungen für ein beschleunigtes Wachstum und die Entwicklung neuer Siedler schaffen.

5. Welche Vorteile hat eine reife Community gegenüber einer jungen Community?
Reife Gemeinschaft mit ihren große Auswahl und eine Fülle von Organismen, eine entwickelte trophische Struktur und mit ausgeglichenen Energieflüssen ist in der Lage, Veränderungen zu widerstehen physische Faktoren(z. B. Temperatur, Feuchtigkeit) und sogar einige Arten von chemischer Verschmutzung in einem viel größeren Ausmaß als die junge Gemeinschaft.

6. Welche Bedeutung hat es, die in der Gemeinschaft stattfindenden Prozesse steuern zu können?
Eine Person kann eine reiche Ernte in Form von reinen Produkten einfahren und die Gemeinschaft in den frühen Stadien der Nachfolge künstlich unterstützen. Andererseits ist die Stabilität einer reifen Gemeinschaft, ihre Fähigkeit, den Auswirkungen physikalischer Faktoren standzuhalten (und sie sogar zu bewältigen), eine sehr wichtige und höchst wünschenswerte Eigenschaft. Gleichzeitig können verschiedene Störungen reifer Ökosysteme zu verschiedenen ökologischen Störungen führen. Die Verwandlung der Biosphäre in einen riesigen Teppich aus Ackerland ist mit großen Gefahren behaftet. Daher ist es notwendig zu lernen, wie man die Prozesse in der Gemeinschaft richtig verwaltet, um eine ökologische Katastrophe zu verhindern.

Neben natürlichen Biogeozänosen und Ökosystemen gibt es künstlich geschaffene Lebensgemeinschaften Wirtschaftstätigkeit Mensch, - Agrarökosysteme (Agrozönose, Agrobiozönose, landwirtschaftliches Ökosystem).

Agrarökosystem(aus dem Griechischen agros - Acker) - eine Lebensgemeinschaft, die von Menschen geschaffen und regelmäßig gepflegt wird, um landwirtschaftliche Produkte zu gewinnen. Umfasst in der Regel die Gesamtheit der auf landwirtschaftlichen Flächen lebenden Organismen.

Agrarökosysteme umfassen Felder, Obstgärten, Gemüsegärten, Weinberge, große Viehanlagen mit angrenzenden künstlichen Weiden. Feature Agrarökosysteme - geringe ökologische Zuverlässigkeit, aber hohe Produktivität einer (mehrerer) Art oder Sorte von Kulturpflanzen oder -tieren. Ihr Hauptunterschied zu natürlichen Ökosystemen ist ihre vereinfachte Struktur und ihre reduzierte Artenzusammensetzung.

Agrarökosysteme unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von natürlichen Ökosystemen.

Die Vielfalt der darin lebenden Organismen wird stark reduziert, um die höchstmögliche Produktion zu erzielen. Auf einem Roggen- oder Weizenfeld sind neben einer Getreidemonokultur nur wenige Unkrautarten zu finden. Auf einer natürlichen Wiese ist die biologische Vielfalt viel höher, aber die biologische Produktivität ist um ein Vielfaches geringer als auf einem gesäten Feld.

Arten von landwirtschaftlichen Pflanzen und Tieren in Agrarökosystemen werden durch die Einwirkung von künstlichen und nicht erhalten natürliche Auslese. Infolgedessen kommt es zu einer starken Verengung der genetischen Basis von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, die äußerst empfindlich auf die Massenvermehrung von Schädlingen und Krankheiten reagieren.

In natürlichen Biozönosen wird die Primärproduktion von Pflanzen in zahlreichen Nahrungsketten verbraucht und in Form von Kohlendioxid, Wasser und mineralischen Nährstoffen wieder in den biologischen Kreislauf zurückgeführt. Agrarökosysteme sind offener, ihnen werden mit Feldfrüchten, tierischen Produkten, aber auch durch Bodenzerstörung Materie und Energie entzogen.

Aufgrund der ständigen Ernte und Unterbrechung der Bodenbildungsprozesse nimmt die Bodenfruchtbarkeit bei langfristigem Anbau von Monokulturen auf Ackerland allmählich ab. Diese Position in der Ökologie heißt das Gesetz der abnehmenden Fruchtbarkeit. Für eine umsichtige und rationelle Landwirtschaft ist es daher notwendig, die Erschöpfung der Bodenressourcen zu berücksichtigen und die Bodenfruchtbarkeit mit Hilfe verbesserter Landtechnik, rationeller Fruchtfolge und anderer Methoden zu erhalten.

Die Veränderung der Vegetationsbedeckung in Agrarökosystemen erfolgt nicht auf natürliche Weise, sondern durch den Willen des Menschen, was sich nicht immer gut in der Qualität der darin enthaltenen abiotischen Faktoren widerspiegelt. Dies gilt insbesondere für die Bodenfruchtbarkeit.

Der Hauptunterschied zwischen einem Agrarökosystem und natürlichen Ökosystemen besteht darin, zusätzliche Energie für ein normales Funktionieren zu gewinnen. Ergänzend bezieht sich auf jede Art von Energie, die Agrarökosystemen zugeführt wird. Das kann die Muskelkraft eines Menschen oder Tieres sein, verschiedene Brennstoffe für den Betrieb landwirtschaftlicher Maschinen, Düngemittel, Pestizide, Pflanzenschutzmittel, Zusatzbeleuchtung etc. Der Begriff „zusätzliche Energie“ umfasst auch neue Haustierrassen und Kulturpflanzensorten, die in das Gefüge von Agrarökosystemen eingebracht werden.

Alle in der landwirtschaftlichen Praxis künstlich angelegten Agrarökosysteme Acker, Streuobstwiesen, Weiden, Gemüsegärten, Gewächshäuser sind vom Menschen besonders geförderte Systeme. Agrarökosysteme nutzen ihre Eigenschaft, saubere Produkte zu produzieren, da alle Konkurrenzeffekte auf Kulturpflanzen durch Unkräuter durch agrotechnische Maßnahmen zurückgedrängt werden und die Bildung von Nahrungsketten durch Schädlinge durch verschiedene Maßnahmen, wie chemische und biologische Bekämpfung, gestoppt wird.

Welche Merkmale eines Ökosystems gelten als nachhaltig? Zunächst einmal handelt es sich um ein komplexes, polydominantes Gebilde, einschließlich der unter gegebenen Bedingungen maximal möglichen Arten- und Populationszahl. Das zweite Zeichen ist die maximale Biomasse. Und das letzte - das relative Gleichgewicht zwischen Energieeinnahmen und -ausgaben. Es besteht kein Zweifel, dass in solchen Ökosystemen das niedrigste Produktivitätsniveau beobachtet wird: Die Biomasse ist groß und die Produktivität niedrig. Dies liegt daran, dass der Hauptteil der Energie, die in das Ökosystem gelangt, für die Aufrechterhaltung von Lebensvorgängen verwendet wird.

Es sollte beachtet werden, dass Agrarökosysteme äußerst instabile Gemeinschaften sind. Sie sind nicht zur Selbstheilung und Selbstregulierung fähig, sie sind der Todesdrohung durch massenhafte Vermehrung von Schädlingen oder Krankheiten ausgesetzt. Um sie zu erhalten, ist ständige menschliche Aktivität erforderlich.

Künstliche Ökosysteme (Agroökosysteme)

Agrarökosysteme stellen eine besondere Art von Ökosystemen dar. Agrarökosysteme(landwirtschaftliche Ökosysteme) werden vom Menschen geschaffen, um hochreine autotrophe Produkte (Pflanzen) zu gewinnen, die sich von natürlichen durch eine Reihe von Merkmalen unterscheiden:

• In ihnen ist die Vielfalt der Organismen stark reduziert.
• Vom Menschen kultivierte Arten werden durch künstliche Selektion in einem Zustand weit entfernt von ihrem ursprünglichen Zustand gehalten und können dem Existenzkampf mit Wildarten ohne die Unterstützung des Menschen nicht standhalten.
• Agrarökosysteme erhalten neben der Sonnenenergie einen zusätzlichen Energiefluss durch die Aktivitäten von Menschen, Tieren und Mechanismen, die die notwendigen Bedingungen für das Wachstum von Kulturarten schaffen. Die Netto-Primärproduktion (Ernte) wird dem Ökosystem entzogen und gelangt nicht in die Nahrungskette.

Die künstliche Regulierung der Schädlingszahlen ist größtenteils eine notwendige Bedingung für die Aufrechterhaltung von Agrarökosystemen. Daher werden in der landwirtschaftlichen Praxis starke Mittel eingesetzt, um die Anzahl unerwünschter Arten zu unterdrücken: Pestizide, Herbizide usw. Die Umweltfolgen dieser Maßnahmen führen jedoch zu einer Reihe unerwünschter Wirkungen zusätzlich zu denen, für die sie angewendet werden.

In Bezug auf die in Agrarökosystemen entstehenden Lebensgemeinschaften verschiebt sich der Schwerpunkt allmählich im Zusammenhang mit der allgemeinen Entwicklung des ökologischen Wissens. Die Idee der Fragmentierung, Fragmentierung coenotischer Verbindungen und der ultimativen Vereinfachung von Agrozenosen wird durch ein Verständnis ihrer komplexen systemischen Organisation ersetzt, bei der eine Person nur einzelne Verbindungen maßgeblich beeinflusst und sich das gesamte System gemäß der natürlichen, natürlichen Entwicklung weiter entwickelt Rechtsvorschriften.

Aus ökologischer Sicht ist es äußerst gefährlich, die natürliche Umgebung eines Menschen zu vereinfachen und die gesamte Landschaft in eine landwirtschaftliche zu verwandeln. Die Hauptstrategie zur Schaffung einer hochproduktiven und nachhaltigen Landschaft sollte darin bestehen, ihre Vielfalt zu erhalten und zu steigern.

Neben der Pflege ertragreicher Felder sollte besonderes Augenmerk auf den Erhalt von Schutzgebieten gelegt werden, die keiner anthropogenen Beeinflussung unterliegen. Reservate mit einer reichen Artenvielfalt sind eine Artenquelle für Gemeinschaften, die sich in aufeinanderfolgenden Serien erholen.

Grüne Revolution

Eine der Manifestationen der wissenschaftlichen und technologischen Revolution in der Landwirtschaft ist die "grüne Revolution". grüne Revolution stellt eine Transformation der Landwirtschaft auf der Grundlage moderner Agrartechnologie und Züchtung dar, dies ist eine Zeit radikaler Veränderungen in der Herangehensweise an den Anbau von Pflanzen und Tieren. Infolge der ersten Periode dieser Revolution stieg der Getreideertrag um das 2-3-fache und die Produktpalette verdoppelte sich.

Die Haupttrends der zweiten Periode der "Grünen Revolution" waren: minimale Auswirkungen auf die Umwelt, Verringerung der Investitionen in anthropogene Energie, Nutzung von biologische Methoden Pflanzenschädlingsbekämpfung. Aktive menschliche Eingriffe in natürliche Ökosysteme und die Schaffung von Agrarökosystemen haben jedoch zu einer Reihe negativer Folgen geführt: Bodendegradation, verringerte Bodenfruchtbarkeit, Verschmutzung der Ökosysteme mit Pestiziden.