Natuurlijke en kunstmatige ecosystemen, hun kenmerken. Ecologisch systeem: concept, essentie, typen en niveaus

Natuurlijke ecosystemen (biogeocenosen) zijn de belangrijkste componenten van de biosfeer. Hun diversiteit en verspreiding in aardoppervlak hebben groot belang voor de mens, omdat hij van hen voedsel ontvangt, stoffen voor behandeling, materialen voor het maken van kleding en het bouwen van woningen, grondstoffen voor industriële productie enz.

Menselijke activiteit, vooral in de vorige eeuw, begon de toestand van natuurlijke ecosystemen en de biosfeer als geheel drastisch te veranderen. Als gevolg hiervan worden duizenden jaren bestaande ecosystemen vernietigd en verdwijnen veel soorten planten en dieren.

De belangrijkste menselijke activiteiten die leiden tot ecosysteemverandering: met aanleg van steden, wegen, dammen , d gewoonte van mineralen, jagen, vissen, verzamelen van waardevolle planten , ontbossing, ploegen van land , verbranding van grote hoeveelheden fossiele brandstoffen, enz.

Gevolgen van menselijk handelen:

1. Het verminderen van het gebied van natuurlijke ecosystemen.

2. Vernietiging van leefgebieden van soorten, uitsterven van sommige soorten, vermindering van de biodiversiteit.

3. Vervuiling van de atmosfeer, oceanen.

4. Klimaatverandering op aarde.

5. De verslechtering van de gezondheid van de wereldbevolking.

6. Vermindering natuurlijke bronnen naarmate hun verbruik toeneemt.

7. Vermindering van bewoonbare gebieden met de groei van de wereldbevolking.

8. Het verminderen van de stabiliteit van de biosfeer.

Manieren om ecosystemen te redden:

1. Toepassing van hulpbronnenbesparende en energiebesparende technologieën (niet-afvaltechnologieën, recycling van grondstoffen).

2. De strijd tegen de vervuiling van de atmosfeer, de hydrosfeer, de bodem (verbetering van de schoonmaak, afvalverwerking, niet-afvaltechnologieën, schone energiebronnen, economische en juridische maatregelen - boetes, strengere aansprakelijkheid, milieumonitoring).

3. Landaanwinning, bodemerosiebestrijding (landherstel na mijnbouw, bouw, vervuiling, enz., organisatie van sanitaire beschermingszones rond steden, industriële ondernemingen)

4. Milieumaatregelen (goedkeuring van wetten, Rode Boeken, creatie van speciaal beschermde natuurgebieden, beperking van de visserij, bestrijding van stropers).

5. Anticonceptie (door het aannemen van controleprogramma's, demografische ontwikkeling, wetten, anticonceptie).

6. Onderwijs van ecologisch bewustzijn bij mensen. (afwijzing van de houding van de consument ten opzichte van de natuur, het bevorderen van een zorgzame houding, een gevoel van verantwoordelijkheid voor toekomstige generaties)

2. Angiospermen zijn de dominante groep planten op aarde. Angiosperm klassen. Vind tussen herbariumspecimens of levende planten angiospermen die behoren tot verschillende klassen. Door welke tekens onderscheidt u ze?

Afdeling Angiospermen omvat planten die bloemen en vruchten vormen. Ze stammen af ​​van gymnospermen. Bloei - de grootste en goed georganiseerde afdeling in het plantenrijk, die 250 duizend soorten verenigt van 350 duizend soorten van alle planten. In vergelijking met gymnospermen hebben angiospermen een aantal voordelen waardoor ze de dominante groep planten op aarde zijn geworden. Het uiterlijk van de bloem zorgde voor een betrouwbaardere bestuiving en het uiterlijk van de vrucht zorgde voor de bescherming van zaden en hun verspreiding. Dubbele bevruchting zorgt voor de ontwikkeling van niet alleen een diploïde embryo, maar ook een triploïde endosperm (voedingsweefsel voor het embryo). Een verscheidenheid aan aanpassingen stelt u in staat om in verschillende omstandigheden te leven.

Karakteristieke kenmerken afdeling:

1) Ze hebben een bloem waarin de eitjes worden beschermd in de eierstok.

2) Ze vormen een vrucht, waarbinnen zich zaden bevinden, en het zaadembryo wordt beschermd door zowel de zaadhuid als de vruchtwand.

3) Dubbele bevruchting, wat resulteert in de vorming van een diploïde embryo en een triploïde endosperm - een voedingsweefsel voor de ontwikkeling van het embryo.

4) Geleidende weefsels (vaten en zeefbuizen met satellietcellen) zijn goed ontwikkeld.

5) Ze hebben een verscheidenheid aan levensvormen (kruiden, bomen, struiken, struiken en bomen) en vormen biocenoses met meerdere niveaus.

6) Hebben verschillende armaturen aan bestuiving, zaadverspreiding, verdamping, voeding, licht, enz.

In de afdeling angiospermen worden twee klassen onderscheiden: tweezaadlobbige en eenzaadlobbige.

Lezing nummer 5. kunstmatige ecosystemen

5.1 Natuurlijke en kunstmatige ecosystemen

In de biosfeer zijn er, naast natuurlijke biogeocenosen en ecosystemen, gemeenschappen die kunstmatig zijn gecreëerd door menselijke economische activiteit - antropogene ecosystemen.

Natuurlijke ecosystemen onderscheiden zich door een aanzienlijke soortenrijkdom, ze bestaan ​​al lang, ze zijn in staat tot zelfregulering, ze hebben een grote stabiliteit en veerkracht. De biomassa en voedingsstoffen die erin worden gecreëerd, blijven en worden gebruikt in de biocenosen, waardoor hun hulpbronnen worden verrijkt.

Kunstmatige ecosystemen - agrocenoses (tarwevelden, aardappelen, moestuinen, boerderijen met aangrenzende weiden, visvijvers, enz.) vormen een klein deel van het landoppervlak, maar leveren ongeveer 90% van de voedselenergie.

Ontwikkeling landbouw sinds de oudheid ging het gepaard met de volledige vernietiging van de vegetatiebedekking over grote gebieden om plaats te maken voor een klein aantal door de mens geselecteerde soorten die het meest geschikt zijn voor voedsel.

Aanvankelijk paste menselijke activiteit in een agrarische samenleving echter in de biochemische cyclus en veranderde de energiestroom in de biosfeer niet. In de moderne landbouwproductie is het gebruik van gesynthetiseerde energie bij de mechanische verwerking van het land, het gebruik van meststoffen en pesticiden enorm toegenomen. Dit verstoort de algehele energiebalans van de biosfeer, wat kan leiden tot onvoorspelbare gevolgen.

Vergelijking van natuurlijke en vereenvoudigde antropogene ecosystemen

(volgens Miller, 1993)

5.2 Kunstmatige ecosystemen

5.2.1 Agro-ecosystemen

Agro-ecosysteem(van het Griekse agros - veld) - een biotische gemeenschap die door de mens is gecreëerd en regelmatig wordt onderhouden om landbouwproducten te verkrijgen. Omvat meestal het geheel van organismen die op landbouwgrond leven.

Agro-ecosystemen omvatten velden, boomgaarden, moestuinen, wijngaarden, grote veecomplexen met aangrenzende kunstmatige weiden.

Kenmerkend voor agro-ecosystemen is een lage ecologische betrouwbaarheid, maar een hoge productiviteit van één (meerdere) soorten of variëteiten van gekweekte planten of dieren. Hun belangrijkste verschil met natuurlijke ecosystemen is hun vereenvoudigde structuur en de samenstelling van uitgeputte soorten.

Agro-ecosystemen verschillen van natuurlijke ecosystemen een aantal kenmerken:

1. De verscheidenheid aan levende organismen daarin wordt sterk verminderd om de hoogst mogelijke productie te verkrijgen.

Op een rogge- of tarweveld komen naast een graanmonocultuur maar weinig onkruidsoorten voor. In een natuurlijke weide is de biologische diversiteit veel groter, maar de biologische productiviteit is vele malen lager dan een ingezaaide akker.

Kunstmatige regulering van het aantal plagen - voor het grootste deel Noodzakelijke voorwaarde het in stand houden van agro-ecosystemen. Daarom worden in de landbouwpraktijk krachtige middelen gebruikt om het aantal ongewenste soorten te onderdrukken: pesticiden, herbiciden, enz. De milieugevolgen van deze handelingen leiden echter, naast die waarvoor ze worden toegepast, tot een aantal ongewenste effecten.

2. Soorten landbouwplanten en dieren in agro-ecosystemen worden verkregen als resultaat van kunstmatige in plaats van natuurlijke selectie, en kunnen de strijd om het bestaan ​​met wilde soorten niet weerstaan ​​zonder menselijke steun.

Als gevolg hiervan is er een sterke vernauwing van de genetische basis van landbouwgewassen, die extreem gevoelig zijn voor de massale reproductie van plagen en ziekten.

3. Agro-ecosystemen zijn opener, materie en energie worden eraan onttrokken met gewassen, dierlijke producten, en ook als gevolg van bodemvernietiging.

Bij natuurlijke biocenoses wordt de primaire productie van planten geconsumeerd in tal van voedselketens en weer teruggebracht naar de biologische kringloop in de vorm van kooldioxide, water en minerale voedingsstoffen.

Door de constante oogst en verstoring van bodemvormingsprocessen, bij langdurige teelt van monocultuur op gecultiveerde gronden, neemt de bodemvruchtbaarheid geleidelijk af. Deze positie in de ecologie heet wet van de afnemende meeropbrengsten .

Voor een verstandige en rationele landbouw is het dus noodzakelijk om rekening te houden met de uitputting van bodembronnen en om de bodemvruchtbaarheid te behouden met behulp van verbeterde landbouwtechnologie, rationele vruchtwisseling en andere methoden.

De verandering van vegetatiebedekking in agro-ecosystemen gebeurt niet van nature, maar door de wil van de mens, wat niet altijd goed tot uiting komt in de kwaliteit van de abiotische factoren die erin zijn opgenomen. Dit geldt met name voor de bodemvruchtbaarheid.

Grootste verschil agro-ecosystemen uit natuurlijke ecosystemen - extra energie krijgen voor normaal bedrijf.

Aanvullend verwijst naar elk type energie dat wordt toegevoegd aan agro-ecosystemen. Het kan de spierkracht van een mens of dier zijn, verschillende soorten brandstof voor de werking van landbouwmachines, meststoffen, pesticiden, pesticiden, extra verlichting, enz. Het concept van "extra energie" omvat ook nieuwe rassen van huisdieren en variëteiten van gecultiveerde planten die in de structuur van agro-ecosystemen worden geïntroduceerd.

Opgemerkt moet worden dat agro-ecosystemen - zeer onstabiele gemeenschappen. Ze zijn niet in staat tot zelfgenezing en zelfregulering, ze zijn onderhevig aan de dreiging van de dood door de massale reproductie van plagen of ziekten.

De reden voor de instabiliteit is dat agrocenoses zijn samengesteld uit één (monocultuur) of minder vaak maximaal 2-3 soorten. Dat is de reden waarom elke ziekte, elke plaag de agrocenose kan vernietigen. Een persoon gaat echter bewust de structuur van agrocenose vereenvoudigen om de maximale opbrengst te verkrijgen. Agrocenoses zijn, in veel grotere mate dan natuurlijke cenoses (bos, weide, weiden), onderhevig aan erosie, uitspoeling, verzilting en invasie van plagen. Zonder menselijke deelname bestaan ​​agrocenoses van graan- en groentegewassen niet langer dan een jaar, bessenplanten - 3-4, fruitgewassen- 20-30 jaar. Dan vallen ze uiteen of sterven ze.

Het voordeel van agrocenoses Vóór natuurlijke ecosystemen is de productie van voedsel noodzakelijk voor de mens en grote kansen om de productiviteit te verhogen. Ze worden echter alleen gerealiseerd met een constante zorg voor de vruchtbaarheid van de aarde, het voorzien van planten van vocht, het beschermen van culturele populaties, variëteiten en rassen van planten en dieren tegen de nadelige effecten van natuurlijke flora en fauna.

Alle agro-ecosystemen van velden, tuinen, weiden, tuinen, kassen die kunstmatig zijn gecreëerd in de landbouwpraktijk zijn door mensen ondersteunde systemen.

Met betrekking tot de gemeenschappen die vorm krijgen in agro-ecosystemen, verschuift geleidelijk het accent in verband met de algemene ontwikkeling van ecologische kennis. Het idee van fragmentatie, fragmentatie van coenotische verbindingen en de ultieme vereenvoudiging van agrocenoses wordt vervangen door een begrip van hun complexe systemische organisatie, waarbij een persoon alleen individuele links significant beïnvloedt, en het hele systeem zich blijft ontwikkelen volgens natuurlijke, natuurlijke wetten.

Vanuit ecologisch oogpunt is het uiterst gevaarlijk om de natuurlijke omgeving van een persoon te vereenvoudigen en het hele landschap in een agrarisch landschap te veranderen. De belangrijkste strategie voor het creëren van een zeer productief en duurzaam landschap moet zijn om de diversiteit ervan te behouden en te vergroten.

Naast het onderhoud van hoogproductieve velden, moet speciale aandacht worden besteed aan het behoud van beschermde gebieden die niet onderhevig zijn aan antropogene effecten. Reservaten met een rijke soortendiversiteit zijn een bron van soorten voor gemeenschappen die zich in opeenvolgende reeksen herstellen.

Vergelijkende kenmerken van natuurlijke ecosystemen en agro-ecosystemen

5.2.2 Industrieel-stedelijke ecosystemen

De situatie is heel anders in ecosystemen, waaronder industrieel-stedelijke systemen - hier vervangt de brandstofenergie volledig zonne-energie. Vergeleken met de energiestroom in natuurlijke ecosystemen is het verbruik hier twee tot drie ordes van grootte hoger.

In verband met het bovenstaande moet worden opgemerkt dat kunstmatige ecosystemen niet kunnen bestaan ​​zonder natuurlijke systemen, terwijl natuurlijke ecosystemen kunnen bestaan ​​zonder antropogene.

stedelijke systemen

Stedelijk systeem (urbosysteem)- "een onstabiel natuurlijk-antropogeen systeem bestaande uit architecturale en constructieve objecten en sterk verstoorde natuurlijke ecosystemen" (Reimers, 1990).

Naarmate de stad zich ontwikkelt, worden haar functionele zones meer en meer gedifferentieerd. industrieel, residentieel, bospark.

industriële zones zijn gebieden waar industriële faciliteiten zijn geconcentreerd verschillende industrieën(metallurgische, chemische, technische, elektronische, enz.). Zij zijn de belangrijkste bronnen van milieuvervuiling.

woonwijken- dit zijn de concentratiegebieden van woongebouwen, administratieve gebouwen, culturele objecten, onderwijs, enz.

Bos - dit is een groen gebied rond de stad, gecultiveerd door de mens, dat wil zeggen aangepast voor massarecreatie, sport en entertainment. De secties zijn ook mogelijk binnen steden, maar meestal hier stadsparken- boomplantages in de stad, die vrij uitgestrekte gebieden bezetten en ook de burgers dienen voor recreatie. In tegenstelling tot natuurlijke bossen en zelfs bosparken zijn stadsparken en soortgelijke kleinere beplantingen in de stad (pleinen, boulevards) geen zelfvoorzienende en zelfregulerende systemen.

De bosparkzone, stadsparken en andere gebieden van het grondgebied die zijn toegewezen en speciaal zijn aangepast voor de recreatie van mensen worden genoemd recreatief zones (gebieden, locaties, enz.).

De verdieping van verstedelijkingsprocessen leidt tot de complexiteit van de stadsinfrastructuur. Een belangrijke plaats begint in te nemen vervoer- en transport faciliteiten(snelwegen, benzinestations, garages, tankstations, spoorwegen met zijn complexe infrastructuur, inclusief metro - metro; vliegvelden met een servicecomplex, enz.). Transportsystemen doorkruisen alle functionele delen van de stad en hebben impact op de gehele stedelijke omgeving (stedelijke omgeving).

menselijke omgeving onder deze omstandigheden is het een combinatie van abiotische en sociale omgevingen die samen en direct invloed hebben op mensen en hun economie. Tegelijkertijd kan het volgens N.F. Reimers (1990) worden onderverdeeld in: natuurlijke omgeving en door de mens getransformeerde natuurlijke omgeving(antropogene landschappen tot aan de kunstmatige omgeving van mensen - gebouwen, asfaltwegen, kunstmatige verlichting, enz., d.w.z. tot kunstmatige omgeving).

Over het algemeen maken de stedelijke omgeving en stedelijke nederzettingen deel uit van: technosfeer, dat wil zeggen, de biosfeer, radicaal getransformeerd door de mens in technische en door de mens gemaakte objecten.

Naast het aardse deel van het landschap, valt ook de lithogene basis, dat wil zeggen het oppervlaktedeel van de lithosfeer, dat gewoonlijk de geologische omgeving wordt genoemd, in de baan van menselijke economische activiteit (E.M. Sergeev, 1979).

geologische omgeving- dit is rotsen, het grondwater, die worden beïnvloed door menselijke economische activiteit (Fig. 10.2).

In stedelijke gebieden, in stedelijke ecosystemen, kan een groep systemen worden onderscheiden, die de complexiteit van de interactie van gebouwen en constructies met de omgeving weerspiegelen, die natuurlijke en technische systemen(Trofimov, Epishin, 1985) (Fig. 10.2). Ze zijn nauw verbonden met antropogene landschappen, met hun geologische structuur en opluchting.

Zo zijn stedelijke systemen de focus van de bevolking, residentiële en industriële gebouwen en constructies. Het bestaan ​​van stedelijke systemen hangt af van de energie van fossiele brandstoffen en kernenergiegrondstoffen, wordt kunstmatig gereguleerd en onderhouden door de mens.

De omgeving van stedelijke systemen, zowel de geografische als de geologische delen ervan, is het sterkst veranderd en is in feite geworden kunstmatig, hier zijn er problemen met het gebruik en hergebruik van natuurlijke hulpbronnen die betrokken zijn bij circulatie, vervuiling en zuivering van het milieu, hier is er een toenemende isolatie van economische en productiecycli van natuurlijk metabolisme (biogeochemische omzet) en de stroom van energie in natuurlijke ecosystemen. En ten slotte is het hier dat de bevolkingsdichtheid en de gebouwde omgeving het hoogst zijn, die niet alleen bedreigend zijn: menselijke gezondheid, maar ook het voortbestaan ​​van de hele mensheid. De menselijke gezondheid is een indicator voor de kwaliteit van deze omgeving.

Alle levende organismen leven niet geïsoleerd van elkaar op aarde, maar vormen gemeenschappen. Alles daarin is met elkaar verbonden, zowel levende organismen als een dergelijke vorming in de natuur wordt een ecosysteem genoemd dat leeft volgens zijn eigen specifieke wetten en specifieke kenmerken en kwaliteiten heeft waarmee we zullen proberen kennis te maken.

Het concept van een ecosysteem

Er is een wetenschap als ecologie, die bestudeert. Maar deze relaties kunnen alleen worden uitgevoerd binnen het kader van een bepaald ecosysteem en treden niet spontaan en chaotisch op, maar volgens bepaalde wetten.

Er zijn verschillende soorten ecosystemen, maar ze zijn allemaal een verzameling levende organismen die met elkaar en met de omgeving in wisselwerking staan ​​door de uitwisseling van stoffen, energie en informatie. Daarom blijft het ecosysteem langdurig stabiel en duurzaam.

Ecosysteemclassificatie

Ondanks grote variëteit ecosystemen, ze zijn allemaal open, zonder dit zou hun bestaan ​​onmogelijk zijn. De soorten ecosystemen zijn verschillend en de classificatie kan ook verschillen. Als we de oorsprong in gedachten houden, dan zijn ecosystemen:

1. natuurlijk of natuurlijk. In hen wordt alle interactie uitgevoerd zonder de directe deelname van een persoon. Ze zijn op hun beurt onderverdeeld in:

• Ecosystemen die volledig afhankelijk zijn van zonne-energie.
• Systemen die energie ontvangen van zowel de zon als andere bronnen.

2. Kunstmatige ecosystemen. Gemaakt door mensenhanden, en kan alleen bestaan ​​met zijn deelname. Ze zijn ook onderverdeeld in:

• Agro-ecosystemen, dat wil zeggen, die geassocieerd met economische activiteit persoon.
• Technoecosystemen verschijnen in verband met de industriële activiteiten van mensen.
• stedelijke ecosystemen.

Een andere classificatie onderscheidt de volgende soorten natuurlijke ecosystemen:

1. Grond:

• Regenwouden.
• Woestijn met grasachtige en struikachtige vegetatie.
• savanne.
• steppen.
• Loofbos.
• Toendra.

2. Zoetwaterecosystemen:

• stilstaande reservoirs
• Stromend water (rivieren, beken).
• moerassen.

3. Mariene ecosystemen:

• Oceaan.
• continentaal plat.
• Visgebieden.
• Riviermondingen, baaien.
• Diep water breukzones.

Ongeacht de classificatie kan men de diversiteit van ecosysteemsoorten zien, die wordt gekenmerkt door zijn reeks levensvormen en numerieke samenstelling.

Onderscheidende kenmerken van een ecosysteem

Het concept van een ecosysteem kan worden toegeschreven aan zowel natuurlijke formaties als kunstmatig door de mens gecreëerd. Als we het hebben over natuurlijk, dan worden ze gekenmerkt door de volgende kenmerken:

• In elk ecosysteem zijn de essentiële elementen levende organismen en abiotische omgevingsfactoren.
• In elk ecosysteem is er een gesloten kringloop van de productie van organische stoffen tot hun afbraak in anorganische componenten.
• De interactie van soorten in ecosystemen zorgt voor stabiliteit en zelfregulering.

Geheel de wereld Het wordt vertegenwoordigd door verschillende ecosystemen, die gebaseerd zijn op levende materie met een bepaalde structuur.

Biotische structuur van een ecosysteem

Zelfs als ecosystemen verschillen in soortendiversiteit, overvloed aan levende organismen, hun levensvormen, is de biotische structuur in elk van hen nog steeds hetzelfde.

Alle soorten ecosystemen bevatten dezelfde componenten; zonder hun aanwezigheid is het functioneren van het systeem eenvoudigweg onmogelijk.

1. Producenten.
2. Consumenten van de tweede orde.
3. Verloopstukken.

De eerste groep organismen omvat alle planten die in staat zijn tot het proces van fotosynthese. Ze produceren organisch materiaal. Deze groep omvat ook chemotrofen, die organische verbindingen vormen. Maar alleen hiervoor gebruiken ze geen zonne-energie, maar de energie van chemische verbindingen.

Consumenten omvatten alle organismen die organisch materiaal van buitenaf nodig hebben om hun lichaam op te bouwen. Dit omvat alle plantenetende organismen, roofdieren en alleseters.

Afbrekers, waaronder bacteriën en schimmels, zetten de overblijfselen van planten en dieren om in anorganische verbindingen die geschikt zijn voor gebruik door levende organismen.

Werking van ecosystemen

Het grootste biologische systeem is de biosfeer, die op zijn beurt weer uit afzonderlijke componenten bestaat. Je kunt de volgende keten maken: soort-populatie-ecosysteem. De kleinste eenheid in een ecosysteem is de soort. In elke biogeocenose kan hun aantal variëren van enkele tientallen tot honderden en duizenden.

Ongeacht het aantal individuen en individuele soorten in een ecosysteem, is er een constante uitwisseling van materie en energie, niet alleen onderling, maar ook met de omgeving.

Als we het hebben over de uitwisseling van energie, dan is het heel goed mogelijk om de wetten van de fysica toe te passen. De eerste wet van de thermodynamica stelt dat energie niet spoorloos verdwijnt. Het verandert alleen van de ene soort naar de andere. Volgens de tweede wet kan de energie in een gesloten systeem alleen maar toenemen.

Als een fysieke wetten toegepast op ecosystemen, kan worden geconcludeerd dat ze hun vitale activiteit ondersteunen vanwege de aanwezigheid van zonne-energie, die organismen niet alleen kunnen opvangen, maar ook kunnen transformeren, gebruiken en vervolgens kunnen geven aan omgeving.

Energie wordt overgedragen van het ene trofische niveau naar het andere; tijdens de overdracht wordt het ene type energie omgezet in het andere. Een deel ervan gaat natuurlijk verloren in de vorm van warmte.

Welke soorten natuurlijke ecosystemen er ook bestaan, dergelijke wetten zijn absoluut in elk van hen werkzaam.

ecosysteem structuur

Als we een ecosysteem beschouwen, dan kunnen we er zeker in zien dat verschillende categorieën, bijvoorbeeld producenten, consumenten en decomposers, altijd worden vertegenwoordigd door een hele reeks soorten. De natuur zorgt ervoor dat als er plotseling iets met een van de soorten gebeurt, het ecosysteem hier niet aan sterft, het kan altijd met succes worden vervangen door een andere. Dit verklaart de stabiliteit van natuurlijke ecosystemen.

Een grote verscheidenheid aan soorten in het ecosysteem, diversiteit zorgt voor de stabiliteit van alle processen die plaatsvinden binnen de gemeenschap.

Bovendien heeft elk systeem zijn eigen wetten, waaraan alle levende organismen gehoorzamen. Op basis hiervan zijn binnen de biogeocenose verschillende structuren te onderscheiden:

Elke structuur is noodzakelijkerwijs aanwezig in elk ecosysteem, maar kan aanzienlijk verschillen. Als we bijvoorbeeld de biogeocenose van de woestijn vergelijken en regenwoud, het verschil is met het blote oog zichtbaar.

kunstmatige ecosystemen

Dergelijke systemen zijn gemaakt door mensenhanden. Ondanks het feit dat in hen, net als in natuurlijke, alle componenten van de biotische structuur noodzakelijkerwijs aanwezig zijn, zijn er nog steeds significante verschillen. Onder hen zijn de volgende:

1. Agrocenoses worden gekenmerkt door een slechte soortensamenstelling. Alleen die planten groeien daar die de mens kweekt. Maar de natuur eist zijn tol, en altijd zie je bijvoorbeeld op een tarweveld korenbloemen, madeliefjes, verschillende geleedpotigen neerstrijken. In sommige systemen hebben zelfs vogels de tijd om een ​​nest op de grond te bouwen en kuikens uit te broeden.
2. Als een persoon niet voor dit ecosysteem zorgt, dan gecultiveerde planten kunnen niet concurreren met hun wilde verwanten.
3. Agrocenoses bestaan ​​ook vanwege de extra energie die een persoon meebrengt, bijvoorbeeld door het toedienen van meststoffen.
4. Omdat de gekweekte biomassa van planten samen met de oogst wordt onttrokken, raakt de bodem uitgeput in voedingsstoffen. Daarom is voor het verdere bestaan ​​opnieuw de tussenkomst van een persoon nodig die moet bemesten om de volgende oogst te laten groeien.

Geconcludeerd kan worden dat kunstmatige ecosystemen niet tot duurzame en zelfregulerende systemen behoren. Als een persoon stopt met voor hen te zorgen, zullen ze het niet overleven. Geleidelijk zullen wilde soorten de gecultiveerde planten verdringen en zal de agrocenose worden vernietigd.

Zo kan thuis eenvoudig een kunstmatig ecosysteem van drie soorten organismen worden gecreëerd. Als je een aquarium zet, er water in giet, een paar takken elodea plaatst en twee vissen zet, hier heb je een kunstmatig systeem klaar. Zelfs zo'n simpele kan niet bestaan ​​zonder menselijke tussenkomst.

De waarde van ecosystemen in de natuur

Wereldwijd zijn alle levende organismen verspreid over ecosystemen, dus hun belang is moeilijk te onderschatten.

1. Alle ecosystemen zijn met elkaar verbonden door de circulatie van stoffen die van het ene systeem naar het andere kunnen migreren.
2. Door de aanwezigheid van ecosystemen in de natuur blijft de biologische diversiteit behouden.
3. Alle hulpbronnen die we uit de natuur halen, worden ons gegeven door ecosystemen: schoon water, lucht,

Elk ecosysteem is heel gemakkelijk te vernietigen, vooral gezien de mogelijkheden van de mens.

Ecosystemen en de mens

Sinds de komst van de mens is zijn invloed op de natuur elk jaar groter geworden. Zich ontwikkelend, stelde de mens zich de koning van de natuur voor, begon planten en dieren zonder aarzeling te vernietigen, natuurlijke ecosystemen te vernietigen en begon daardoor de tak af te snijden waarop hij zelf zit.

Door zich te bemoeien met eeuwenoude ecosystemen en de wetten van het bestaan ​​van organismen te schenden, heeft de mens ertoe geleid dat alle ecologen van de wereld al met één stem roepen dat de wereld is gekomen.De meeste wetenschappers zijn er zeker van dat natuurrampen, die in recente tijden steeds vaker begon voor te komen, zijn het antwoord van de natuur op de ondoordachte bemoeienis van de mens met haar wetten. Het is tijd om te stoppen en te bedenken dat alle soorten ecosystemen eeuwenlang werden gevormd, lang voordat de mens verscheen, en perfect zonder hem bestond. Kan de mensheid leven zonder de natuur? Het antwoord wijst zich vanzelf.

kunstmatig ecosysteem - het is een antropogeen, door de mens gemaakt ecosysteem. Alle basiswetten van de natuur gelden ervoor, maar in tegenstelling tot natuurlijke ecosystemen kan het niet als open worden beschouwd. Het creëren en observeren van kleine kunstmatige ecosystemen maakt het mogelijk uitgebreide informatie te verkrijgen over de mogelijke toestand van het milieu als gevolg van grootschalige menselijke effecten erop. Om landbouwproducten te produceren, creëert een persoon een onstabiel, kunstmatig gecreëerd en regelmatig onderhouden agro-ecosysteem (agrobiocenosis ) - velden, weiden, moestuinen, boomgaarden, wijngaarden, enz.

Verschillen van agrocenoses van natuurlijke biocenoses: onbeduidende soortendiversiteit (agrocenosis bestaat uit een klein aantal soorten met een hoge abundantie); korte toeleveringsketens; onvolledige cyclus van stoffen (onderdeel van voedingsstoffen meegenomen met de oogst); de bron van energie is niet alleen de zon, maar ook menselijke activiteiten (terugwinning, irrigatie, bemesting); kunstmatige selectie (het effect van natuurlijke selectie wordt verzwakt, selectie wordt uitgevoerd door de mens); gebrek aan zelfregulering (regulering wordt uitgevoerd door een persoon), enz. Agrocenoses zijn dus onstabiele systemen en kunnen alleen bestaan ​​​​met de steun van een persoon. In de regel worden agro-ecosystemen gekenmerkt door een hoge productiviteit in vergelijking met natuurlijke ecosystemen.

Stedelijke systemen (stedelijke systemen) -- kunstmatige systemen(ecosystemen) die voortkomen uit de ontwikkeling van steden en die de focus van de bevolking vertegenwoordigen, woongebouwen, industriële, huishoudelijke, culturele voorzieningen, enz.

De volgende gebieden kunnen worden onderscheiden in hun samenstelling: industriegebieden , waar industriële voorzieningen van verschillende sectoren van de economie zijn geconcentreerd en de belangrijkste bronnen van milieuvervuiling zijn; woonwijken (woon- of slaapruimtes) met woongebouwen, administratieve gebouwen, voorwerpen van het dagelijks leven, cultuur, enz.); recreatiegebieden , bedoeld voor recreatie van mensen (bosparken, recreatiecentra, enz.); transportsystemen en faciliteiten , doordringen in het hele stadssysteem (wegen en spoorwegen, metro, benzinestations, garages, vliegvelden, enz.). Het bestaan ​​van stedelijke ecosystemen wordt ondersteund door agro-ecosystemen en de energie van fossiele brandstoffen en de nucleaire industrie.

Een ecosysteem is een verzameling levende organismen die continu materie, informatie en energie uitwisselen met elkaar en de omgeving. Energie wordt gedefinieerd als het vermogen om arbeid te verrichten. De eigenschappen ervan worden beschreven door de wetten van de thermodynamica. De eerste wet van de thermodynamica, of de wet van behoud van energie, stelt dat energie van de ene vorm in de andere kan veranderen, maar niet verdwijnt of opnieuw wordt gecreëerd.

De tweede wet van de thermodynamica zegt: bij elke transformatie van energie gaat een deel ervan verloren in de vorm van warmte, d.w.z. wordt niet meer beschikbaar voor verder gebruik. De maat voor de hoeveelheid energie die niet beschikbaar is voor gebruik, of anders de maat voor de verandering in volgorde die optreedt tijdens de degradatie van energie, is entropie. Hoe hoger de orde van het systeem, hoe lager de entropie.

Spontane processen leiden het systeem naar een toestand van evenwicht met de omgeving, naar de groei van entropie, de productie van positieve energie. Als een niet-levend systeem dat uit balans is met de omgeving geïsoleerd wordt, dan zal alle beweging erin spoedig stoppen, het systeem als geheel zal uitsterven en veranderen in een inerte groep materie die in thermodynamisch evenwicht is met de omgeving, dat wil zeggen, in een toestand met maximale entropie.

Dit is de meest waarschijnlijke toestand voor het systeem en het zal er niet spontaan uit kunnen komen zonder invloeden van buitenaf. Dus, bijvoorbeeld, een roodgloeiende braadpan, die is afgekoeld, warmte heeft afgevoerd, warmt zichzelf niet op; de energie ging niet verloren, het verwarmde de lucht, maar de kwaliteit van de energie veranderde, het kan geen werk meer doen. Dus in niet-levende systemen is hun evenwichtstoestand stabiel.

Levende systemen hebben één fundamenteel verschil met niet-levende systemen: ze verrichten constant werk tegen het in evenwicht brengen met de omgeving. In levende systemen, een stabiele niet-evenwichtstoestand. Het leven is het enige natuurlijke spontane proces op aarde waarbij de entropie afneemt. Dit is mogelijk omdat alle levende systemen openstaan ​​voor energie-uitwisseling.

Er is een enorme hoeveelheid vrije energie van de zon in de omgeving, en het levende systeem zelf bevat componenten die mechanismen hebben om deze energie op te vangen, te concentreren en vervolgens te dissiperen in de omgeving. De dissipatie van energie, dat wil zeggen de toename van entropie, is een proces dat kenmerkend is voor elk systeem, zowel levenloos als levend, en zelfopname en concentratie van energie is het vermogen van alleen een levend systeem. Tegelijkertijd worden orde en organisatie uit de omgeving gehaald, dat wil zeggen de ontwikkeling van negatieve energie - niet-entropie. Dit proces van ordening in het systeem vanuit de chaos van de omgeving wordt zelforganisatie genoemd. Het leidt tot een afname van de entropie van een levend systeem, gaat het evenwicht ervan met de omgeving tegen.

Dus elk levend systeem, inclusief een ecosysteem, handhaaft zijn vitale activiteit, ten eerste vanwege de aanwezigheid van een overmaat aan vrije energie in de omgeving; ten tweede, het vermogen om deze energie op te vangen en te concentreren, en, het te gebruiken, om toestanden met lage entropie in de omgeving te verspreiden.

Ze vangen de energie van de zon op en zetten deze om in potentiële energie van de organische stof van de plant - producenten. Energie ontvangen in de vorm zonnestraling, in het proces van fotosynthese wordt omgezet in de energie van chemische bindingen.

De zonne-energie die de aarde bereikt, wordt als volgt verdeeld: 33% ervan wordt gereflecteerd door wolken en stof van de atmosfeer (dit is de zogenaamde albedo of de reflectiecoëfficiënt van de aarde), 67% wordt geabsorbeerd door de atmosfeer, het aardoppervlak en de oceaan. Van deze hoeveelheid geabsorbeerde energie wordt slechts ongeveer 1% besteed aan fotosynthese, en de rest van de energie, die de atmosfeer, het land en de oceaan verwarmt, wordt opnieuw naar de ruimte uitgestraald in de vorm van thermische (infrarood) straling. Deze 1% energie is genoeg om het te voorzien van alle levende materie van de planeet.

Het proces van energieaccumulatie in het lichaam van fotosynthese wordt geassocieerd met een toename van het lichaamsgewicht. De productiviteit van het ecosysteem is de snelheid waarmee producenten stralingsenergie absorberen tijdens fotosynthese, waardoor de organisch materiaal, die als voedsel kunnen worden gebruikt. De massa aan stoffen die door de fotosynthetische producent wordt gecreëerd, wordt primaire productie genoemd, dit is de biomassa van plantenweefsels. De primaire productie is onderverdeeld in twee niveaus: bruto- en nettoproductie. Bruto primaire productie is totale gewicht bruto organische stof aangemaakt door een plant per tijdseenheid bij een bepaalde snelheid van fotosynthese, inclusief uitgaven aan ademhaling (een deel van de energie die wordt besteed aan vitale processen; dit leidt tot een afname van biomassa).

Dat deel van de bruto-output dat niet wordt besteed aan "ademhaling", wordt netto primaire productie genoemd. Netto primaire productie is een reserve, waarvan een deel als voedsel wordt gebruikt door organismen - heterotrofen (consumenten van de eerste orde). De energie die heterotrofen met voedsel ontvangen (de zogenaamde grote energie) komt overeen met de energiekosten van de totale hoeveelheid gegeten voedsel. De efficiëntie van de vertering van voedsel bereikt echter nooit 100% en is afhankelijk van de samenstelling van het voer, de temperatuur, het seizoen en andere factoren.

Functionele verbindingen in het ecosysteem, d.w.z. de trofische structuur kan grafisch worden weergegeven, in de vorm van ecologische piramides. De basis van de piramide is het niveau van producenten, en de volgende niveaus vormen de verdiepingen en de top van de piramide. Er zijn drie hoofdtypen ecologische piramides.

De piramide van getallen (de piramide van Elton) geeft het aantal organismen op elk niveau weer. Deze piramide weerspiegelt een regelmaat: het aantal individuen dat een reeks banden van producenten tot consumenten vormt, neemt gestaag af.

De biomassapiramide geeft duidelijk de hoeveelheid van alle levende materie aan op een bepaald trofisch niveau. In terrestrische ecosystemen is de biomassapiramideregel van toepassing: de totale massa van planten is groter dan de massa van alle herbivoren en hun massa is groter dan de hele biomassa van roofdieren. Voor de oceaan is de biomassapiramideregel ongeldig - de piramide heeft een omgekeerd beeld. Het oceaanecosysteem wordt gekenmerkt door de accumulatie van biomassa op hoge niveaus, bij roofdieren.

De piramide van energie (productie) geeft het energieverbruik in trofische ketens weer. Regel van de energiepiramide: op elk vorig trofisch niveau is de hoeveelheid biomassa die per tijdseenheid (of energie) wordt gecreëerd groter dan op het volgende.

De natuur is veelzijdig en mooi. We kunnen zeggen dat dit een heel systeem is dat zowel leven als levenloze natuur. Binnenin zijn er veel andere verschillende systemen die qua schaal inferieur zijn. Maar ze zijn niet allemaal volledig door de natuur gecreëerd. In sommige daarvan draagt ​​een persoon bij. De antropogene factor kan radicaal veranderen natuurlijk landschap en zijn richting.

Agro-ecosysteem - als gevolg van antropogene activiteit. Mensen kunnen het land omploegen, bomen planten, maar wat we ook doen, we zijn altijd omringd geweest en zullen omringd worden door de natuur. Dit is een deel van zijn eigenaardigheid. Waarin verschillen agro-ecosystemen van natuurlijke ecosystemen? Dit is het onderzoeken waard.

over het algemeen

In het algemeen is een ecologisch systeem elke combinatie van organische en anorganische componenten waarin stoffen circuleren.

Of het nu natuurlijk of door de mens gemaakt is, het is nog steeds een ecologisch systeem. Maar hoe verschillen agro-ecosystemen van natuurlijke ecosystemen? Over alles in orde.

natuurlijk ecosysteem

Een natuurlijk systeem, of, zoals het ook wel biogeocenose wordt genoemd, is een combinatie van organische en anorganische componenten op een perceel van het aardoppervlak met homogene natuurlijke fenomenen: de atmosfeer, rotsen, hydrologische omstandigheden, bodems, planten, dieren en de wereld van micro-organismen.

Het natuurlijke systeem heeft zijn eigen structuur, die de volgende componenten omvat. Producenten, of, zoals ze ook wel autotrofen worden genoemd, zijn al die planten die organische stof kunnen produceren, dat wil zeggen in staat zijn tot fotosynthese. Consumenten zijn degenen die planten eten. Het is vermeldenswaard dat ze tot de eerste orde behoren. Daarnaast zijn er consumenten en andere bestellingen. En tot slot, een andere groep is de groep van decomposers. Het is gebruikelijk om verschillende soorten bacteriën, schimmels, op te nemen.

De structuur van het natuurlijke ecosysteem

In elk ecosysteem worden voedselketens, voedselwebben en trofische niveaus onderscheiden. De voedselketen is de sequentiële overdracht van energie. Een voedselweb zijn alle ketens die met elkaar verbonden zijn. Trofische niveaus zijn de plaatsen die organismen in voedselketens innemen. Producenten behoren tot het allereerste niveau, consumenten van de eerste orde tot de tweede, consumenten van de tweede orde tot de derde, enzovoort.

Een saprofytische keten, of anderszins schadelijk, begint met dode resten en eindigt met een soort dier. Er is een allesetende voedselketen. Begrazing) begint in ieder geval met fotosynthetische organismen.

Dit gaat allemaal over biogeocenose. Waarin verschillen agro-ecosystemen van natuurlijke ecosystemen?

Agro-ecosysteem

Een agro-ecosysteem is een door de mens gecreëerd ecosysteem. Dit omvat tuinen, bouwland, wijngaarden, parken.

Net als de vorige omvat het agro-ecosysteem de volgende blokken: producenten, consumenten, decomposers. De voormalige omvatten gecultiveerde planten, onkruid, planten van weiden, tuinen en bosgebieden. Consumenten zijn allemaal boerderijdieren en mensen. Het decomposerblok is een complex van bodemorganismen.

Soorten agro-ecosystemen

Het creëren van antropogene landschappen omvat verschillende soorten:

• agrarische landschappen: akkerland, weiden, geïrrigeerde gronden, tuinen en andere;
• bos: bosparken, gordels;
• water: vijvers, stuwmeren, kanalen;
• stedelijk: steden, dorpen;
• industrieel: mijnen, steengroeven.

Er is nog een andere classificatie van agro-ecosystemen.

Soorten agro-ecosystemen

Afhankelijk van het niveau economisch gebruik, systemen zijn onderverdeeld in:

• agrosfeer (wereldwijd ecosysteem),
• agrarisch landschap,
• agro-ecosysteem,
• agrocenose.

Afhankelijk van de energie natuurgebieden deling vindt plaats:

• tropisch;
• subtropisch;
• gematigd;
• arctische soorten.

De eerste wordt gekenmerkt door een hoge toevoer van warmte, continue vegetatie en het overwicht van meerjarige gewassen. De tweede - twee perioden van vegetatie, namelijk zomer en winter. Het derde type heeft slechts één groeiseizoen en een lange rustperiode. Wat betreft het vierde type, hier is de teelt van gewassen erg moeilijk vanwege lage temperaturen, evenals koude periodes gedurende lange tijd.

Verscheidenheid aan functies

Alle gekweekte planten moeten bepaalde eigenschappen hebben. Ten eerste hoge ecologische plasticiteit, dat wil zeggen het vermogen om gewassen te produceren in een breed scala van schommelingen in klimatologische omstandigheden.

Ten tweede, de heterogeniteit van populaties, dat wil zeggen dat er in elk van hen planten moeten zijn die verschillen in kenmerken als bloeitijd, droogteresistentie en vorstbestendigheid.

Ten derde, vroegrijpheid - het vermogen om snelle ontwikkeling die de ontwikkeling van onkruid zal overtreffen.

Ten vierde, weerstand tegen schimmels en andere ziekten.

Ten vijfde, weerstand tegen schadelijke insecten.

Vergelijkende en agro-ecosystemen

Bovendien zijn deze ecosystemen, zoals hierboven vermeld, zeer verschillend in een aantal andere kenmerken. In tegenstelling tot natuurlijk, is in het agro-ecosysteem de belangrijkste consument de persoon zelf. Hij is het die probeert de ontvangst van primaire productie (gewas) en secundaire (vee) te maximaliseren. De tweede consument zijn landbouwhuisdieren.

Het tweede verschil is dat het agro-ecosysteem wordt gevormd en gereguleerd door de mens. Veel mensen vragen zich af waarom een ​​agro-ecosysteem minder veerkrachtig is dan een ecosysteem. Het punt is dat ze een zwak uitgedrukt vermogen tot zelfregulering en zelfvernieuwing hebben. Zonder menselijke tussenkomst bestaan ​​ze slechts voor een korte tijd.

Het volgende verschil is selectie. De stabiliteit van het natuurlijke ecosysteem wordt verzekerd door natuurlijke selectie. In het agro-ecosysteem is het kunstmatig, geleverd door de mens en gericht op het verkrijgen van een maximaal mogelijke productie. De energie die het landbouwsysteem ontvangt, omvat de zon en alles wat een persoon geeft: irrigatie, meststoffen, enzovoort.

Natuurlijke biogeocenose voedt zich alleen met natuurlijke energie. Door de mens gekweekte planten omvatten in de regel meerdere soorten, terwijl het natuurlijke ecosysteem zeer divers is.

Een andere voedingsbalans is een ander verschil. De producten van planten in een natuurlijk ecosysteem worden in veel voedselketens gebruikt, maar komen toch terug in het systeem. Het blijkt de circulatie van stoffen.

Waarin verschillen agro-ecosystemen van natuurlijke ecosystemen?

Natuurlijke en agro-ecosystemen verschillen in veel opzichten van elkaar: planten, consumptie, vitaliteit, resistentie tegen ziekten en plagen, soortendiversiteit, soort selectie en vele andere eigenschappen.

Een door mensen gemaakt ecosysteem heeft zowel voor- als nadelen. Het natuurlijke systeem kan op zijn beurt geen nadelen hebben. Alles is er mooi en harmonieus in.

Bij het creëren van kunstmatige systemen moet een persoon de natuur zorgvuldig behandelen om deze harmonie niet te verstoren.