Sammenligning av naturlige og kunstige økosystemer. Typer og eksempel på økosystem

Sammenligning av naturlige og forenklede menneskeskapte økosystemer (etter Miller, 1993)

Hovedmålet med de opprettede landbrukssystemene er rasjonell bruk av disse biologiske ressurser, som er direkte involvert i menneskelig aktivitet - kilder til matvarer, teknologiske råvarer, medisiner.

Agrokosystemer er skapt av mennesker for å oppnå høye utbytter - ren produksjon av autotrofer.

Ved å oppsummere alt som allerede er sagt om agroøkosystemer, understreker vi følgende hovedforskjeller fra naturlige (tabell 2).

1. I agroøkosystemer er mangfoldet av arter kraftig redusert:

§ en reduksjon i arten av kultiverte planter reduserer også det synlige mangfoldet av dyrepopulasjonen i biocenosen;

§ artsmangfoldet til dyr avlet av mennesker er ubetydelig sammenlignet med naturen;

§ dyrkede beitemarker (med gressvekster) ligner i artsmangfold på jordbruksmark.

2. Plante- og dyrearter dyrket av mennesker «utvikler seg» på grunn av kunstig seleksjon og er lite konkurransedyktige i kampen mot ville arter uten menneskelig støtte.

3. Agrokosystemer mottar tilleggsenergi subsidiert av mennesker, i tillegg til solenergi.

4. Rene produkter (høst) fjernes fra økosystemet og kommer ikke inn i næringskjeden til biocenosen, men dens delvise bruk av skadedyr, tap under høsting, som også kan gå inn i naturlige trofiske kjeder. De undertrykkes av mennesker på alle mulige måter.

5. Økosystemer av åkre, hager, beitemarker, grønnsakshager og andre agrocenoses er forenklede systemer som støttes av mennesker i de tidlige stadier av suksesjon, og de er like ustabile og ute av stand til selvregulering som naturlige pionersamfunn, og kan derfor ikke eksistere uten menneskelig støtte.

Tabell 2

Sammenlignende egenskaper naturlige økosystemer og agroøkosystemer.

Kunstig økosystem - det er et menneskeskapt, menneskeskapt økosystem. Alle de grunnleggende naturlovene er gyldige for det, men i motsetning til naturlige økosystemer kan det ikke betraktes som åpent. Opprettelsen og observasjonen av små kunstige økosystemer lar oss få omfattende informasjon om den mulige tilstanden miljø, på grunn av store menneskelige påvirkninger på den. For å produsere landbruksprodukter skaper mennesker et ustabilt, kunstig skapt og regelmessig vedlikeholdt agroøkosystem (agrobiocenosis ) - åkre, beitemarker, grønnsakshager, frukthager, vingårder, etc.

Forskjeller mellom agrocenoser og naturlige biocenoser: ubetydelig artsmangfold (agrocenosen består av et lite antall arter med høy overflod); korte strømkretser; ufullstendig syklus av stoffer (del næringsstoffer utført med innhøstingen); energikilden er ikke bare solen, men også menneskelig aktivitet (landgjenvinning, vanning, bruk av gjødsel); kunstig utvalg (handling naturlig utvalg svekket, seleksjon utføres av mennesket); mangel på selvregulering (regulering utføres av mennesker) osv. Agrocenoser er altså ustabile systemer og kan bare eksistere med menneskelig støtte. Som regel er agroøkosystemer preget av høy produktivitet sammenlignet med naturlige økosystemer.

Bysystemer (bysystemer) -- kunstige systemer (økosystemer) som oppstår som følge av byutvikling og representerer en konsentrasjon av befolkning, boligbygg, industri, husholdning, kulturgjenstander mv.

De inkluderer følgende territorier: industrisoner , hvor industrianlegg er konsentrert ulike bransjer gårder og være de viktigste kildene til miljøforurensning; boligområder (bolig- eller soveområder) med boligbygg, administrative bygninger, gjenstander fra hverdagen, kultur, etc.); rekreasjonsområder , beregnet på folks rekreasjon (skogparker, rekreasjonssentre, etc.); transportsystemer og strukturer , gjennomsyre alt bysystem(bil og jernbaner, T-bane, bensinstasjoner, garasjer, flyplasser, etc.). Eksistensen av urbane økosystemer støttes av agroøkosystemer og energien til fossilt brensel og atomindustrien.

Et økosystem er en samling av levende organismer som kontinuerlig utveksler materie, informasjon og energi med hverandre og miljøet. Energi er definert som evnen til å produsere arbeid. Dens egenskaper er beskrevet av termodynamikkens lover. Termodynamikkens første lov, eller loven om bevaring av energi, sier at energi kan endres fra en form til en annen, men den blir ikke ødelagt eller skapt på nytt.

Termodynamikkens andre lov sier: under enhver transformasjon av energi går en del av den tapt i form av varme, dvs. blir utilgjengelig for videre bruk. Målet på mengden energi som ikke er tilgjengelig for bruk, eller på annen måte målet for endringen i rekkefølgen som skjer under nedbrytningen av energi, er entropi. Jo høyere rekkefølge systemet har, jo lavere er entropien.

Spontane prosesser fører systemet til en tilstand av likevekt med miljøet, til en økning i entropi, produksjon positiv energi. Hvis et livløst system, ubalansert med miljøet, er isolert, vil all bevegelse i det snart opphøre, systemet som helhet vil forsvinne og bli til en inert gruppe av materie som er i termodynamisk likevekt med miljøet, det vil si, i en tilstand med maksimal entropi.

Dette er den mest sannsynlige tilstanden for systemet, og det vil ikke være i stand til å komme seg ut av det spontant uten ytre påvirkninger. Så for eksempel, en varm stekepanne, etter å ha avkjølt seg, etter å ha spredd varmen, vil ikke varme opp seg selv; energien gikk ikke tapt, den varmet opp luften, men kvaliteten på energien endret seg, den kan ikke lenger utføre arbeid. Således, i ikke-levende systemer er deres likevektstilstand stabil.

Levende systemer har en grunnleggende forskjell fra ikke-levende systemer - de presterer fast jobb mot å balansere med miljøet. I levende systemer er en ikke-likevektstilstand stabil. Livet er den eneste naturlige spontane prosessen på jorden der entropien avtar. Dette er mulig fordi alle levende systemer er åpne for utveksling av energi.

Det er en enorm mengde fri energi fra Solen i miljøet, og innenfor selve det levende systemet er det komponenter som har mekanismer for å fange opp, konsentrere og deretter spre denne energien i miljøet. Energispredning, det vil si en økning i entropi, er en prosess som er karakteristisk for ethvert system, både livløst og levende, og uavhengig fangst og konsentrasjon av energi er evnen til bare et levende system. I dette tilfellet hentes orden og organisasjon fra miljøet, det vil si at negativ energi genereres - neentropi. Denne prosessen med dannelse av orden i et system fra omgivelsenes kaos kalles selvorganisering. Det fører til en reduksjon i entropien til et levende system og motvirker dets likevekt med miljøet.

Dermed opprettholder ethvert levende system, inkludert et økosystem, sin vitale aktivitet på grunn av for det første tilstedeværelsen av overflødig fri energi i miljøet; for det andre evnen til å fange og konsentrere denne energien, og når den brukes, spre tilstander med lav entropi ut i miljøet.

Fang solenergien og konverter den til potensiell energi organisk materiale planter er produsenter. Energi mottatt i form solstråling, i prosessen med fotosyntese omdannes til energien til kjemiske bindinger.

Solens energi som når jorden fordeler seg som følger: 33 % av den reflekteres av skyer og støv i atmosfæren (dette er den såkalte albedo eller reflektiviteten til jorden), 67 % absorberes av atmosfæren, overflaten av jorden og havet. Av denne mengden absorbert energi brukes bare rundt 1 % på fotosyntese, og all den gjenværende energien, som varmer opp atmosfæren, land og hav, blir re-utstrålet ut i verdensrommet i form av termisk (infrarød) stråling. Denne 1% av energien er nok til å gi alt levende på planeten.

Prosessen med energiakkumulering i kroppen av fotosyntetikk er assosiert med en økning i kroppsvekt. Økosystemproduktivitet er hastigheten hvormed produsenter absorberer strålingsenergi gjennom prosessen med fotosyntese, og produserer organisk materiale som kan brukes som mat. Massen av stoffer skapt av fotosynteseprodusenten er utpekt som primærproduksjon dette er biomassen til plantevev. Primærproduksjonen er delt inn i to nivåer - brutto- og nettoproduksjon. Brutto primærproduksjon er den totale massen av brutto organisk materiale skapt av en plante per tidsenhet ved en gitt fotosyntesehastighet, inkludert utgifter til respirasjon (en del av energien som brukes på vitale prosesser; dette fører til en reduksjon i biomasse).

Den delen av bruttoproduksjonen som ikke brukes på å puste kalles netto primærproduksjon. Netto primærproduksjon er en reserve, hvorav en del brukes som mat av organismer - heterotrofer (forbrukere av første orden). Energien som heterotrofer mottar med mat (den såkalte høyenergien) tilsvarer energikostnaden for den totale mengden mat som spises. Effektiviteten av matabsorpsjon når imidlertid aldri 100 % og avhenger av sammensetningen av fôret, temperatur, sesong og andre faktorer.

Funksjonelle sammenhenger i økosystemet, d.v.s. dens trofiske struktur kan avbildes grafisk i form av økologiske pyramider. Basen til pyramiden er produsentnivået, og påfølgende nivåer danner gulvene og toppen av pyramiden. Det er tre hovedtyper av økologiske pyramider.

Tallpyramiden (Eltons pyramide) gjenspeiler antall organismer på hvert nivå. Denne pyramiden gjenspeiler et mønster - antallet individer som utgjør en sekvensiell serie av koblinger fra produsenter til forbrukere, synker stadig.

Biomassepyramiden indikerer tydelig mengden av alt levende materiale på et gitt trofisk nivå. I terrestriske økosystemer gjelder regelen for biomassepyramiden: den totale massen av planter overstiger massen til alle planteetere, og massen deres overstiger hele biomassen til rovdyr. For havet er regelen for biomassepyramiden ugyldig - pyramiden ser opp ned. Havets økosystem er preget av akkumulering av biomasse på høye nivåer blant rovdyr.

Pyramiden av energi (produkter) reflekterer energiforbruket i trofiske kjeder. Energipyramideregel: på hvert tidligere trofiske nivå er mengden biomasse skapt per tidsenhet (eller energi) større enn ved neste.

Alle levende organismer lever på jorden ikke isolert fra hverandre, men danner samfunn. Alt i dem henger sammen, både levende organismer og En slik formasjon i naturen kalles et økosystem, som lever etter sine egne spesifikke lover og har spesifikke egenskaper og kvaliteter som vi skal prøve å bli kjent med.

Økosystemkonsept

Det er en slik vitenskap som økologi, som studerer Men disse forholdene kan bare utføres innenfor et visst økosystem og oppstår ikke spontant og kaotisk, men i henhold til visse lover.

Det finnes ulike typer økosystemer, men de er alle en samling levende organismer som interagerer med hverandre og med miljøet gjennom utveksling av stoffer, energi og informasjon. Det er grunnen til at økosystemet forblir stabilt og bærekraftig over lang tid.

Økosystemklassifisering

Til tross for stor variasjonøkosystemer, de er alle åpne, uten dette ville deres eksistens vært umulig. Typene økosystemer er forskjellige, og klassifiseringen kan være forskjellig. Hvis vi husker opprinnelsen, er økosystemene:

1. Naturlig eller naturlig. I dem utføres all interaksjon uten direkte menneskelig medvirkning. De er igjen delt inn i:

• Økosystemer som er helt avhengige av solenergi.
• Systemer som mottar energi fra både sola og andre kilder.

2. Kunstige økosystemer. De er skapt av menneskehender, og kan bare eksistere med hans deltakelse. De er også delt inn i:

• Agrokosystemer, det vil si de som er assosiert med menneskelig økonomiske aktiviteter.
• Teknoøkosystemer dukker opp i forbindelse med industrielle aktiviteter til mennesker.
• Urbane økosystemer.

En annen klassifisering identifiserer følgende typer naturlige økosystemer:

1. Bakke:

• Tropiske skoger.
• Ørken med gress- og buskete vegetasjon.
• Savannah.
• Stepper.
• Løvskog.
• Tundra.

2. Ferskvannsøkosystemer:

• Stillestående vannmasser
• Rennende vann (elver, bekker).
• Sumper.

3. Marine økosystemer:

• Hav.
• Kontinentalsokkel.
• Fiskeområder.
• Elvemunninger, bukter.
• Dyphavsriftsoner.

Uavhengig av klassifiseringen kan man se mangfoldet av økosystemarter, som er preget av sitt eget sett av livsformer og numerisk sammensetning.

Særtrekk ved et økosystem

Begrepet økosystem kan tilskrives både naturlige formasjoner og kunstig skapte. Hvis vi snakker om naturlige, er de preget av følgende tegn:

• I ethvert økosystem er de nødvendige elementene levende organismer og abiotiske miljøfaktorer.
• I ethvert økosystem er det en lukket syklus fra produksjon av organiske stoffer til deres nedbrytning til uorganiske komponenter.
• Samspillet mellom arter i økosystemer sikrer stabilitet og selvregulering.

Alle verden rundt oss representert av ulike økosystemer, som er basert på levende materie med en viss struktur.

Biotisk struktur av et økosystem

Selv om økosystemene er forskjellige i artsmangfold, overflod av levende organismer og deres livsformer, er den biotiske strukturen i noen av dem fortsatt den samme.

Enhver type økosystem inkluderer de samme komponentene uten deres tilstedeværelse, systemets funksjon er ganske enkelt umulig.

1. Produsenter.
2. Andre-ordens forbrukere.
3. Nedbrytere.

Den første gruppen av organismer inkluderer alle planter som er i stand til fotosyntese. De produserer organiske stoffer. Denne gruppen inkluderer også kjemotrofer, som dannes organiske forbindelser. Men til dette formålet bruker de ikke solenergi, men energien til kjemiske forbindelser.

Forbrukere inkluderer alle organismer som krever tilførsel av organiske stoffer fra utsiden for å bygge kroppen sin. Dette inkluderer alle planteetende organismer, rovdyr og altetende.

Reduksjonsmidler, som inkluderer bakterier og sopp, forvandler restene av planter og dyr til uorganiske forbindelser egnet for bruk av levende organismer.

Økosystemet fungerer

Det største biologiske systemet er biosfæren, den består på sin side av individuelle komponenter. Du kan lage følgende kjede: arts-populasjon - økosystem. Den minste enheten som inngår i økosystemer er en art. I hver biogeocenose kan antallet variere fra flere titalls til hundrevis og tusenvis.

Uavhengig av antall individer og individuelle arter i ethvert økosystem, er det en konstant utveksling av materie og energi ikke bare seg imellom, men også med miljøet.

Hvis vi snakker om utveksling av energi, så kan fysikkens lover brukes her. Termodynamikkens første lov sier at energi ikke forsvinner sporløst. Det endrer seg bare fra en type til en annen. I henhold til den andre loven, i lukket system energi kan bare øke.

Hvis fysiske lover brukt på økosystemer, kan vi komme til den konklusjon at de støtter deres vitale funksjoner takket være tilstedeværelsen av solenergi, som organismer er i stand til ikke bare å fange, men også å transformere, bruke og deretter slippe ut i miljøet.

Energi overføres fra et trofisk nivå til et annet under overføringen, en type energi omdannes til en annen. Noe av det går selvfølgelig tapt i form av varme.

Uansett hvilke typer naturlige økosystemer som eksisterer, gjelder slike lover i absolutt alle.

Økosystemstruktur

Hvis du vurderer et hvilket som helst økosystem, vil du definitivt se at ulike kategorier, som produsenter, forbrukere og nedbrytere, alltid er representert av et helt sett med arter. Naturen sørger for at hvis noe plutselig skjer med en av artene, vil ikke økosystemet dø av dette, det kan alltid erstattes med en annen. Dette forklarer stabiliteten til naturlige økosystemer.

Et stort mangfold av arter i et økosystem, mangfold sikrer stabiliteten til alle prosesser som skjer i samfunnet.

I tillegg har ethvert system sine egne lover, som alle levende organismer adlyder. Basert på dette kan vi skille flere strukturer innenfor biogeocenosen:

Enhver struktur er nødvendigvis til stede i ethvert økosystem, men det kan variere betydelig. Hvis vi for eksempel sammenligner ørkenens biogeocenose og tropisk skog, er forskjellen synlig for det blotte øye.

Kunstige økosystemer

Slike systemer er skapt av menneskehender. Til tross for at de, som naturlige, nødvendigvis inneholder alle komponentene i den biotiske strukturen, er det fortsatt betydelige forskjeller. Blant dem er følgende:

1. Agrocenoser er preget av dårlig artssammensetning. Bare de plantene som mennesker vokser vokser der. Men naturen krever sitt, og du kan for eksempel alltid se kornblomster, tusenfryd og ulike leddyr i en hveteåker. I noen systemer klarer til og med fugler å bygge et reir på bakken og oppdra ungene sine.
2. Hvis en person ikke tar vare på dette økosystemet, da kulturplanter vil ikke tåle konkurranse med sine ville slektninger.
3. Agrocenoser eksisterer også på grunn av den ekstra energien som mennesker tilfører, for eksempel ved å bruke gjødsel.
4. Siden den dyrkede plantebiomassen fjernes sammen med innhøstingen, er jorda utarmet for næringsstoffer. Derfor, for videre eksistens, er menneskelig inngripen igjen nødvendig, hvem må bruke gjødsel for å dyrke neste avling.

Det kan konkluderes med at kunstige økosystemer ikke tilhører bærekraftige og selvregulerende systemer. Hvis en person slutter å bry seg om dem, vil de ikke overleve. Gradvis vil ville arter fortrenge kulturplanter, og agrocenosen vil bli ødelagt.

For eksempel kan et kunstig økosystem av tre arter av organismer enkelt lages hjemme. Hvis du setter opp et akvarium, hell vann i det, legg noen kvister med elodea og ha i to fisker, her har du kunstig system ferdig. Selv noe så enkelt som dette kan ikke eksistere uten menneskelig innblanding.

Betydningen av økosystemer i naturen

Når vi snakker globalt, er alle levende organismer fordelt på tvers av økosystemer, så deres betydning er vanskelig å undervurdere.

1. Alle økosystemer er sammenkoblet av syklusen av stoffer som kan migrere fra et system til et annet.
2. Takket være tilstedeværelsen av økosystemer bevares biologisk mangfold i naturen.
3. Alle ressursene vi henter fra naturen er gitt til oss av økosystemer: rent vann, luft,

Det er veldig lett å ødelegge ethvert økosystem, spesielt med tanke på menneskelige evner.

Økosystemer og mennesker

Siden menneskets fremkomst har hans innflytelse på naturen økt hvert år. Utviklingen, forestilte mennesket seg å være naturens konge, og begynte uten å nøle å ødelegge planter og dyr, ødelegge naturlige økosystemer, og derved begynte å hugge ned grenen som han selv sitter på.

Ved å blande seg inn i flere hundre år gamle økosystemer og bryte organismenes eksistenslover, har mennesket ført til at alle verdens økologer roper med én stemme at verden har kommet de fleste forskere naturkatastrofer, som i i det siste begynte å forekomme oftere og oftere, er naturens respons på tankeløs menneskelig inngripen i dens lover. Det er på tide å stoppe opp og tenke at alle typer økosystemer ble dannet over århundrer, lenge før menneskets fremkomst, og eksisterte utmerket uten ham. Men kan menneskeheten leve uten naturen? Svaret tyder på seg selv.

Steppe, løvskog, sump, akvarium, hav, felt - ethvert element fra denne listen kan betraktes som et eksempel på et økosystem. I vår artikkel vil vi avsløre essensen av dette konseptet og vurdere dets komponenter.

Økologiske samfunn

Økologi er en vitenskap som studerer alle fasetter av forholdet mellom levende organismer i naturen. Derfor er emnet for studien ikke individet og betingelsene for dets eksistens. Økologi undersøker arten, resultatet og produktiviteten til deres interaksjon. Dermed bestemmer totaliteten av populasjoner funksjonstrekkene til biocenosen, som inkluderer en hel serie biologiske arter.

Men under naturlige forhold samhandler populasjoner ikke bare med hverandre, men også med en rekke miljøforhold. Et slikt økologisk samfunn kalles et økosystem. Begrepet biogeocenose brukes også for å betegne dette konseptet. Både et miniatyrakvarium og den enorme taigaen er et eksempel på et økosystem.

Økosystem: definisjon av konseptet

Som du kan se, er økosystem et ganske vidt begrep. MED vitenskapelig poeng Fra et perspektiv er dette fellesskapet en kombinasjon av elementer av levende natur og det abiotiske miljøet. Tenk på noe som steppen. Dette er et åpent gressområde med planter og dyr som har tilpasset seg forholdene med kalde, lite snøvintre og varme, tørre somre. I løpet av tilpasningen til livet på steppen utviklet de en rekke tilpasningsmekanismer.

Dermed lager mange gnagere underjordiske passasjer der de lagrer kornreserver. Noen steppeplanter Det er en slik modifikasjon av skuddet som en løk. Det er typisk for tulipaner, krokus og snøklokker. I løpet av to uker, mens det er nok fuktighet om våren, har skuddene deres tid til å vokse og blomstre. Og de overlever den ugunstige perioden under jorden, og lever av tidligere lagrede næringsstoffer og vann fra den kjøttfulle pæren.

Kornplanter har en annen underjordisk modifikasjon av skuddet - rhizomet. Dens langstrakte internoder lagrer også stoffer. Eksempler på steppekorn er bromgress, blågress, hanefot, svingel og bentgras. En annen funksjon er de smale bladene, som forhindrer overflødig fordampning.

Økosystemklassifisering

Som kjent er grensen til et økosystem bestemt av en fytocenose - et plantesamfunn. Denne funksjonen brukes også til å klassifisere disse fellesskapene. Ja, det er skogen naturlig økosystem, eksempler på disse er svært forskjellige: eik, osp, tropisk, bjørk, gran, lind, agnbøk.

En annen klassifisering er basert på sone- eller klimatiske egenskaper. Et slikt eksempel på et økosystem er et sokkel- eller havkystsamfunn, steinete eller sandete ørkener, flomsletten eller subalpine enger. En samling av lignende samfunn ulike typer utgjør det globale skallet på planeten vår - biosfæren.

Naturlig økosystem: eksempler

Det er også naturlige og kunstige biogeocenoser. Fellesskap av den første typen fungerer uten menneskelig innblanding. Et naturlig levende økosystem, som det er ganske mange eksempler på, har en syklisk struktur. Dette betyr at planter returneres til systemet for sirkulasjon av materie og energi. Og dette til tross for at det nødvendigvis går gjennom en rekke næringskjeder.

Agrobiocenoser

Bruker naturressurser, har mennesket skapt en rekke kunstige økosystemer. Eksempler på slike samfunn er agrobiocenoser. Disse inkluderer åkre, grønnsakshager, frukthager, beitemarker, drivhus og skogplantasjer. Agrocenoser lages for å skaffe landbruksprodukter. De inneholder de samme elementene i næringskjedene som det naturlige økosystemet.

Produsenter i agrocenoses er både kultur- og ugressplanter. Gnagere, rovdyr, insekter, fugler er forbrukere eller forbrukere av organisk materiale. Bakterier og sopp representerer en gruppe nedbrytere. Et særtrekk ved agrobiocenoser er den obligatoriske deltakelsen av mennesker, som er et nødvendig ledd i den trofiske kjeden og skaper forhold for produktiviteten til det kunstige økosystemet.

Sammenligning av naturlige og kunstige økosystemer

Kunstige, som vi allerede har undersøkt, har en rekke ulemper sammenlignet med naturlige. Sistnevnte utmerker seg ved sin stabilitet og evne til selvregulering. Men agrobiocenoser uten menneskelig medvirkning i lang tid kan ikke eksistere. Altså, eller en grønnsakshage med grønnsaksavlinger produserer ikke selvstendig mer enn ett år, flerårig urteaktige planter- ca tre. Rekordholderen i denne forbindelse er hagen, fruktavlinger som er i stand til å utvikle seg selv til fylte 20 år.

Naturlige økosystemer mottar kun solenergi. Mennesker introduserer ytterligere kilder til det i agrobiocenoser i form av jorddyrking, gjødsel, lufting og ugress- og skadedyrkontroll. Det er imidlertid mange tilfeller der økonomisk aktivitet mennesker førte også til uheldige konsekvenser: salinisering og vannlogging av jord, ørkenspredning av territorier og forurensning av naturlige miljøer.

Urbane økosystemer

På moderne scene Menneskelig utvikling har allerede gjort betydelige endringer i biosfærens sammensetning og struktur. Derfor skilles det ut et eget skall, direkte skapt av menneskelig aktivitet. Det kalles noosfæren. Nylig har et slikt konsept som urbanisering blitt mye utviklet - den økende rollen til byer i menneskelivet. Mer enn halvparten av befolkningen på planeten vår bor allerede i dem.

Det urbane økosystemet har sitt eget særegne trekk. Forholdet mellom elementer i dem er forstyrret siden reguleringen av alle prosesser knyttet til transformasjon av stoffer og energi utføres utelukkende av mennesker. Mens han skaper alle mulige fordeler for seg selv, skaper han også mange ugunstige forhold. Forurenset luft, transport og boligproblem, høyt nivå sykelighet, konstant støy påvirker helsen til alle byens innbyggere negativt.

Hva er suksess

Svært ofte skjer suksessive endringer innenfor ett område. Dette fenomenet kalles suksess. Et klassisk eksempel på en endring i økosystemet er utseendet til en løvskog i stedet for en barskog. På grunn av brannen er det kun frø som er bevart i det okkuperte territoriet. Men for deres spiring er det nødvendig lang tid. Derfor dukker det først opp urteaktig vegetasjon på brannstedet. Over tid blir den erstattet av busker, og de erstattes i sin tur av løvtrær. Slike suksesjoner kalles sekundære. De oppstår under påvirkning av naturlige faktorer eller menneskelige aktiviteter. I naturen finnes de ganske ofte.

Primære suksesjoner er assosiert med prosessen med jorddannelse. Det er typisk for områder blottet for liv. For eksempel steiner, sand, steiner, sandjord. I dette tilfellet oppstår først forholdene for jorddannelse, og først da vises de gjenværende komponentene i biogeocenosen.

Så et økosystem er et samfunn som inkluderer biotiske elementer og de er i nært samspill og er forbundet med sirkulasjon av stoffer og energi.

Økologiske samfunn. Arter og romlig struktur av økosystemer.

Et økosystem er et biologisk system som består av et fellesskap av levende organismer (biocenose), deres habitat (biotop) og et system av forbindelser som utveksler materie og energi mellom dem.
En biocenose er en organisert gruppe av sammenkoblede populasjoner av planter, dyr, sopp og mikroorganismer som lever sammen under de samme miljøforholdene.
Biosfæren er jordens skall befolket av levende organismer, under deres påvirkning og okkupert av produktene av deres vitale aktivitet; "livets film"; jordens globale økosystem.

2. Fyll ut tabellen.

Økologiske samfunn

3. Hvilke egenskaper ligger til grunn for klassifiseringen av økosystemer?
Ved klassifisering av terrestriske økosystemer brukes vanligvis egenskapene til plantesamfunn (som danner grunnlaget for økosystemer) og klimatiske (sonale) egenskaper. Dermed skilles visse typer økosystemer ut, for eksempel lavtundra, mosetundra, barskog (gran, furu), løvskog (bjørkeskog), regnskog (tropisk), steppe, busker (pil), gressmyr, sphagnum sump. Klassifiseringen av naturlige økosystemer er ofte basert på de karakteristiske økologiske egenskapene til habitater, kjennetegnende samfunn ved havkyster eller hyller, innsjøer eller dammer, flomslettene eller høylandsenger, stein- eller sandørkener, fjellskoger, elvemunninger (munningen til store elver) , osv.

4. Fyll ut tabellen.

Sammenlignende egenskaper ved naturlige og kunstige økosystemer

5. Hvilken betydning har agrobiocenoser i menneskelivet?
Agrobiocenoser gir menneskeheten omtrent 90 % av matenergien.

6. List opp hovedaktivitetene som utføres for å forbedre tilstanden økologiske systemer byer.
Grønne byen: lage parker, torg, grøntområder, blomsterbed, blomsterbed, grønne områder rundt industribedrifter. Overholdelse av prinsippene om enhetlighet og kontinuitet ved plassering av grønne områder.

7. Hva menes med samfunnsstruktur?
Dette er forholdet mellom forskjellige grupper av organismer som er forskjellige i systematisk posisjon, i rollen de spiller i prosessene for overføring av energi og materie, på stedet okkupert i rommet, i maten eller trofiske nettverket, eller i en annen egenskap som er avgjørende for å forstå funksjonsmønstrene til naturlige økosystemer.

8. Fyll ut tabellen.

Fellesskapsstruktur

Matforbindelser, sirkulasjon av stoffer og energiomsetning i økosystemer

1. Definer begrepene.
En næringskjede er en rekke arter av planter, dyr, sopp og mikroorganismer som er knyttet til hverandre ved forholdet: mat – forbruker (en sekvens av organismer der en gradvis overføring av materie og energi skjer fra kilde til forbruker).
Et næringsnett er et diagram over alle matforbindelser (trofiske) mellom arter i et samfunn.
Trofisk nivå- dette er en samling av organismer som, avhengig av ernæringsmetoden og typen mat, utgjør et visst ledd i næringskjeden.

2. Hvordan skiller beitekjeder seg fra detritalkjeder?
I beitekjeden strømmer energi fra planter gjennom planteetere til rovdyr. Strømmen av energi som kommer fra dødt organisk materiale og passerer gjennom et system av nedbrytere kalles detritalkjeden.

3. Fyll ut tabellen.

Trofiske nivåer av et økosystem

4. Hva er essensen av syklusen av stoffer i et økosystem?
Energi kan ikke overføres i en ond sirkel, den forbrukes og blir til energien til kjemiske bindinger og varme. Stoffet kan overføres i lukkede sykluser, og sirkulerer gjentatte ganger mellom levende organismer og miljøet.

5. Gjør praktisk arbeid.
1. Tegne diagrammer over overføring av stoffer og energi (næringskjeden)
Nevn organismene som skal være på de manglende stedene i følgende næringskjeder.

2. Fra den foreslåtte listen over organismer, utgjør detrital- og beitetrofiske nettverk: gress, bærbusk, flue, meis, slange, hare, ulv, råtnende bakterier, mygg, gresshoppe.

6. Hva begrenser lengden på hver næringskjede i et økosystem?
Levende organismer, som spiser representanter for forrige nivå, mottar energien som er lagret i cellene og vevet. Den bruker en betydelig del av denne energien (opptil 90%) på bevegelse, pust, oppvarming av kroppen osv. og bare 10% akkumuleres i kroppen i form av proteiner (muskler) og fett (fettvev). Dermed overføres bare 10 % av energien akkumulert av forrige nivå til neste nivå. Dette er grunnen til at næringskjeder ikke kan være veldig lange.

7. Hva menes med økologiske pyramider? Hvilke typer skiller dem?
Det er en måte å grafisk vise forholdet mellom forskjellige trofiske nivåer i et økosystem. Det kan være tre typer:
1) populasjonspyramide - gjenspeiler antall organismer på hvert trofisk nivå;
2) biomassepyramide - reflekterer biomassen til hvert trofisk nivå;
3) energipyramide - viser mengden energi som har gått gjennom hvert trofiske nivå over en viss tidsperiode.

8. Kan en økologisk pyramide være opp ned? Støtt svaret ditt med et konkret eksempel.
Hvis reproduksjonsraten til byttedyrpopulasjonen er høy, kan en slik populasjon selv med lav biomasse være en tilstrekkelig kilde til mat for rovdyr som har høyere biomasse, men lav reproduksjonsrate. Av denne grunn kan pyramider av overflod eller biomasse bli invertert, dvs. lavere trofiske nivåer kan ha mindre tetthet og biomasse enn høyere.
For eksempel:
1) Mange insekter kan leve og spise på ett tre.
2) Den omvendte pyramiden av biomasse er karakteristisk for marine økosystemer, hvor primærprodusentene (fytoplanktoniske alger) deler seg veldig raskt, og deres forbrukere (zooplanktoniske krepsdyr) er mye større, men formerer seg mye langsommere. Marine virveldyr har enda større masse og lange reproduksjonssykluser.

9. Løs miljøproblemer.
Oppgave 1. Regn ut hvor mye plankton (i kg) som kreves for at en delfin på 350 kg skal vokse i havet.

Løsning. Delfinen, som lever av rovfisk, akkumulerte i kroppen bare 10% av total masse mat, vel vitende om at den veier 350 kg, la oss lage en proporsjon.
350 kg – 10 %,
X – 100 %.
La oss finne hva X er lik X=3500 kg. ( rovfisk). Denne vekten er bare 10 % av massen til den ikke-rovfisken de matet på. La oss lage proporsjonen igjen.
3500 kg – 10 %
X – 100 %
X=35 000 kg (masse av ikke-rovfisk)
Hvor mye plankton måtte de spise for å få den vekten? La oss lage en proporsjon.
35 000 kg.- 10 %
X = 100 %
X = 350 000 kg
Svar: For at en delfin som veier 350 kg skal vokse, trengs det 350 000 kg plankton.

Oppgave 2. Som et resultat av studien viste det seg at etter utryddelsen rovfugler antallet fuglevilt, ødelagt av dem tidligere, vokser først raskt, men faller deretter raskt. Hvordan kan dette mønsteret forklares?

Svar: For å svare på dette spørsmålet er det nødvendig å ta hensyn til følgende bestemmelser: en "ukontrollert" økning i antall fuglevilt fører til en utarming av matforsyningen, en svekkelse av motstanden til fugleorganismer mot sykdommer, rask spredning av infeksjon, degenerasjon, reduksjon i fruktbarhet og massedød av fugler av sykdom.

Oppgave 3. Daphnia som forsynte seg med dem ble plassert i et kar med planktonalger. Etter dette avtok algemengden, men algebiomasseproduksjonen (målt ved celledelingshastigheter) økte. Hva er mulige forklaringer på dette fenomenet?

Svar: Daphnia, som et resultat av metabolisme, frigjør stoffer som akselererer veksten av alger (matforsyningen deres), og oppnår dermed økobalanse.

Årsaker til bærekraft og endring av økosystemer

1. Definer begrepene.
Suksesjon er en naturlig og konsekvent prosess for endring av samfunn i et bestemt område, forårsaket av samspillet mellom levende organismer med hverandre og det abiotiske miljøet rundt dem
Felles pust i samfunnet– i økologi, totalt energiforbruk, dvs. den totale produksjonen av autotrofer i energitermer tilsvarer nøyaktig energiforbruket som brukes for å sikre den vitale aktiviteten til dens bestanddeler.

2. Hva menes med likevekt i et fellesskap, og hvilken betydning har det for dets eksistens som helhet?
Biomassen til organismer i ideell rekkefølge forblir konstant, og selve systemet forblir i likevekt. Hvis "total respirasjon" er mindre enn brutto primærproduksjon, vil opphopningen av organisk materiale skje i økosystemet hvis den er mer, vil den avta. Begge vil føre til samfunnsendringer. Hvis det er overskudd av en ressurs, vil det alltid være arter som kan mestre den, hvis det er mangel, vil noen arter dø ut. Slike endringer utgjør essensen av økologisk suksess. Hovedtrekk Denne prosessen er at samfunnsendringer alltid skjer i retning av en likevektstilstand. Hvert trinn i suksesjon er et samfunn med en overvekt av visse arter og livsformer. De erstatter hverandre til en tilstand av stabil likevekt oppstår.

3. Fyll ut tabellen.

Typer arvefølger

4. Hva bestemmer arvefølgens varighet?
Varigheten av arvefølgen bestemmes i stor grad av strukturen i fellesskapet.
Sekundære suksesjoner går mye raskere. Dette forklares med det faktum at primærsamfunnet etterlater seg en tilstrekkelig mengde næringsstoffer og utviklet jord, noe som skaper forutsetninger for akselerert vekst og utvikling av nye nybyggere.

5. Hva er fordelene med et modent samfunn fremfor et ungt samfunn?
Modent fellesskap med sitt stor variasjon og en overflod av organismer, en utviklet trofisk struktur og balanserte energistrømmer i stand til å motstå endringer fysiske faktorer(f.eks. temperatur, fuktighet) og til og med noen typer kjemisk forurensning mye mer enn det yngre samfunnet.

6. Hva er viktigheten av å kunne kontrollere prosessene som skjer i et fellesskap?
En person kan høste en rik avling i form av rene produkter ved kunstig vedlikehold tidlige stadier arvefellesskap. På den annen side er stabiliteten til et modent fellesskap, dets evne til å motstå effekten av fysiske faktorer (og til og med håndtere dem) en svært viktig og svært ønskelig egenskap. Samtidig ulike lidelser modne økosystemer kan føre til ulike miljøforstyrrelser. Forvandlingen av biosfæren til ett enormt teppe med dyrkbar mark er beheftet med stor fare. Derfor er det nødvendig å lære å håndtere prosesser i samfunnet på riktig måte for å forhindre en miljøkatastrofe.