Sistema ecológico: conceito, essência, tipos e níveis. Agroecossistemas e suas características

Os ecossistemas são um complexos naturais, que são formados por uma combinação de organismos vivos e seu habitat. A ciência da ecologia está envolvida no estudo dessas formações.

O termo "ecossistema" apareceu em 1935. O ecologista inglês A. Tensley sugeriu seu uso. Um complexo natural ou natural-antropogênico, no qual os componentes vivos e indiretos estão em estreita relação através do metabolismo e distribuição do fluxo de energia - tudo isso está incluído no conceito de "ecossistema". Os tipos de ecossistemas são diferentes. Essas unidades funcionais básicas da biosfera são divididas em grupos separados e estudadas pela ciência ambiental.

Classificação de origem

Existem vários ecossistemas em nosso planeta. Os tipos de ecossistemas são classificados de uma certa maneira. No entanto, é impossível interligar a diversidade dessas unidades da biosfera. É por isso que existem várias classificações de sistemas ecológicos. Por exemplo, eles os distinguem por origem. Esse:

1. Ecossistemas naturais (naturais). Estes incluem aqueles complexos nos quais a circulação de substâncias é realizada sem qualquer intervenção humana.
2. Ecossistemas artificiais (antropogênicos). Eles são criados pelo homem e só podem existir com seu apoio direto.

ecossistemas naturais

Complexos naturais que existem sem intervenção humana têm sua própria classificação interna. Existem os seguintes tipos de ecossistemas naturais com base na energia:

Completamente dependente da radiação solar;

Recebendo energia não só do corpo celeste, mas também de outras fontes naturais.

O primeiro desses dois tipos de ecossistemas é improdutivo. No entanto, tais complexos naturais são extremamente importantes para o nosso planeta, pois existem em vastas áreas e influenciam a formação do clima, purificam grandes volumes da atmosfera, etc.

Complexos naturais que recebem energia de diversas fontes são os mais produtivos.

Unidades artificiais da biosfera

Os ecossistemas antropogênicos também são diferentes. Os tipos de ecossistemas incluídos neste grupo incluem:

Agroecossistemas que surgem como resultado da agricultura humana;

Tecnoecossistemas resultantes do desenvolvimento da indústria;

Ecossistemas urbanos resultantes da criação de assentamentos.

Todos esses são tipos de ecossistemas antropogênicos criados com a participação direta do homem.

Diversidade de componentes naturais da biosfera

Tipos e tipos de ecossistemas de origem natural são diferentes. Além disso, os ecologistas os distinguem com base no clima e condições naturais a existência deles. Portanto, existem três grupos e várias unidades diferentes da biosfera.

Os principais tipos de ecossistemas de origem natural:

chão;

água fresca;

Marinho.

Complexos naturais terrestres

A variedade de tipos de ecossistemas terrestres inclui:

tundra ártica e alpina;

Florestas boreais de coníferas;

Maciços caducifólios da zona temperada;

Savanas e campos tropicais;

Chaparrals, que são áreas com verões secos e invernos chuvosos;

Desertos (arbustos e gramados);

Florestas tropicais semiperenes localizadas em áreas com estações secas e chuvosas pronunciadas;

Florestas tropicais sempre verdes.

Além dos principais tipos de ecossistemas, existem também os de transição. Estes são tundras florestais, semi-desertos, etc.

Razões para a existência de vários tipos de complexos naturais

Por qual princípio vários ecossistemas naturais estão localizados em nosso planeta? Tipos de ecossistemas de origem natural estão em uma ou outra zona, dependendo da quantidade de precipitação e temperatura do ar. Sabe-se que o clima em diferentes partes do mundo tem diferenças significativas. Ao mesmo tempo, a quantidade anual de precipitação não é a mesma. Pode variar de 0 a 250 ou mais milímetros. Nesse caso, a precipitação cai uniformemente ao longo de todas as estações ou cai principalmente em um determinado período úmido. A temperatura média anual também varia em nosso planeta. Pode ter valores desde valores negativos e atingir trinta e oito graus Celsius. A constância do aquecimento das massas de ar também é diferente. Pode não ter diferenças significativas ao longo do ano, como, por exemplo, perto do equador, ou pode mudar constantemente.

Características dos complexos naturais

A variedade de tipos de ecossistemas naturais do grupo terrestre leva ao fato de que cada um deles possui características próprias. Portanto, na tundra, localizada ao norte da taiga, há um clima muito frio. Esta área é caracterizada por uma temperatura média anual negativa e uma mudança de dia e noite polar. O verão nessas partes dura apenas algumas semanas. Ao mesmo tempo, a terra tem tempo para derreter a uma profundidade de um pequeno metro. A precipitação na tundra é inferior a 200-300 milímetros durante o ano. Devido a tais condições climáticas, essas terras são pobres em vegetação, representada por líquenes de crescimento lento, musgo, bem como arbustos de mirtilo e mirtilo anão ou rastejante. Às vezes você pode encontrar

O mundo animal também não é rico. É representado por renas, pequenos mamíferos escavadores e predadores como arminho, raposa ártica e doninha. O mundo dos pássaros é apresentado coruja nevada, bandeirola e tarambola. Insetos na tundra são principalmente espécies de Diptera. O ecossistema da tundra é muito vulnerável devido à baixa resiliência.

A taiga, localizada nas regiões do norte da América e da Eurásia, é muito diversificada. Este ecossistema é caracterizado por invernos frios e longos e abundantes nevascas. mundo vegetalÉ representado por maciços de coníferas perenes, nos quais crescem abetos e abetos, pinheiros e larícios. Representantes do mundo animal - alces e texugos, ursos e esquilos, zibelinas e carcajus, lobos e linces, raposas e visons. A taiga é caracterizada pela presença de muitos lagos e pântanos.

Os seguintes ecossistemas são representados por florestas de folhas largas. Tipos de ecossistemas desse tipo são encontrados no leste dos Estados Unidos, no leste da Ásia e na Europa Ocidental. Esta é uma zona climática sazonal, onde a temperatura cai abaixo de zero no inverno, e de 750 a 1500 mm de precipitação cai durante o ano. A flora desse ecossistema é representada por árvores de folhas largas como faia e carvalho, freixo e tília. Há arbustos e uma espessa camada de grama aqui. Mundo animal representados por ursos e alces, raposas e linces, esquilos e musaranhos. Corujas e pica-paus, tordos e falcões vivem em tal ecossistema.

estepe zonas temperadas estão na Eurásia e América do Norte. Suas contrapartes são Tussoks na Nova Zelândia, bem como pampas na América do Sul. O clima nessas áreas é sazonal. No verão, o ar aquece de moderadamente quente a valores muito altos. As temperaturas do inverno são negativas. Durante o ano há de 250 a 750 milímetros de precipitação. A flora das estepes é representada principalmente por gramíneas. Entre os animais encontram-se bisões e antílopes, saigas e esquilos terrestres, coelhos e marmotas, lobos e hienas.

Chaparrals estão localizados no Mediterrâneo, bem como na Califórnia, Geórgia, México e na costa sul da Austrália. São zonas de clima temperado ameno, onde cai de 500 a 700 milímetros de precipitação durante o ano. Da vegetação destacam-se arbustos e árvores de folhas duras perenes, como o pistácio silvestre, o louro, etc.

Sistemas ecológicos como savanas estão localizados na África Oriental e Central, América do Sul e Austrália. A maioria deles está no sul da Índia. São zonas de clima quente e seco, onde cai de 250 a 750 mm de precipitação durante o ano. A vegetação é principalmente gramínea, apenas em alguns locais existem raras árvores de folha caduca (palmeiras, baobás e acácias). A fauna é representada por zebras e antílopes, rinocerontes e girafas, leopardos e leões, abutres, etc. Há muitos insetos sugadores de sangue nestas paragens, como as moscas tsé-tsé.

Os desertos são encontrados em algumas áreas da África, no norte do México, etc. O clima é seco, com menos de 250 mm de precipitação por ano. Os dias nos desertos são quentes e as noites são frias. A vegetação é representada por cactos e arbustos esparsos com extensos sistemas radiculares. Esquilos terrestres e jerboas, antílopes e lobos são comuns entre os representantes do mundo animal. Este é um ecossistema frágil, facilmente destruído pela erosão hídrica e eólica.

Florestas tropicais decíduas semiperenes são encontradas na América Central e na Ásia. Nestas zonas, há uma mudança das estações seca e chuvosa. A precipitação média anual é de 800 a 1300 mm. As florestas tropicais são habitadas por uma rica vida selvagem.

As florestas tropicais perenes da floresta tropical são encontradas em muitas partes do nosso planeta. Existem na América Central, no norte da América do Sul, nas partes central e ocidental da África equatorial, nas regiões costeiras do noroeste da Austrália, bem como nas ilhas do Pacífico e oceanos índicos. As condições climáticas quentes nessas partes não diferem sazonalmente. As chuvas fortes ultrapassam o limite de 2500 mm ao longo do ano. Este sistema distingue-se por uma enorme variedade de flora e fauna.

Os complexos naturais existentes, via de regra, não possuem limites claros. Deve haver uma zona de transição entre eles. Nele, não apenas ocorre a interação de populações de diferentes tipos de ecossistemas, mas também tipos especiais de organismos vivos. Assim, a zona de transição inclui uma variedade maior de representantes da fauna e da flora do que os territórios adjacentes a ela.

Complexos naturais da água

Essas unidades da biosfera podem existir em corpos de água doce e mares. O primeiro deles inclui ecossistemas como:

Lentic são reservatórios, ou seja, águas estagnadas;

Lótico, representado por riachos, rios, nascentes;

Áreas de ressurgência onde ocorre a pesca produtiva;

Estreitos, baías, estuários, que são estuários;

Zonas de recifes de águas profundas.

Exemplo de complexo natural

Os ecologistas distinguem uma grande variedade de tipos de ecossistemas naturais. No entanto, a existência de cada um deles ocorre de acordo com o mesmo padrão. Para entender mais profundamente a interação de todos os seres vivos e não vivos em uma unidade da biosfera, considere as espécies Todos os microorganismos e animais que vivem aqui têm um impacto direto sobre composição química ar e solo.

O prado é um sistema equilibrado que inclui vários elementos. Alguns deles são macroprodutores, que são vegetações herbáceas, criam produtos orgânicos dessa comunidade terrestre. Além disso, a vida do complexo natural ocorre às custas da cadeia alimentar biológica. Animais vegetais ou consumidores primários se alimentam de gramíneas e suas partes. Estes são representantes da fauna como grandes herbívoros e insetos, roedores e muitas espécies de invertebrados (gopher e lebre, perdiz, etc.).

Os consumidores primários são comidos pelos secundários, que incluem aves e mamíferos carnívoros (lobo, coruja, falcão, raposa, etc.). Outros redutores são conectados ao trabalho. Impossível sem eles Descrição completa ecossistemas. Espécies de muitos fungos e bactérias são esses elementos do complexo natural. Os redutores decompõem produtos orgânicos a um estado mineral. Se condições de temperatura favorável, então restos de plantas e animais mortos rapidamente se desintegram em conexões simples. Alguns desses componentes contêm baterias que são eliminadas e reutilizadas. A parte mais estável dos resíduos orgânicos (húmus, celulose, etc.) se decompõe mais lentamente, alimentando o mundo vegetal.

Ecossistemas antropogênicos

Os complexos naturais considerados acima são capazes de existir sem qualquer intervenção humana. A situação é bem diferente nos ecossistemas antropogênicos. Suas conexões funcionam apenas com a participação direta de uma pessoa. Por exemplo, o agroecossistema. A principal condição para sua existência não é apenas o uso da energia solar, mas também o recebimento de "subsídios" na forma de uma espécie de combustível.

Em parte, esse sistema é semelhante ao natural. A semelhança com o complexo natural é observada durante o crescimento e desenvolvimento das plantas, que ocorre devido à energia do Sol. No entanto, a agricultura é impossível sem preparação do solo e colheita. E esses processos requerem os subsídios energéticos da sociedade humana.

A que tipo de ecossistema a cidade pertence? Trata-se de um complexo antropogênico, no qual grande importância tem energia combustível. Seu consumo em relação ao fluxo raios solares duas ou três vezes maior. A cidade pode ser comparada a ecossistemas de águas profundas ou cavernas. Afinal, a existência dessas biogeocenoses particulares depende em grande parte do fornecimento de substâncias e energia de fora.

Os ecossistemas urbanos surgiram como resultado de um processo histórico denominado urbanização. Sob sua influência, a população dos países deixou interior criando grandes assentamentos. Gradualmente, as cidades fortaleceram cada vez mais seu papel no desenvolvimento da sociedade. Ao mesmo tempo, para melhorar a vida, o próprio homem criou um complexo sistema urbano. Isso levou a algum distanciamento das cidades da natureza e à ruptura dos complexos naturais existentes. O sistema de assentamento pode ser chamado de urbanístico. No entanto, à medida que a indústria se desenvolveu, as coisas mudaram um pouco. A que tipo de ecossistema pertence a cidade em que a planta ou fábrica opera? Em vez disso, pode ser chamado de industrial-urbano. Este complexo consiste em áreas residenciais e territórios nos quais estão localizadas instalações que produzem uma variedade de produtos. O ecossistema da cidade difere do natural em um fluxo mais abundante e, além disso, tóxico de vários resíduos.

Para melhorar seu ambiente, as pessoas criam os chamados cinturões verdes em torno de seus assentamentos. Eles consistem em gramados e arbustos, árvores e lagoas. Esses pequenos ecossistemas naturais criam produtos orgânicos que não desempenham um papel especial na vida urbana. Para existir, as pessoas precisam de comida, combustível, água e eletricidade de fora.

O processo de urbanização mudou significativamente a vida do nosso planeta. O impacto do sistema antropogênico criado artificialmente mudou a natureza em grande parte em vastas áreas da Terra. Ao mesmo tempo, a cidade afeta não apenas as zonas onde os próprios objetos arquitetônicos e construtivos estão localizados. Afeta vastos territórios e além. Por exemplo, com o aumento da demanda por produtos da indústria madeireira, uma pessoa derruba florestas.

Durante o funcionamento da cidade, muitas substâncias diferentes entram na atmosfera. Eles poluem o ar e alteram as condições climáticas. As cidades têm maior cobertura de nuvens e menos sol, mais neblina e garoa e são ligeiramente mais quentes do que as áreas rurais próximas.

Palestra número 5. ecossistemas artificiais

5.1 Naturais e ecossistemas artificiais

Na biosfera, além das biogeocenoses e ecossistemas naturais, existem comunidades criadas artificialmente pela atividade econômica humana - ecossistemas antropogênicos.

Os ecossistemas naturais distinguem-se por uma significativa diversidade de espécies, existem há muito tempo, são capazes de se auto-regular, possuem grande estabilidade e resiliência. A biomassa e os nutrientes nelas gerados permanecem e são utilizados nas biocenoses, enriquecendo seus recursos.

Ecossistemas artificiais - agrocenoses (trigais, batatas, hortas, quintas com pastagens contíguas, viveiros de peixes, etc.) constituem uma pequena parte da superfície terrestre, mas fornecem cerca de 90% da energia alimentar.

O desenvolvimento da agricultura desde os tempos antigos foi acompanhado pela destruição completa da cobertura vegetal de grandes áreas para dar lugar a um pequeno número de espécies selecionadas pelo homem e mais adequadas para alimentação.

No entanto, inicialmente a atividade humana em uma sociedade agrícola se encaixou no ciclo bioquímico e não alterou o fluxo de energia na biosfera. Na produção agrícola moderna, o uso de energia sintetizada no processamento mecânico da terra, o uso de fertilizantes e pesticidas aumentou dramaticamente. Isso perturba o equilíbrio geral de energia da biosfera, o que pode levar a consequências imprevisíveis.

Comparação de ecossistemas antropogênicos naturais e simplificados

(de acordo com Miller, 1993)

5.2 Ecossistemas artificiais

5.2.1 Agroecossistemas

agroecossistema(do grego agros - campo) - uma comunidade biótica criada e mantida regularmente pelo homem para obtenção de produtos agrícolas. Geralmente inclui a totalidade dos organismos que vivem em terras agrícolas.

Os agroecossistemas incluem campos, pomares, hortas, vinhas, grandes complexos pecuários com pastagens artificiais adjacentes.

Uma característica dos agroecossistemas é a baixa confiabilidade ecológica, mas alta produtividade de uma (várias) espécies ou variedades de plantas ou animais cultivados. Sua principal diferença em relação aos ecossistemas naturais é sua estrutura simplificada e composição de espécies empobrecida.

Os agroecossistemas são diferentes dos ecossistemas naturais uma série de características:

1. A variedade de organismos vivos neles é drasticamente reduzida para obter a maior produção possível.

Em um campo de centeio ou trigo, além de uma monocultura de cereais, podem ser encontrados apenas alguns tipos de ervas daninhas. Em um prado natural biodiversidade muito maior, mas a produtividade biológica é muitas vezes inferior ao campo semeado.

Regulação artificial do número de pragas - na maior parte Condição necessaria manutenção de agroecossistemas. Portanto, na prática agrícola, são utilizados meios poderosos para suprimir o número de espécies indesejáveis: pesticidas, herbicidas, etc. As consequências ambientais dessas ações acarretam, entretanto, uma série de efeitos indesejáveis, além daqueles para os quais são aplicadas.

2. Espécies de plantas e animais agrícolas em agroecossistemas são obtidos como resultado de seleção artificial e não natural, e não podem suportar a luta pela existência com espécies selvagens sem o apoio humano.

Com isso, há um estreitamento acentuado da base genética das culturas agrícolas, extremamente sensíveis à reprodução em massa de pragas e doenças.

3. Os agroecossistemas são mais abertos, a matéria e a energia são retiradas deles com colheitas, produtos pecuários e também como resultado da destruição do solo.

Nas biocenoses naturais, a produção primária das plantas é consumida em inúmeras cadeias alimentares e novamente retorna ao ciclo biológico na forma de dióxido de carbono, água e elementos. nutrição mineral.

Devido à colheita constante e à interrupção dos processos de formação do solo, com o cultivo prolongado da monocultura em terras cultivadas, a fertilidade do solo diminui gradualmente. Esta posição na ecologia é chamada lei dos rendimentos decrescentes .

Assim, para uma agricultura prudente e racional, é necessário levar em consideração o esgotamento dos recursos do solo e preservar a fertilidade do solo com a ajuda de tecnologia agrícola aprimorada, rotação racional de culturas e outros métodos.

A mudança da cobertura vegetal nos agroecossistemas não ocorre naturalmente, mas sim por vontade do homem, o que nem sempre se reflete bem na qualidade dos fatores abióticos nele incluídos. Isto é especialmente verdadeiro para a fertilidade do solo.

Principal diferença agroecossistemas de ecossistemas naturais - obtendo energia extra para operação normal.

Suplementar refere-se a qualquer tipo de energia que é adicionada aos agroecossistemas. Pode ser a força muscular de uma pessoa ou animal, vários tipos de combustível para o funcionamento de máquinas agrícolas, fertilizantes, pesticidas, pesticidas, iluminação adicional, etc. O conceito de "energia extra" também inclui novas raças de animais de estimação e variedades plantas cultivadas introduzidos na estrutura dos agroecossistemas.

Deve-se notar que os agroecossistemas - comunidades altamente instáveis. Eles não são capazes de se autocurar e se autorregular, estão sujeitos à ameaça de morte pela reprodução em massa de pragas ou doenças.

O motivo da instabilidade é que as agrocenoses são compostas por uma (monocultura) ou, menos frequentemente, no máximo de 2 a 3 espécies. É por isso que qualquer doença, qualquer praga pode destruir a agrocenose. No entanto, uma pessoa vai conscientemente simplificar a estrutura da agrocenose para obter o rendimento máximo. As agrocenoses, muito mais do que as cenoses naturais (floresta, várzea, pastagens), estão sujeitas à erosão, lixiviação, salinização e invasão de pragas. Sem participação humana, agrocenoses de grãos e hortaliças existem há não mais de um ano, plantas de bagas - 3-4, colheitas de frutas- 20-30 anos. Então eles se desintegram ou morrem.

A vantagem das agrocenoses Diante dos ecossistemas naturais está a produção de alimentos necessários para o ser humano e grandes oportunidades para aumentar a produtividade. No entanto, eles são realizados apenas com preocupação constante com a fertilidade da terra, fornecendo umidade às plantas, protegendo as populações culturais, variedades e raças de plantas e animais dos efeitos adversos da flora e fauna naturais.

Todos os agroecossistemas de campos, jardins, prados de pastagem, jardins, estufas criados artificialmente na prática agrícola são sistemas com suporte humano.

Em relação às comunidades que se formam nos agroecossistemas, a ênfase está mudando gradativamente em conexão com o desenvolvimento geral do conhecimento ecológico. A ideia de fragmentação, fragmentação de conexões cenóticas e a simplificação final das agrocenoses está sendo substituída por uma compreensão de sua complexa organização sistêmica, onde uma pessoa influencia significativamente apenas links individuais, e todo o sistema continua a se desenvolver de acordo com o natural, natural leis.

Do ponto de vista ecológico, é extremamente perigoso simplificar o ambiente natural de uma pessoa, transformando toda a paisagem em agrícola. A principal estratégia para criar uma paisagem altamente produtiva e sustentável deve ser preservar e aumentar sua diversidade.

Junto com a manutenção de campos altamente produtivos, cuidados especiais devem ser tomados para preservar as áreas protegidas que não estão sujeitas ao impacto antrópico. Reservas com uma rica diversidade de espécies são uma fonte de espécies para comunidades que se recuperam em séries sucessionais.

Características comparativas de ecossistemas naturais e agroecossistemas

5.2.2 Ecossistemas industriais-urbanos

A situação é bem diferente nos ecossistemas, que incluem sistemas urbano-industriais - aqui a energia do combustível substitui completamente a energia solar. Comparado ao fluxo de energia nos ecossistemas naturais, aqui seu consumo é duas a três ordens de grandeza maior.

Em relação ao exposto, deve-se notar que os ecossistemas artificiais não podem existir sem os sistemas naturais, enquanto os ecossistemas naturais podem existir sem os antrópicos.

sistemas urbanos

Sistema urbano (urbosistema)- "um sistema natural-antropogênico instável que consiste em objetos arquitetônicos e de construção e ecossistemas naturais fortemente perturbados" (Reimers, 1990).

À medida que a cidade se desenvolve, suas zonas funcionais tornam-se cada vez mais diferenciadas. industrial, residencial, parque florestal.

zonas industriais- são os territórios de concentração de instalações industriais de diversas indústrias (metalúrgica, química, construção de máquinas, eletrônica, etc.). São as principais fontes de poluição ambiental.

áreas residenciais- é a área de concentração de edifícios residenciais, prédios administrativos, objetos de cultura, educação, etc.

Parque Florestal - trata-se de uma área verde ao redor da cidade, cultivada pelo homem, ou seja, adaptada para recreação em massa, esportes e entretenimento. Suas seções também são possíveis dentro das cidades, mas geralmente aqui parques da cidade- plantações de árvores na cidade, ocupando territórios bastante extensos e servindo também para recreação dos cidadãos. Ao contrário das florestas naturais e até mesmo dos parques florestais, os parques urbanos e plantações menores semelhantes na cidade (praças, avenidas) não são sistemas autossustentáveis ​​e autorregulados.

A zona do parque florestal, parques da cidade e outras áreas do território alocadas e especialmente adaptadas para recreação das pessoas são chamadas recreativo zonas (territórios, sítios, etc.).

O aprofundamento dos processos de urbanização leva à complexidade da infraestrutura da cidade. Um lugar significativo começa a ocupar transporte E facilidades de transporte(rodovias, postos de gasolina, garagens, postos de gasolina, ferrovias com infraestrutura complexa própria, inclusive subterrânea - metrô; aeródromos com complexo de serviços, etc.). Sistemas de transporte atravessam todas as áreas funcionais da cidade e têm impacto em todo o ambiente urbano (ambiente urbano).

ambiente humano nessas condições, é uma combinação de ambientes abióticos e sociais que influenciam conjunta e diretamente as pessoas e sua economia. Ao mesmo tempo, segundo N.F. Reimers (1990), pode ser dividido em ambiente natural E humano transformado ambiente natural (paisagens antropogênicas até o ambiente artificial das pessoas - edifícios, estradas de asfalto, iluminação artificial, etc., ou seja, até ambiente artificial).

Em geral, o ambiente urbano e os assentamentos de tipo urbano fazem parte tecnosfera, ou seja, a biosfera, radicalmente transformada pelo homem em objetos técnicos e feitos pelo homem.

Além da parte terrestre da paisagem, sua base litogênica, ou seja, a parte superficial da litosfera, comumente chamada de ambiente geológico, também cai na órbita da atividade econômica humana (E. M. Sergeev, 1979).

ambiente geológico- Esse rochas, água subterrânea, que é afetada por atividades humanas (Fig. 10.2).

Nas áreas urbanas, nos ecossistemas urbanos, pode distinguir-se um conjunto de sistemas, refletindo a complexidade da interação de edifícios e estruturas com ambiente quem é chamado sistemas naturais e técnicos(Trofimov, Epishin, 1985) (Fig. 10.2). Estão intimamente ligados às paisagens antropogénicas, com as suas estrutura geológica e alívio.

Assim, os sistemas urbanos são o foco da população, edifícios e estruturas residenciais e industriais. A existência de sistemas urbanos depende da energia de combustíveis fósseis e matérias-primas de energia nuclear, é regulada artificialmente e mantida pelo homem.

O ambiente dos sistemas urbanos, tanto suas partes geográficas quanto geológicas, foi fortemente alterado e, de fato, tornou-se artificial, aqui há problemas de utilização e reaproveitamento de recursos naturais envolvidos na circulação, poluição e purificação do meio ambiente, aqui há um crescente isolamento dos ciclos econômicos e produtivos do metabolismo natural (turnovers biogeoquímicos) e do fluxo de energia nos ecossistemas naturais. E, finalmente, é aqui que a densidade populacional e o ambiente construído são maiores, que ameaçam não só saúde humana, mas também a sobrevivência de toda a humanidade. A saúde humana é um indicador da qualidade desse ambiente.

O ecossistema inclui todos os organismos vivos (plantas, animais, fungos e microorganismos), que, em um grau ou outro, interagem entre si e com seu ambiente inanimado (clima, solo, luz solar, ar, atmosfera, água, etc.) .) .

O ecossistema não tem tamanho definido. Pode ser tão grande quanto um deserto ou um lago, ou tão pequeno quanto uma árvore ou uma poça. Água, temperatura, plantas, animais, ar, luz e solo interagem entre si.

A essência do ecossistema

Em um ecossistema, cada organismo tem seu próprio lugar ou papel.

Considere o ecossistema de um pequeno lago. Nele, você pode encontrar todos os tipos de organismos vivos, desde microscópicos até animais e plantas. Eles dependem de coisas como água, luz solar, ar e até mesmo a quantidade de nutrientes na água. (Clique para saber mais sobre as cinco necessidades básicas dos organismos vivos).

Diagrama do ecossistema do lago

Cada vez que "estrangeiro" ( ser vivo(a) ou um fator externo, como o aumento das temperaturas) são introduzidos no ecossistema, podem ocorrer consequências catastróficas. Isso ocorre porque o novo organismo (ou fator) é capaz de distorcer o equilíbrio natural da interação e causar dano ou destruição potencial ao ecossistema não nativo.

Geralmente, os membros bióticos de um ecossistema, juntamente com seus fatores abióticos, dependem uns dos outros. Isso significa que a ausência de um membro ou um fator abiótico pode afetar todo o sistema ecológico.

Se não houver luz e água suficientes, ou se o solo for pobre em nutrientes, as plantas podem morrer. Se as plantas morrerem, os animais que delas dependem também correm risco. Se os animais que dependem das plantas morrerem, outros animais que dependem delas também morrerão. O ecossistema na natureza funciona da mesma maneira. Todas as suas partes devem funcionar juntas para manter o equilíbrio!

Infelizmente, os ecossistemas podem ser destruídos por desastres naturais como incêndios, inundações, furacões e erupções vulcânicas. Atividade humana também contribui para a destruição de muitos ecossistemas e.

Principais tipos de ecossistemas

Os sistemas ecológicos têm dimensões indefinidas. Eles são capazes de existir em um pequeno espaço, por exemplo, debaixo de uma pedra, um toco de árvore podre ou em um pequeno lago, e também ocupar grandes territórios (como todo o uma floresta tropical). Do ponto de vista técnico, nosso planeta pode ser chamado de um enorme ecossistema.

Diagrama de um pequeno ecossistema de tocos em decomposição

Tipos de ecossistemas dependendo da escala:

• microecossistema- um ecossistema de pequena escala como um lago, poça, toco de árvore, etc.
• mesoecossistema- um ecossistema, como uma floresta ou um grande lago.
• Bioma. Um ecossistema muito grande ou coleção de ecossistemas com fatores bióticos e abióticos semelhantes, como uma floresta tropical inteira com milhões de animais e árvores e muitos corpos d'água diferentes.

Os limites do ecossistema não são marcados com linhas claras. Eles são frequentemente separados por barreiras geográficas, como desertos, montanhas, oceanos, lagos e rios. Como os limites não são estritamente fixos, os ecossistemas tendem a se fundir. É por isso que um lago pode ter muitos ecossistemas menores com características únicas. Os cientistas chamam essa mistura de "Ecoton".

Tipos de ecossistemas por tipo de ocorrência:

Além dos tipos de ecossistemas acima, há também uma divisão em sistemas ecológicos naturais e artificiais. Um ecossistema natural é criado pela natureza (floresta, lago, estepe, etc.), e um artificial é criado pelo homem (jardim, horta, parque, campo, etc.).

Tipos de ecossistema

Existem dois tipos principais de ecossistemas: aquáticos e terrestres. Todos os outros ecossistemas do mundo se enquadram em uma dessas duas categorias.

Ecossistemas terrestres

Os ecossistemas terrestres podem ser encontrados em qualquer parte do mundo e são subdivididos em:

ecossistemas florestais

São ecossistemas em que há abundância de vegetação ou um grande número de organismos que vivem em um espaço relativamente pequeno. Assim, a densidade de organismos vivos nos ecossistemas florestais é bastante alta. Uma pequena alteração neste ecossistema pode afetar todo o seu equilíbrio. Além disso, em tais ecossistemas você pode encontrar um grande número de representantes da fauna. Além disso, os ecossistemas florestais são divididos em:

• Florestas tropicais perenes ou florestas tropicais úmidas: recebendo uma precipitação média de mais de 2000 mm por ano. Eles são caracterizados por uma vegetação densa dominada por árvores altas localizadas em diferentes alturas. Estes territórios são um refúgio para várias espécies de animais.
• Florestas tropicais decíduas: A par de uma enorme variedade de espécies arbóreas, aqui também se encontram arbustos. Esse tipo florestas são encontradas em algumas partes do mundo e são o lar de grande variedade representantes da flora e da fauna.
• : Eles têm algumas árvores. É dominado por árvores perenes que renovam sua folhagem ao longo do ano.
• Florestas de folhas largas: Eles estão localizados em regiões temperadas úmidas que têm chuvas suficientes. Durante os meses de inverno, as árvores perdem as folhas.
• : Localizada diretamente em frente a , a taiga é definida por árvores perenes arvores coníferas, temperaturas abaixo de zero por meio ano e solos ácidos. Na estação quente, você pode encontrar um grande número de aves migratórias, insetos e.

ecossistema desértico

Os ecossistemas desérticos estão localizados em regiões desérticas e recebem menos de 250 mm de precipitação por ano. Eles ocupam cerca de 17% de toda a massa terrestre da Terra. Devido à altíssima temperatura do ar, pouco acesso e insolação intensa, e não tão rico quanto em outros ecossistemas.

ecossistema de pastagens

As pastagens estão localizadas nas regiões tropicais e temperadas do mundo. A área do prado é maioritariamente constituída por gramíneas, com um pequeno número de árvores e arbustos. Os prados são habitados por animais de pasto, insetívoros e herbívoros. Existem dois tipos principais de ecossistemas de prados:

• : Prados tropicais que têm uma estação seca e são caracterizados por árvores isoladas. Eles fornecem alimento para um grande número de herbívoros e também são um local de caça para muitos predadores.
• Pradarias (campos temperados): Esta é uma área com uma cobertura de grama moderada, completamente desprovida de grandes arbustos e árvores. Nas pradarias, encontram-se arbustos e capim alto, e também observam-se condições climáticas áridas.
• Prados de estepe: Territórios de prados secos, localizados perto de desertos semiáridos. A vegetação dessas pastagens é mais curta do que nas savanas e pradarias. As árvores são raras e geralmente encontradas nas margens de rios e córregos.

ecossistemas de montanha

As terras altas fornecem uma gama diversificada de habitats onde um grande número de animais e plantas pode ser encontrado. Em altitude, geralmente prevalecem condições climáticas adversas, nas quais apenas as plantas alpinas podem sobreviver. Os animais que vivem no alto das montanhas têm casacos de pele grossos para protegê-los do frio. As encostas mais baixas são geralmente cobertas por florestas de coníferas.

Ecossistemas aquáticos

Ecossistema aquático - um ecossistema localizado em um ambiente aquático (por exemplo, rios, lagos, mares e oceanos). Inclui flora aquática, fauna e propriedades da água, e é dividido em dois tipos: sistemas ecológicos marinhos e de água doce.

ecossistemas marinhos

São os maiores ecossistemas que cobrem cerca de 71% da superfície da Terra e contêm 97% da água do planeta. A água do mar contém uma grande quantidade de minerais e sais dissolvidos. O sistema ecológico marinho é dividido em:

• Oceânica (parte relativamente rasa do oceano, localizada na plataforma continental);
• Zona profunda (área de águas profundas não penetrada pela luz solar);
• região Bental (área habitada por organismos bentônicos);
• zona entremarés (um local entre as marés baixa e alta);
• Estuários;
• Recifes de coral;
• Pântanos salgados;
• Fontes hidrotermais onde alimentadores quimiossintéticos.

Nos ecossistemas marinhos vivem muitos tipos de organismos, nomeadamente: algas castanhas, corais, cefalópodes, equinodermos, dinoflagelados, tubarões, etc.

Ecossistemas de água doce

Ao contrário dos ecossistemas marinhos, os ecossistemas de água doce cobrem apenas 0,8% da superfície da Terra e contêm 0,009% do abastecimento total de água do mundo. Existem três tipos principais de ecossistemas de água doce:

• Estagnada: Águas onde não há corrente, como piscinas, lagos ou lagoas.
• Corrente: Águas em movimento rápido, como córregos e rios.
• Zonas húmidas: locais onde o solo é permanente ou intermitentemente inundado.

Os ecossistemas de água doce abrigam répteis, anfíbios e cerca de 41% das espécies de peixes do mundo. Águas em movimento rápido normalmente contêm uma concentração mais alta de oxigênio dissolvido, sustentando assim mais biodiversidade do que lagoas estagnadas ou águas de lagos.

Estrutura, componentes e fatores do ecossistema

Um ecossistema é definido como uma unidade ecológica funcional natural composta por organismos vivos (biocenose) e seu ambiente inanimado (abiótico ou físico-químico), que interagem entre si e criam um sistema estável. Lagoa, lago, deserto, pasto, prado, floresta, etc. são exemplos comuns de ecossistemas.

Cada ecossistema consiste em componentes abióticos e bióticos:

Estrutura do ecossistema

componentes abióticos

Componentes abióticos são fatores não relacionados da vida ou do ambiente físico que influenciam a estrutura, distribuição, comportamento e interação dos organismos vivos.

Os componentes abióticos são representados principalmente por dois tipos:

• fatores climáticos que incluem chuva, temperatura, luz, vento, umidade, etc.
• fatores edáficos, incluindo acidez do solo, topografia, mineralização, etc.

Importância dos componentes abióticos

A atmosfera fornece aos organismos vivos dióxido de carbono (para a fotossíntese) e oxigênio (para a respiração). Os processos de evaporação, transpiração e ocorrem entre a atmosfera e a superfície da Terra.

A radiação solar aquece a atmosfera e evapora a água. A luz também é essencial para a fotossíntese. fornece às plantas energia para crescimento e metabolismo, bem como produtos orgânicos para alimentar outras formas de vida.

A maioria dos tecidos vivos é composta por uma alta porcentagem de água, até 90% ou mais. Poucas células são capazes de sobreviver se o teor de água cair abaixo de 10%, e a maioria delas morre quando o teor de água é inferior a 30-50%.

A água é o meio através do qual os produtos alimentares minerais entram nas plantas. Também é essencial para a fotossíntese. As plantas e os animais obtêm água da superfície e do solo da Terra. A principal fonte de água é a precipitação atmosférica.

Componentes Bióticos

Os seres vivos, incluindo plantas, animais e microorganismos (bactérias e fungos) presentes em um ecossistema são componentes bióticos.

Com base em seu papel no sistema ecológico, os componentes bióticos podem ser divididos em três grupos principais:

• produtores produzir substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas usando energia solar;
• consumidores alimentam-se de substâncias orgânicas prontas produzidas pelos produtores (herbívoros, predadores, etc.);
• Redutores. Bactérias e fungos que destroem compostos orgânicos mortos de produtores (plantas) e consumidores (animais) para nutrição, e emitem substâncias simples (inorgânicas e orgânicas) no meio ambiente, formadas como subprodutos de seu metabolismo.

Essas substâncias simples são reproduzidas como resultado da troca cíclica de substâncias entre a comunidade biótica e o ambiente abiótico do ecossistema.

Níveis do ecossistema

Para entender as camadas de um ecossistema, considere a seguinte figura:

Diagrama de Camadas do Ecossistema

Individual

Um indivíduo é qualquer ser vivo ou organismo. Indivíduos não cruzam com indivíduos de outros grupos. Os animais, diferentemente das plantas, costumam ser incluídos nesse conceito, pois alguns representantes da flora podem cruzar com outras espécies.

No diagrama acima, você pode ver que o peixinho dourado interage com o meio ambiente e se reproduz exclusivamente com membros de sua própria espécie.

população

Uma população é um grupo de indivíduos de uma determinada espécie que vivem em uma determinada área geográfica em um determinado momento. (Um exemplo é o peixinho dourado e representantes de sua espécie). Observe que uma população inclui indivíduos da mesma espécie que podem ter várias diferenças genéticas, como pelagem/cor dos olhos/pele e tamanho do corpo.

Comunidade

A comunidade inclui todos os organismos vivos em uma determinada área em um determinado momento. Pode conter populações de organismos vivos de diferentes espécies. No diagrama acima, observe como peixes dourados, salmões, caranguejos e águas-vivas coexistem em um determinado ambiente. Uma grande comunidade geralmente inclui biodiversidade.

Ecossistema

Um ecossistema inclui comunidades de organismos vivos que interagem com o meio ambiente. Nesse nível, os organismos vivos dependem de outros fatores abióticos, como rochas, água, ar e temperatura.

Bioma

Em termos simples, é uma coleção de ecossistemas que possuem características semelhantes com seus fatores abióticos adaptados ao ambiente.

Biosfera

Quando olhamos para diferentes biomas, cada um dos quais faz a transição para outro, uma enorme comunidade de pessoas, animais e plantas é formada, vivendo em determinados habitats. é a totalidade de todos os ecossistemas presentes na Terra.

Cadeia alimentar e energia em um ecossistema

Todos os seres vivos devem comer para obter a energia de que precisam para crescer, se mover e se reproduzir. Mas o que esses organismos vivos comem? As plantas obtêm sua energia do sol, alguns animais comem plantas e outros comem animais. Essa proporção de alimentação em um ecossistema é chamada de cadeia alimentar. As cadeias alimentares geralmente representam a sequência de quem se alimenta de quem em uma comunidade biológica.

A seguir estão alguns dos organismos vivos que podem se encaixar na cadeia alimentar:

diagrama da cadeia alimentar

A cadeia alimentar não é a mesma. A teia trófica é uma combinação de muitas cadeias alimentares e é uma estrutura complexa.

Transferencia de energia

A energia é transferida ao longo das cadeias alimentares de um nível para outro. Parte da energia é usada para crescimento, reprodução, movimento e outras necessidades e não está disponível para o próximo nível.

Cadeias alimentares mais curtas armazenam mais energia do que as mais longas. A energia gasta é absorvida pelo ambiente.

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comunidades ecológicas. Espécies e estrutura espacial dos ecossistemas.

Ecossistema - um sistema biológico que consiste em uma comunidade de organismos vivos (biocenose), seu habitat (biótopo), um sistema de conexões que trocam matéria e energia entre eles.
Biocenose é um grupo organizado de populações interconectadas de plantas, animais, fungos e microrganismos vivendo juntos nas mesmas condições ambientais.
Biosfera - a casca da Terra, habitada por organismos vivos, sob sua influência e ocupada pelos produtos de sua atividade vital; "filme da vida"; ecossistema global da Terra.

2. Preencha a tabela.

comunidades ecológicas

3. Que características fundamentam a classificação dos ecossistemas?
Ao classificar os ecossistemas terrestres, geralmente são usados ​​sinais de comunidades de plantas (que formam a base dos ecossistemas) e sinais climáticos (zonais). Assim, distinguem-se certos tipos de ecossistemas, por exemplo, tundra de líquen, tundra de musgo, floresta de coníferas (abetos, pinheiros), floresta decídua (floresta de bétulas), floresta tropical (tropical), estepe, arbustos (salgueiro), pântano gramado, pântano de esfagno . Muitas vezes, a classificação dos ecossistemas naturais baseia-se nas características ecológicas dos habitats, destacando-se comunidades de costas ou plataformas marítimas, lagos ou lagoas, várzeas ou prados de montanha, desertos rochosos ou arenosos, florestas montanhosas, estuários (fozes de grandes rios), etc.

4. Preencha a tabela.

Características comparativas de ecossistemas naturais e artificiais

5. Qual a importância das agrobiocenoses na vida humana?
As agrobiocenoses fornecem à humanidade cerca de 90% da energia alimentar.

6. Liste as principais atividades realizadas para melhorar o estado dos sistemas ecológicos das cidades.
Paisagismo da cidade: criação de parques, praças, áreas verdes, canteiros, canteiros, áreas verdes ao redor de empreendimentos industriais. Cumprimento dos princípios de uniformidade e continuidade na colocação dos espaços verdes.

7. O que significa estrutura comunitária?
É a proporção de vários grupos de organismos que diferem em sua posição sistemática, no papel que desempenham nos processos de transferência de energia e matéria, no lugar ocupado no espaço, na teia alimentar ou trófica, ou em outro signo que seja essencial para a compreensão dos padrões de funcionamento dos ecossistemas naturais.

8. Preencha a tabela.

estrutura da comunidade

Conexões alimentares, ciclagem de matéria e conversão de energia em ecossistemas

1. Defina os conceitos.
Cadeia alimentar - uma série de espécies de plantas, animais, fungos e microorganismos que se relacionam entre si por relações: alimento - consumidor (uma sequência de organismos na qual ocorre uma transferência em fases de matéria e energia da fonte para o consumidor).
Uma teia alimentar é um diagrama de todas as ligações alimentares (tróficas) entre as espécies de uma comunidade.
nível trófico- Trata-se de um conjunto de organismos que, dependendo da forma como se alimentam e do tipo de alimentação, constituem um determinado elo da cadeia alimentar.

2. Como as cadeias pastoris diferem das cadeias detríticas?
Na cadeia de pastoreio, a energia flui das plantas através dos herbívoros para os carnívoros. O fluxo de energia vindo da matéria orgânica morta e passando pelo sistema de decompositores é chamado de cadeia de detritos.

3. Preencha a tabela.

Níveis tróficos do ecossistema

4. Qual é a essência do ciclo das substâncias em um ecossistema?
A energia não pode ser transferida em um círculo vicioso, ela é gasta, transformando-se em energia de ligações químicas e calor. A substância pode ser transmitida em ciclos fechados, circulando repetidamente entre os organismos vivos e o meio ambiente.

5. Faça o trabalho prático.
1. Elaboração de esquemas de transferência de substâncias e energia (cadeia alimentar)
Nomeie os organismos que deveriam estar nos lugares que faltam nas seguintes cadeias alimentares.

2. A partir da lista de organismos proposta, crie teias alimentares detríticas e de pastagens: grama, arbusto de baga, mosca, chapim, cobra, lebre, lobo, bactéria decompositora, mosquito, gafanhoto.

6. O que limita o comprimento de cada cadeia alimentar em um ecossistema?
Organismos vivos, comendo representantes do nível anterior, recebem a energia armazenada em suas células e tecidos. Uma parte significativa dessa energia (até 90%) é gasta em movimento, respiração, aquecimento corporal, etc. e apenas 10% acumula em seu corpo a forma de proteínas (músculos), gorduras (tecido adiposo). Assim, apenas 10% da energia acumulada pelo nível anterior é transferida para o nível seguinte. É por isso que as cadeias alimentares não podem ser muito longas.

7. O que se entende por pirâmides ecológicas? Que tipos os distinguem?
É uma maneira de exibir graficamente a proporção de diferentes níveis tróficos em um ecossistema. Podem ser de três tipos:
1) a pirâmide de números - reflete o número de organismos em cada nível trófico;
2) pirâmide de biomassa - reflete a biomassa de cada nível trófico;
3) pirâmide de energia - mostra a quantidade de energia que passou por cada nível trófico durante um determinado período de tempo.

8. A pirâmide ecológica pode estar de cabeça para baixo? Apoie sua resposta com um exemplo específico.
Se a taxa de reprodução da população de presas for alta, mesmo com uma biomassa baixa, essa população pode ser uma fonte de alimento suficiente para predadores com uma biomassa maior, mas uma baixa taxa de reprodução. Por esta razão, as pirâmides de abundância ou biomassa podem ser invertidas, ou seja, níveis tróficos baixos podem ter menos densidade e biomassa do que níveis superiores.
Por exemplo:
1) Muitos insetos podem viver e se alimentar de uma árvore.
2) Uma pirâmide invertida de biomassa é característica dos ecossistemas marinhos, onde os produtores primários (algas fitoplanctônicas) se dividem muito rapidamente, e seus consumidores (crustáceos zooplanctônicos) são muito maiores, mas se multiplicam muito mais lentamente. Os vertebrados marinhos têm uma massa ainda maior e um longo ciclo reprodutivo.

9. Resolver problemas ambientais.
Tarefa 1. Calcule a quantidade de plâncton (em kg) necessária para um golfinho de 350 kg crescer no mar.

Solução. O golfinho, comendo peixes predadores, acumulou em seu corpo apenas 10% de peso total comida, sabendo que ela pesa 350 kg, faremos uma proporção.
350kg - 10%,
X - 100%.
Vamos descobrir a que é igual a X. X \u003d 3500 kg. ( peixe predador). Esse peso é apenas 10% da massa de peixes não predadores que eles comiam. Vamos fazer a proporção novamente.
3500kg - 10%
X - 100%
Х=35 000 kg (massa de peixes não predadores)
Quanto plâncton eles tiveram que comer para ter esse peso? Vamos fazer uma proporção.
35 000 kg - 10%
X \u003d 100%
X = 350.000 kg
Resposta: Para que um golfinho de 350 kg cresça, são necessários 350.000 kg de plâncton.

Tarefa 2. Como resultado do estudo, descobriu-se que após o extermínio Aves de Rapina o número de aves de caça que eles destruíram anteriormente, a princípio cresce rapidamente, mas depois cai rapidamente. Como esse padrão pode ser explicado?

Resposta: Para responder a esta pergunta, é necessário levar em consideração as seguintes disposições: um aumento "descontrolado" do número de aves de caça leva ao esgotamento do suprimento de alimentos, enfraquecendo a resistência dos organismos das aves às doenças, a rápida disseminação de infecção, degeneração, fertilidade reduzida e morte em massa de aves por doenças.

Tarefa 3. Daphnia alimentando-se de algas planctônicas foram colocadas em um recipiente. Posteriormente, o número de algas diminuiu, mas a produção de biomassa algal (medida pela taxa de divisão celular) aumentou. Quais são as possíveis explicações para esse fenômeno?

Resposta: Como resultado do metabolismo, Daphnia secreta substâncias que aceleram o crescimento das algas (sua base alimentar), alcançando assim um equilíbrio ecológico.

Causas da sustentabilidade e mudança do ecossistema

1. Defina os conceitos.
A sucessão é um processo natural e consistente de mudança de comunidades em uma determinada área, causado pela interação dos organismos vivos entre si e seu ambiente abiótico.
respiração comunitária- em ecologia, o custo total de energia, ou seja, a produção total de autótrofos em termos energéticos, corresponde exatamente aos custos de energia que vão garantir a atividade vital de seus organismos constituintes.

2. O que significa equilíbrio em uma comunidade e que significado tem para sua existência como um todo?
A biomassa dos organismos em uma sucessão ideal permanece constante e o próprio sistema está em equilíbrio. Se a "respiração total" for menor que a produção primária bruta, ocorrerá o acúmulo de matéria orgânica no ecossistema, se for maior - sua diminuição. Ambos levarão a mudanças na comunidade. Com o excesso de um recurso, sempre haverá espécies que podem dominá-lo, com a escassez dele, algumas espécies morrerão. Tais mudanças constituem a essência da sucessão ecológica. Característica principal parte desse processo reside no fato de que as mudanças na comunidade sempre ocorrem na direção de um estado de equilíbrio. Cada estágio de sucessão é uma comunidade com predominância de certas espécies e formas de vida. Eles se substituem até que ocorra um estado de equilíbrio estável.

3. Preencha a tabela.

Tipos de sucessões

4. O que determina a duração da sucessão?
A duração da sucessão é amplamente determinada pela estrutura da comunidade.
As sucessões secundárias são muito mais rápidas. Isso se deve ao fato de que a comunidade primária deixa para trás uma quantidade suficiente de nutrientes, solo desenvolvido, o que cria condições para o crescimento acelerado e desenvolvimento de novos colonos.

5. Quais são as vantagens de uma comunidade madura sobre uma comunidade jovem?
Comunidade madura com sua grande variedade e abundância de organismos, estrutura trófica desenvolvida e com fluxos de energia equilibrados é capaz de suportar mudanças fatores físicos(por exemplo, temperatura, umidade) e até mesmo alguns tipos de poluição química em uma extensão muito maior do que a comunidade jovem.

6. Qual a importância de saber gerir os processos que acontecem na comunidade?
Uma pessoa pode colher uma rica colheita na forma de produtos puros, apoiando artificialmente a comunidade nos estágios iniciais da sucessão. Por outro lado, a estabilidade de uma comunidade madura, sua capacidade de resistir ao impacto de fatores físicos (e até controlá-los) é uma propriedade muito importante e altamente desejável. Ao mesmo tempo, vários distúrbios de ecossistemas maduros podem levar a vários distúrbios ecológicos. A transformação da biosfera em um vasto tapete de terra arável está repleta de grandes perigos. Portanto, é necessário aprender a gerenciar adequadamente os processos na comunidade para evitar uma catástrofe ecológica.

Além das biogeocenoses e ecossistemas naturais, existem comunidades criadas artificialmente atividade econômica humano, - agroecossistemas (agrocenose, agrobiocenose, ecossistema agrícola).

agroecossistema(do grego agros - campo) - uma comunidade biótica criada e mantida regularmente pelo homem para obtenção de produtos agrícolas. Geralmente inclui a totalidade dos organismos que vivem em terras agrícolas.

Os agroecossistemas incluem campos, pomares, hortas, vinhas, grandes complexos pecuários com pastagens artificiais adjacentes. Recurso agroecossistemas - baixa confiabilidade ecológica, mas alta produtividade de uma (várias) espécies ou variedades de plantas ou animais cultivados. Sua principal diferença em relação aos ecossistemas naturais é sua estrutura simplificada e composição de espécies empobrecida.

Os agroecossistemas diferem dos ecossistemas naturais de várias maneiras.

A diversidade de organismos vivos neles é drasticamente reduzida para obter a maior produção possível. Em um campo de centeio ou trigo, além de uma monocultura de cereais, podem ser encontrados apenas alguns tipos de ervas daninhas. Num prado natural, a diversidade biológica é muito maior, mas a produtividade biológica é muitas vezes inferior a um campo semeado.

Espécies de plantas e animais agrícolas em agroecossistemas são obtidos pela ação de agentes artificiais, e não seleção natural. Com isso, há um estreitamento acentuado da base genética das culturas agrícolas, extremamente sensíveis à reprodução em massa de pragas e doenças.

Nas biocenoses naturais, a produção primária das plantas é consumida em inúmeras cadeias alimentares e novamente retorna ao ciclo biológico na forma de dióxido de carbono, água e nutrientes minerais. Os agroecossistemas são mais abertos, matéria e energia são retiradas deles com colheitas, produtos pecuários e também como resultado da destruição do solo.

Devido à colheita constante e à interrupção dos processos de formação do solo, com o cultivo prolongado da monocultura em terras cultivadas, a fertilidade do solo diminui gradualmente. Esta posição na ecologia é chamada a lei da fertilidade decrescente. Assim, para uma agricultura prudente e racional, é necessário levar em consideração o esgotamento dos recursos do solo e preservar a fertilidade do solo com a ajuda de tecnologia agrícola aprimorada, rotação racional de culturas e outros métodos.

A mudança da cobertura vegetal nos agroecossistemas não ocorre naturalmente, mas sim por vontade do homem, o que nem sempre se reflete bem na qualidade dos fatores abióticos nele incluídos. Isto é especialmente verdadeiro para a fertilidade do solo.

A principal diferença entre um agroecossistema e os ecossistemas naturais é a obtenção de energia adicional para o funcionamento normal. Suplementar refere-se a qualquer tipo de energia que é adicionada aos agroecossistemas. Pode ser a força muscular de uma pessoa ou animal, vários tipos de combustível para o funcionamento de máquinas agrícolas, fertilizantes, pesticidas, pesticidas, iluminação adicional, etc. O conceito de "energia adicional" também inclui novas raças de animais domésticos e variedades de plantas cultivadas introduzidas na estrutura dos agroecossistemas.

Todos os agroecossistemas de campos, pomares, prados de pastagem, jardins, estufas criados artificialmente na prática agrícola são sistemas especialmente apoiados pelo homem. Os agroecossistemas usam suas propriedades para produzir produtos limpos, pois todos os efeitos competitivos das ervas daninhas nas plantas cultivadas são contidos por medidas agrotécnicas, e a formação de cadeias alimentares devido a pragas é interrompida por várias medidas, como controle químico e biológico.

Quais características de um ecossistema são consideradas sustentáveis? Em primeiro lugar, é uma estrutura complexa e polidominante, incluindo o máximo número possível de espécies e populações sob dadas condições. O segundo sinal é a biomassa máxima. E o último - o equilíbrio relativo entre a receita e o gasto de energia. Não há dúvida de que nesses ecossistemas se observa o menor nível de produtividade: a biomassa é grande e a produtividade é baixa. Isso se deve ao fato de que a maior parte da energia que entra no ecossistema vai para a manutenção dos processos vitais.

Deve-se notar que os agroecossistemas são comunidades extremamente instáveis. Eles não são capazes de se autocurar e se autorregular, estão sujeitos à ameaça de morte pela reprodução em massa de pragas ou doenças. Para mantê-los, é necessária uma atividade humana constante.

Ecossistemas artificiais (agroecossistemas)

Os agroecossistemas representam um tipo peculiar de ecossistema. agroecossistemas(ecossistemas agrícolas) são criados pelo homem para obter produtos autotróficos de alta pureza (cultivos), que diferem dos naturais por uma série de características:

• Neles, a diversidade de organismos é drasticamente reduzida.
• As espécies cultivadas pelo homem são mantidas por seleção artificial em um estado distante de seu estado original e não podem resistir à luta pela existência com espécies selvagens sem o apoio do homem.
• Os agroecossistemas recebem um fluxo adicional de energia, além da energia solar, graças às atividades de pessoas, animais e mecanismos que fornecem as condições necessárias para o crescimento das espécies cultivadas. A produção primária líquida (cultura) é retirada do ecossistema e não entra na cadeia alimentar.

A regulação artificial do número de pragas é, na maioria das vezes, uma condição necessária para a manutenção dos agroecossistemas. Portanto, na prática agrícola, são utilizados meios poderosos para suprimir o número de espécies indesejáveis: pesticidas, herbicidas, etc. As consequências ambientais dessas ações acarretam, entretanto, uma série de efeitos indesejáveis, além daqueles para os quais são aplicadas.

Em relação às comunidades que se formam nos agroecossistemas, a ênfase está mudando gradativamente em conexão com o desenvolvimento geral do conhecimento ecológico. A ideia de fragmentação, fragmentação de conexões cenóticas e a simplificação final das agrocenoses está sendo substituída por uma compreensão de sua complexa organização sistêmica, onde uma pessoa influencia significativamente apenas links individuais, e todo o sistema continua a se desenvolver de acordo com o natural, natural leis.

Do ponto de vista ecológico, é extremamente perigoso simplificar o ambiente natural de uma pessoa, transformando toda a paisagem em agrícola. A principal estratégia para criar uma paisagem altamente produtiva e sustentável deve ser preservar e aumentar sua diversidade.

Junto com a manutenção de campos altamente produtivos, cuidados especiais devem ser tomados para preservar as áreas protegidas que não estão sujeitas ao impacto antrópico. Reservas com uma rica diversidade de espécies são uma fonte de espécies para comunidades que se recuperam em séries sucessionais.

Revolução verde

Uma das manifestações da revolução científica e tecnológica na agricultura é a "revolução verde". revolução verde representa uma transformação da agricultura baseada na tecnologia agrícola moderna e na criação, este é um período de mudança radical nas abordagens para o cultivo de plantas e animais. Como resultado do primeiro período dessa revolução, o rendimento das safras de grãos aumentou 2 a 3 vezes e a gama de produtos dobrou.

As principais tendências do segundo período da "revolução verde" foram: impacto mínimo no meio ambiente, redução dos investimentos antrópicos em energia, uso de métodos biológicos controle de pragas de plantas. No entanto, a intervenção humana ativa nos ecossistemas naturais e a criação de agroecossistemas levaram a uma série de consequências negativas: degradação do solo, redução da fertilidade do solo, poluição dos ecossistemas com pesticidas.