Ecosisteme naturale și artificiale, caracteristicile lor. Sistemul ecologic: concept, esență, tipuri și niveluri

Ecosistemele naturale (biogeocenoze) sunt principalele componente ale biosferei. Diversitatea și distribuția lor în suprafața pământului avea mare importanță pentru om, deoarece de la ei primeste alimente, substante pentru tratare, materiale pentru confectionarea hainelor si construirea locuintei, materii prime pt. productie industriala etc.

Activitatea umană, mai ales în ultimul secol, a început să schimbe dramatic starea ecosistemelor naturale și a biosferei în ansamblu. Ca urmare, mii de ani de ecosisteme existente sunt distruse și multe specii de plante și animale dispar.

Principalele activități umane care duc la schimbarea ecosistemului: cu construcția de orașe, drumuri, baraje , d obiceiul mineralelor, vânătoarea, pescuitul, colecția de plante valoroase , defrișări, arătură de pământ , arderea unor cantităţi mari de combustibili fosili etc.

Consecințele activității umane:

1. Reducerea suprafeței ecosistemelor naturale.

2. Distrugerea habitatelor speciilor, dispariția unor specii, reducerea biodiversității.

3. Poluarea atmosferei, oceanelor.

4. Schimbările climatice ale Pământului.

5. Deteriorarea sănătății populației lumii.

6. Reducere resurse naturale pe măsură ce consumul lor crește.

7. Reducerea teritoriilor locuibile odată cu creșterea populației lumii.

8. Reducerea stabilității biosferei.

Modalități de salvare a ecosistemelor:

1. Aplicarea tehnologiilor de economisire a resurselor și a energiei (tehnologii non-deșeuri, reciclarea materiilor prime).

2. Lupta împotriva poluării atmosferei, hidrosferei, solului (îmbunătățirea curățeniei, eliminarea deșeurilor, tehnologii nedeșeuri, surse de energie curată, măsuri economice și legale - amenzi, răspundere mai aspră, monitorizare a mediului).

3. Recuperarea terenurilor, controlul eroziunii solului (refacerea terenurilor după minerit, construcții, poluare etc., organizarea zonelor de protecție sanitară în jurul orașelor, întreprinderi industriale)

4. Măsuri de mediu (adoptarea de legi, Cărți Roșii, crearea de documente special protejate zone naturale, limitarea pescuitului, lupta împotriva braconierii).

5. Contraceptie (prin adoptarea de programe de control, dezvoltare demografică, legi, contracepție).

6. Educarea conștiinței ecologice la oameni. (respingerea atitudinii consumatorului față de natură, promovarea unei atitudini grijulii, a simțului responsabilității față de generațiile viitoare)

2. Angiospermele sunt grupul dominant de plante de pe Pământ. Clasele de angiosperme. Printre exemplarele de erbari sau plante vii, găsiți angiosperme aparținând diferite clase. După ce semne îi deosebești?

Departamentul Angiosperme include plante care formează flori și fructe. Descind din gimnosperme. Înflorirea - cel mai mare și foarte organizat departament din regnul plantelor, unind 250 de mii de specii din 350 de mii de specii ale tuturor plantelor. În comparație cu gimnospermele, angiospermele au o serie de avantaje care le-au permis să devină grupul dominant de plante de pe Pământ. Aspectul florii asigura o polenizare mai sigură, iar aspectul fructului asigura protecția semințelor și distribuirea acestora. Dubla fertilizare asigură dezvoltarea nu numai a unui embrion diploid, ci și a unui endosperm triploid (țesut nutritiv pentru embrion). O varietate de adaptări vă permite să trăiți în diferite condiții.

Trasaturi caracteristice departament:

1) Au o floare in care ovulele sunt protejate in interiorul ovarului.

2) Ele formează un fruct, în interiorul căruia se află semințe, iar embrionul de semințe este protejat atât de învelișul semințelor, cât și de pericarp.

3) Fertilizarea dublă, care are ca rezultat formarea unui embrion diploid și a unui endosperm triploid - un țesut nutritiv pentru dezvoltarea embrionului.

4) Țesuturile conductoare (vasele și tuburile de sită cu celule satelit) sunt bine dezvoltate.

5) Au o varietate de forme de viață (ierburi, copaci, arbuști, arbuști și copaci), formând biocenoze cu mai multe niveluri.

6) Avea diverse amenajări la polenizare, răspândirea semințelor, evaporare, nutriție, lumină etc.

În departamentul de angiosperme se disting două clase: Dicotiledonate și Monocotiledonate.

Cursul numărul 5. ecosisteme artificiale

5.1 Ecosisteme naturale și artificiale

În biosferă, pe lângă biogeocenozele naturale și ecosistemele, există comunități create artificial de activitatea economică umană – ecosisteme antropice.

Ecosistemele naturale se disting printr-o diversitate semnificativă de specii, există de mult timp, sunt capabile de autoreglare, au stabilitate și rezistență deosebită. Biomasa și nutrienții creați în ele rămân și sunt utilizați în cadrul biocenozelor, îmbogățindu-le resursele.

Ecosisteme artificiale – agrocenozele (lanuri de grâu, cartofi, grădini de legume, ferme cu pășuni adiacente, iazuri cu pești etc.) alcătuiesc o mică parte din suprafața terenului, dar asigură aproximativ 90% din energia alimentară.

Dezvoltare Agricultură din cele mai vechi timpuri, ea a fost însoțită de distrugerea completă a stratului de vegetație pe suprafețe mari pentru a face loc unui număr mic de specii alese de om, care sunt cele mai potrivite pentru hrană.

Cu toate acestea, inițial activitatea umană într-o societate agricolă se încadra în ciclul biochimic și nu a schimbat fluxul de energie în biosferă. În producția agricolă modernă, utilizarea energiei sintetizate în prelucrarea mecanică a pământului, utilizarea îngrășămintelor și pesticidelor a crescut dramatic. Acest lucru perturbă echilibrul energetic general al biosferei, ceea ce poate duce la consecințe imprevizibile.

Compararea ecosistemelor antropice naturale și simplificate

(după Miller, 1993)

5.2 Ecosisteme artificiale

5.2.1 Agroecosisteme

Agroecosistem(din grecescul agros - câmp) - o comunitate biotică creată și întreținută în mod regulat de om pentru a obține produse agricole. De obicei include totalitatea organismelor care trăiesc pe terenuri agricole.

Agroecosistemele includ câmpuri, livezi, grădini de legume, podgorii, mari complexe zootehnice cu pășuni artificiale adiacente.

O trăsătură caracteristică agroecosistemelor este fiabilitatea ecologică scăzută, dar productivitatea ridicată a unei (mai multe) specii sau soiuri de plante sau animale cultivate. Principala lor diferență față de ecosistemele naturale este structura lor simplificată și compoziția epuizată a speciilor.

Agroecosistemele sunt diferite de ecosistemele naturale o serie de caracteristici:

1. Varietatea organismelor vii din ele este redusă brusc pentru a obține cea mai mare producție posibilă.

Pe un câmp de secară sau grâu, pe lângă o monocultură de cereale, se găsesc doar câteva tipuri de buruieni. Într-o pajiște naturală, diversitatea biologică este mult mai mare, dar productivitatea biologică este de multe ori inferioară unui câmp semănat.

Reglarea artificială a numărului dăunătorilor - în cea mai mare parte conditie necesara menținerea agroecosistemelor. Prin urmare, în practica agricolă, sunt folosite mijloace puternice pentru a suprima numărul de specii nedorite: pesticide, erbicide etc. Consecințele asupra mediului ale acestor acțiuni conduc, totuși, la o serie de efecte nedorite, pe lângă cele pentru care sunt aplicate.

2. Speciile de plante și animale agricole din agroecosisteme sunt obținute mai degrabă ca rezultat al selecției artificiale decât naturale și nu pot rezista luptei pentru existență cu specii sălbatice fără sprijin uman.

Ca urmare, are loc o îngustare bruscă a bazei genetice a culturilor agricole, care sunt extrem de sensibile la reproducerea în masă a dăunătorilor și bolilor.

3. Agroecosistemele sunt mai deschise, materia și energia sunt retrase din ele cu culturi, produse zootehnice și, de asemenea, ca urmare a distrugerii solului.

În biocenozele naturale, producția primară de plante este consumată în numeroase lanțuri trofice și din nou revenită la ciclul biologic sub formă de dioxid de carbon, apă și substanțe nutritive minerale.

Datorită recoltării constante și perturbării proceselor de formare a solului, cu cultivarea pe termen lung a monoculturii pe terenurile cultivate, fertilitatea solului scade treptat. Această poziție în ecologie se numește legea randamentelor descrescatoare .

Astfel, pentru o agricultură prudentă și rațională, este necesar să se țină cont de epuizarea resurselor solului și să se păstreze fertilitatea solului cu ajutorul tehnologiei agricole îmbunătățite, rotației raționale a culturilor și a altor metode.

Schimbarea acoperirii vegetației în agroecosisteme nu se produce în mod natural, ci la voința omului, ceea ce nu se reflectă întotdeauna bine în calitatea factorilor abiotici incluși în acesta. Acest lucru este valabil mai ales pentru fertilitatea solului.

Diferența principală agroecosisteme din ecosisteme naturale - obținerea de energie suplimentară pentru funcționare normală.

Suplimentar se referă la orice tip de energie care este adăugată agroecosistemelor. Poate fi forța musculară a unei persoane sau animale, tipuri diferite combustibil pentru exploatarea mașinilor agricole, îngrășăminte, pesticide, pesticide, iluminat suplimentar etc. Conceptul de „energie suplimentară” include și noi rase de animale domestice și varietăți de plante cultivate introduse în structura agroecosistemelor.

Trebuie remarcat faptul că agroecosistemele - comunități extrem de instabile. Nu sunt capabili de auto-vindecare și autoreglare, sunt supuși amenințării cu moartea din cauza reproducerii în masă a dăunătorilor sau bolilor.

Motivul instabilității este că agrocenozele sunt compuse dintr-una (monocultură) sau mai rar maximum 2-3 specii. De aceea orice boală, orice dăunător poate distruge agrocenoza. Cu toate acestea, o persoană merge în mod conștient să simplifice structura agrocenozei pentru a obține randamentul maxim. Agrocenozele, într-o măsură mult mai mare decât cenozele naturale (pădure, luncă, pășuni), sunt supuse eroziunii, levigarii, salinizării și invaziei dăunătorilor. Fără participarea omului, agrocenozele culturilor de cereale și legume există timp de cel mult un an, plante de fructe de pădure - 3-4, culturi de fructe- 20-30 de ani. Apoi se dezintegrează sau mor.

Avantajul agrocenozelorÎnaintea ecosistemelor naturale este producția de hrană necesară oamenilor și mari oportunități de creștere a productivității. Cu toate acestea, ele sunt realizate doar cu preocupare constantă pentru fertilitatea pământului, asigurând plantelor umiditate, protejând populațiile culturale, soiurile și rasele de plante și animale de efectele adverse ale florei și faunei naturale.

Toate agroecosistemele de câmpuri, grădini, pajiști, grădini, sere create artificial în practica agricolă sunt sisteme susținute de om.

În raport cu comunitățile care se conturează în agroecosisteme, accentul se schimbă treptat în legătură cu dezvoltarea generală a cunoștințelor ecologice. Ideea de fragmentare, fragmentare a conexiunilor cenotice și simplificarea finală a agrocenozelor este înlocuită de o înțelegere a organizării lor sistemice complexe, în care o persoană influențează în mod semnificativ doar legăturile individuale, iar întregul sistem continuă să se dezvolte în conformitate cu natura naturală, naturală. legi.

Din punct de vedere ecologic, este extrem de periculos să simplificați mediul natural al unei persoane, transformând întregul peisaj într-unul agricol. Strategia principală pentru crearea unui peisaj extrem de productiv și durabil ar trebui să fie păstrarea și creșterea diversității acestuia.

Alături de întreținerea câmpurilor de mare productivitate, trebuie acordată o atenție deosebită păstrării ariilor protejate care nu sunt supuse impactului antropic. Rezervațiile cu o bogată diversitate de specii sunt o sursă de specii pentru comunitățile care se recuperează în serii succesive.

Caracteristici comparative ale ecosistemelor naturale și agroecosistemelor

5.2.2 Ecosisteme industrial-urbane

Situația este destul de diferită în ecosisteme, care includ sisteme industrial-urbane - aici energia combustibilului înlocuiește complet energia solară. În comparație cu fluxul de energie din ecosistemele naturale, aici consumul acestuia este cu două până la trei ordine de mărime mai mare.

În legătură cu cele de mai sus, trebuie menționat că ecosistemele artificiale nu pot exista fără sisteme naturale, în timp ce ecosistemele naturale pot exista fără cele antropice.

sisteme urbane

Sistem urban (urbosistem)- „un sistem natural-antropogen instabil format din obiecte de arhitectură și construcții și ecosisteme naturale puternic perturbate” (Reimers, 1990).

Pe măsură ce orașul se dezvoltă, zonele sale funcționale devin din ce în ce mai diferențiate. industrial, rezidential, parc forestier.

zonele industriale sunt zone în care sunt concentrate instalaţiile industriale diverse industrii(metalurgică, chimică, inginerească, electronică etc.). Ele sunt principalele surse de poluare a mediului.

zone rezidențiale- sunt teritoriile de concentrare a clădirilor de locuit, a clădirilor administrative, a obiectelor de cultură, de educație etc.

parc forestier - aceasta este o zonă verde în jurul orașului, cultivată de om, adică adaptată pentru recreere în masă, sport și divertisment. Secțiunile sale sunt posibile și în interiorul orașelor, dar de obicei aici parcuri orasenesti- plantații de arbori în oraș, care ocupă teritorii destul de întinse și servesc, de asemenea, cetățenilor pentru recreere. Spre deosebire de pădurile naturale și chiar de parcurile forestiere, parcurile orașului și plantațiile similare mai mici din oraș (pătrate, bulevarde) nu sunt sisteme autoportante și autoreglabile.

Zona de parc forestier, parcurile orașului și alte zone ale teritoriului alocate și special adaptate pentru recreerea oamenilor se numesc recreative zone (teritorii, situri etc.).

Aprofundarea proceselor de urbanizare duce la complexitatea infrastructurii orașului. Un loc semnificativ începe să ocupe transportȘi facilitati de transport(autostrăzi, benzinării, garaje, benzinării, căi ferate cu infrastructura sa complexă, inclusiv subteran - metrou; aerodromuri cu un complex de servicii etc.). Sisteme de transport traversează toate zonele funcționale ale orașului și au impact asupra întregului mediu urban (mediu urban).

Mediul umanîn aceste condiții, este o combinație de medii abiotice și sociale care influențează în comun și direct oamenii și economia lor. În acelaşi timp, după N.F.Reimers (1990), ea poate fi împărţită în mediul naturalȘi mediu natural transformat de om(peisaje antropice până la mediul artificial al oamenilor - clădiri, drumuri asfaltate, iluminat artificial etc., adică până la mediu artificial).

În general, mediul urban și așezările de tip urban fac parte tehnosfera, adică biosfera, transformată radical de om în obiecte tehnice și create de om.

Pe lângă partea terestră a peisajului, baza sa litogenă, adică partea de suprafață a litosferei, care este denumită în mod obișnuit mediul geologic, intră și pe orbita activității economice umane (E. M. Sergeev, 1979).

Mediul geologic- Acest stânci, Apele subterane, care sunt afectate de activitatea economică umană (Fig. 10.2).

În zonele urbane, în ecosistemele urbane, se poate distinge un grup de sisteme, reflectând complexitatea interacțiunii clădirilor și structurilor cu mediul înconjurător, care se numesc sisteme naturale și tehnice(Trofimov, Epishin, 1985) (Fig. 10.2). Sunt strâns legate de peisajele antropice, cu lor structura geologicăși ușurare.

Astfel, sistemele urbane sunt în centrul atenției populației, clădirile și structurile rezidențiale și industriale. Existența sistemelor urbane depinde de energia combustibililor fosili și a materiilor prime de energie nucleară, este reglată și întreținută artificial de om.

Mediul sistemelor urbane, atât părțile sale geografice, cât și geologice, a fost cel mai puternic schimbat și, de fapt, a devenit artificial, aici apar probleme de utilizare și reutilizare a resurselor naturale implicate în circulația, poluarea și purificarea mediului, aici se constată o izolare din ce în ce mai mare a ciclurilor economice și de producție de metabolismul natural (rulajele biogeochimice) și fluxul de energie în ecosistemele naturale. Și, în sfârșit, aici densitatea populației și mediul construit sunt cele mai mari, ceea ce amenință nu numai sanatatea umana, dar şi supravieţuirea întregii omeniri. Sănătatea umană este un indicator al calității acestui mediu.

Toate organismele vii nu trăiesc pe Pământ izolate unele de altele, ci formează comunități. Totul în ele este interconectat, atât organismele vii, cât și astfel de formațiuni din natură se numesc un ecosistem care trăiește conform propriilor legi specifice și are caracteristici și calități specifice cu care vom încerca să ne familiarizăm.

Conceptul de ecosistem

Există o astfel de știință precum ecologia, care studiază. Dar aceste relații pot fi realizate numai în cadrul unui anumit ecosistem și nu apar în mod spontan și haotic, ci în conformitate cu anumite legi.

Există diferite tipuri de ecosisteme, dar toate sunt o colecție de organisme vii care interacționează între ele și cu mediul prin schimbul de substanțe, energie și informații. De aceea, ecosistemul rămâne stabil și durabil pe o perioadă lungă de timp.

Clasificarea ecosistemelor

În ciuda mare varietate ecosistemelor, toate sunt deschise, fără aceasta existența lor ar fi imposibilă. Tipurile de ecosisteme sunt diferite, iar clasificarea poate fi diferită. Dacă avem în vedere originea, atunci ecosistemele sunt:

1. naturale sau naturale. În ele, toată interacțiunea se desfășoară fără participarea directă a unei persoane. Ele, la rândul lor, sunt împărțite în:

• Ecosisteme care sunt complet dependente de energia solară.
• Sisteme care primesc energie atât de la soare, cât și de la alte surse.

2. Ecosisteme artificiale. Creat de mâini umane și poate exista doar cu participarea lui. Ele sunt, de asemenea, împărțite în:

• Agroecosistemele, adică cele asociate cu activitate economică persoană.
• Tehnoecosistemele apar în legătură cu activitățile industriale ale oamenilor.
• ecosistemelor urbane.

O altă clasificare distinge următoarele tipuri de ecosisteme naturale:

1. Sol:

• Junglă.
• Deșert cu vegetație ierboasă și tufișă.
• Savannah.
• Stepe.
• Pădure de foioase.
• Tundră.

2. Ecosisteme de apă dulce:

• rezervoare stagnante
• Ape curgătoare (râuri, pâraie).
• Mlaștini.

3. Ecosisteme marine:

• Ocean.
• platou continental.
• Zone de pescuit.
• Gurile de râuri, golfuri.
• Zone de rift de apă adâncă.

Indiferent de clasificare, se poate observa diversitatea speciilor ecosistemice, care se caracterizează prin setul de forme de viață și compoziția numerică.

Caracteristicile distinctive ale unui ecosistem

Conceptul de ecosistem poate fi atribuit atât formațiunilor naturale, cât și create artificial de om. Dacă vorbim despre naturale, atunci ele se caracterizează prin următoarele caracteristici:

• În orice ecosistem, elementele esențiale sunt organismele vii și factorii de mediu abiotici.
• În orice ecosistem, există un ciclu închis de la producția de substanțe organice până la descompunerea lor în componente anorganice.
• Interacțiunea speciilor în ecosisteme asigură stabilitate și autoreglare.

Întregul lumea Este reprezentat de diverse ecosisteme, care se bazează pe materie vie cu o anumită structură.

Structura biotică a unui ecosistem

Chiar dacă ecosistemele diferă în diversitate de specii, abundență de organisme vii, formele lor de viață, structura biotică în oricare dintre ele este încă aceeași.

Orice tip de ecosistem include aceleași componente; fără prezența lor, funcționarea sistemului este pur și simplu imposibilă.

1. Producătorii.
2. Consumatorii de ordinul doi.
3. Reductoare.

Primul grup de organisme include toate plantele care sunt capabile de procesul de fotosinteză. Ei produc materie organica. Acest grup include și chimiotrofe, care formează compuși organici. Dar numai pentru aceasta ei folosesc nu energia solară, ci energia compușilor chimici.

Consumatorii includ toate organismele care au nevoie de materie organică din exterior pentru a-și construi corpul. Aceasta include toate organismele erbivore, prădătorii și omnivorele.

Descompozitorii, care includ bacterii, ciuperci, transformă resturile de plante și animale în compuși anorganici adecvați pentru utilizare de către organismele vii.

Funcționarea ecosistemelor

Cel mai mare sistem biologic este biosfera, care, la rândul său, constă din componente individuale. Puteți realiza următorul lanț: specie-populație-ecosistem. Cea mai mică unitate dintr-un ecosistem este specia. În fiecare biogeocenoză, numărul acestora poate varia de la câteva zeci la sute și mii.

Indiferent de numărul de indivizi și specii individuale din orice ecosistem, există un schimb constant de materie și energie nu numai între ele, ci și cu mediul.

Dacă vorbim despre schimbul de energie, atunci este foarte posibil să se aplice legile fizicii. Prima lege a termodinamicii spune că energia nu dispare fără urmă. Se schimbă doar de la o specie la alta. Conform celei de-a doua legi, într-un sistem închis, energia nu poate decât să crească.

Dacă legi fizice aplicate ecosistemelor, se poate concluziona că acestea își susțin activitatea vitală datorită prezenței energiei solare, pe care organismele sunt capabile nu numai să o capteze, ci și să o transforme, să o utilizeze și apoi să o dea în mediu inconjurator.

Energia este transferată de la un nivel trofic la altul; în timpul transferului, un tip de energie este convertit în altul. O parte din ea, desigur, se pierde sub formă de căldură.

Oricare ar fi tipurile de ecosisteme naturale, astfel de legi operează absolut în fiecare.

Structura ecosistemului

Dacă luăm în considerare orice ecosistem, atunci putem vedea cu siguranță în el că diverse categorii, de exemplu, producători, consumatori și descompunetori, sunt întotdeauna reprezentate de un întreg set de specii. Natura prevede că, dacă ceva se întâmplă dintr-o dată uneia dintre specii, atunci ecosistemul nu va muri din aceasta, el poate fi întotdeauna înlocuit cu succes de altul. Aceasta explică stabilitatea ecosistemelor naturale.

O mare varietate de specii în ecosistem, diversitatea asigură stabilitatea tuturor proceselor care au loc în cadrul comunității.

În plus, orice sistem are propriile sale legi, pe care toate organismele vii le respectă. Pe baza acestui fapt, în biogeocenoză pot fi distinse mai multe structuri:

Orice structură este neapărat prezentă în orice ecosistem, dar poate diferi semnificativ. De exemplu, dacă comparăm biogeocenoza deșertului și pădure tropicală, diferența este vizibilă cu ochiul liber.

ecosisteme artificiale

Astfel de sisteme sunt create de mâini umane. În ciuda faptului că în ele, ca și în cele naturale, toate componentele structurii biotice sunt în mod necesar prezente, există încă diferențe semnificative. Printre acestea se numără următoarele:

1. Agrocenozele sunt caracterizate de o compoziție slabă a speciilor. Acolo cresc doar acele plante pe care le crește omul. Însă natura își face taxă și întotdeauna, de exemplu, pe un câmp de grâu poți vedea așezându-se flori de colț, margarete, diverse artropode. În unele sisteme, chiar și păsările au timp să construiască un cuib pe pământ și să eclozeze puii.
2. Dacă o persoană nu are grijă de acest ecosistem, atunci plante cultivate nu pot concura cu rudele lor sălbatice.
3. Agrocenozele există și datorită energiei suplimentare pe care o aduce o persoană, de exemplu, prin aplicarea îngrășămintelor.
4. Deoarece biomasa crescută a plantelor este retrasă odată cu recolta, solul este epuizat în nutrienți. Prin urmare, pentru existența ulterioară, din nou, este necesară intervenția unei persoane care va trebui să fertilizeze pentru a crește următoarea cultură.

Se poate concluziona că ecosistemele artificiale nu aparțin sistemelor durabile și autoreglabile. Dacă o persoană încetează să aibă grijă de ei, nu va supraviețui. Treptat, speciile sălbatice vor înlocui plantele cultivate, iar agrocenoza va fi distrusă.

De exemplu, un ecosistem artificial de trei tipuri de organisme poate fi creat cu ușurință acasă. Daca pui un acvariu, torni apa in el, asezi cateva crengi de elodea si asezi doi pesti, aici ai gata un sistem artificial. Nici măcar unul atât de simplu nu poate exista fără intervenția umană.

Valoarea ecosistemelor în natură

La nivel global, toate organismele vii sunt distribuite în ecosisteme, așa că importanța lor este greu de subestimat.

1. Toate ecosistemele sunt interconectate prin circulația substanțelor care pot migra de la un sistem la altul.
2. Datorită prezenței ecosistemelor în natură, diversitatea biologică este păstrată.
3. Toate resursele pe care le extragem din natură ne sunt oferite de ecosisteme: apă curată, aer,

Orice ecosistem este foarte ușor de distrus, mai ales având în vedere capacitățile omului.

Ecosisteme și om

De la apariția omului, influența sa asupra naturii a crescut în fiecare an. În curs de dezvoltare, omul s-a imaginat regele naturii, a început fără ezitare să distrugă plantele și animalele, să distrugă ecosistemele naturale, prin urmare a început să taie ramura pe care stă el însuși.

Interferând cu ecosistemele vechi de secole și încălcând legile existenței organismelor, omul a condus la faptul că toți ecologiștii lumii strigă deja cu o singură voce că lumea a venit. Majoritatea oamenilor de știință sunt siguri că dezastre naturale, in care În ultima vreme au început să apară mai des, sunt răspunsul naturii la amestecul necugetat al omului în legile ei. Este timpul să ne oprim și să ne gândim că orice fel de ecosisteme s-au format de secole, cu mult înainte de apariția omului, și au existat perfect fără el. Poate omenirea să trăiască fără natură? Răspunsul se sugerează de la sine.

ecosistem artificial - este un ecosistem antropic, creat de om. Toate legile de bază ale naturii sunt valabile pentru ea, dar spre deosebire de ecosistemele naturale, nu poate fi considerată ca fiind deschisă. Crearea și monitorizarea ecosistemelor artificiale mici permite obținerea de informații extinse despre posibila stare a mediului datorită impactului uman la scară largă asupra acestuia. Pentru a produce produse agricole, o persoană creează un agroecosistem instabil, creat artificial și întreținut în mod regulat (agrobiocenoză ) - câmpuri, pășuni, grădini de legume, livezi, vii etc.

Diferențele agrocenozelor față de biocenozele naturale: diversitate nesemnificativă a speciilor (agrocenoza este formată dintr-un număr mic de specii cu o abundență mare); lanțuri scurte de aprovizionare; ciclu incomplet de substanțe (parte a nutrienți scos cu recolta); sursa de energie nu este doar Soarele, ci și activitățile umane (recuperare, irigare, aplicare de îngrășăminte); selecția artificială (efectul selecției naturale este slăbit, selecția este efectuată de om); lipsa de autoreglare (reglementarea este efectuată de o persoană), etc. Astfel, agrocenozele sunt sisteme instabile și pot exista doar cu sprijinul unei persoane. De regulă, agroecosistemele se caracterizează printr-o productivitate ridicată în comparație cu ecosistemele naturale.

Sisteme urbane (sisteme urbane) -- sisteme artificiale(ecosisteme) care decurg din dezvoltarea orașelor, și reprezentând focusul populației, clădiri rezidențiale, dotări industriale, casnice, culturale etc.

În componența lor se pot distinge următoarele teritorii: zone industriale , unde sunt concentrate instalațiile industriale ale diverselor sectoare ale economiei și sunt principalele surse de poluare a mediului; zone rezidentiale (zone rezidentiale sau de dormit) cu Cladiri rezidentiale, clădiri administrative, obiecte ale vieții de zi cu zi, cultură etc.); zone de agrement , destinat recreerii oamenilor (parcuri forestiere, centre de recreere etc.); sistemele și instalațiile de transport , pătrunzând în întregul sistem urban (drumuri și căi ferate, metrou, benzinării, garaje, aerodromuri etc.). Existența ecosistemelor urbane este susținută de agroecosisteme și de energia combustibililor fosili și de industria nucleară.

Un ecosistem este o colecție de organisme vii care fac schimb continuu de materie, informații și energie între ele și cu mediul. Energia este definită ca fiind capacitatea de a lucra. Proprietățile sale sunt descrise de legile termodinamicii. Prima lege a termodinamicii, sau legea conservării energiei, afirmă că energia se poate schimba de la o formă la alta, dar nu dispare și nici nu poate fi creată din nou.

A doua lege a termodinamicii spune: în orice transformare a energiei, o parte din ea se pierde sub formă de căldură, adică. devine indisponibil pentru utilizare ulterioară. Măsura cantității de energie care nu este disponibilă pentru utilizare sau, altfel, măsura schimbării în ordine care are loc în timpul degradării energiei este entropia. Cu cât este mai mare ordinea sistemului, cu atât entropia acestuia este mai mică.

Procesele spontane conduc sistemul la o stare de echilibru cu mediul, la creșterea entropiei, la producerea de energie pozitivă. Dacă un sistem neviu dezechilibrat cu mediul este izolat, atunci toată mișcarea în el se va opri în curând, sistemul în ansamblu se va stinge și se va transforma într-un grup inert de materie care se află în echilibru termodinamic cu mediul, adică într-o stare cu entropie maximă.

Aceasta este starea cea mai probabilă pentru sistem și nu va putea ieși spontan din ea fără influențe externe. Deci, de exemplu, o tigaie încinsă, care s-a răcit, având căldură disipată, nu se încălzește singură; energia nu s-a pierdut, a încălzit aerul, dar s-a schimbat calitatea energiei, nu mai poate lucra. Astfel, în sistemele nevii starea lor de echilibru este stabilă.

Sistemele vii au o diferență fundamentală față de sistemele nevii - ele efectuează o muncă constantă împotriva echilibrării cu mediul. În sistemele vii, o stare stabilă de neechilibru. Viața este singurul proces natural spontan de pe Pământ în care entropia scade. Acest lucru este posibil deoarece toate sistemele vii sunt deschise schimbului de energie.

Există o cantitate imensă de energie liberă de la Soare în mediul înconjurător, iar sistemul viu în sine conține componente care au mecanisme de captare, concentrare și apoi disipare a acestei energii în mediu. Disiparea energiei, adică creșterea entropiei, este un proces caracteristic oricărui sistem, atât neînsuflețit, cât și viu, iar auto-captarea și concentrarea energiei este capacitatea doar a unui sistem viu. În același timp, ordinea și organizarea sunt extrase din mediu, adică dezvoltarea energiei negative - non-entropie. Acest proces de formare a ordinii în sistem din haosul mediului se numește autoorganizare. Ea duce la o scădere a entropiei unui sistem viu, contracarează echilibrarea acestuia cu mediul.

Astfel, orice sistem viu, inclusiv un ecosistem, își menține activitatea vitală datorită, în primul rând, prezenței unui exces de energie liberă în mediu; în al doilea rând, capacitatea de a capta și concentra această energie și, atunci când este utilizată, de a dispersa stări cu entropie scăzută în mediu.

Ele captează energia Soarelui și o transformă în energie potențială a materiei organice a plantelor - producători. Energia primită sub formă radiatie solara, în procesul de fotosinteză este transformată în energia legăturilor chimice.

Energia solară care ajunge pe Pământ este distribuită astfel: 33% din ea este reflectată de nori și praful atmosferei (acesta este așa-numitul albedo sau coeficientul de reflexie al Pământului), 67% este absorbită de atmosferă, suprafața Pământului și Oceanul. Din această cantitate de energie absorbită, doar aproximativ 1% este cheltuită pentru fotosinteză, iar restul energiei, încălzind atmosfera, pământul și oceanul, este reemisă în spațiul cosmic sub formă de radiație termică (infraroșie). Acest 1% din energie este suficient pentru a-i furniza toată materia vie a planetei.

Procesul de acumulare a energiei în corpul fotosinteticului este asociat cu o creștere a masei corporale. Productivitatea ecosistemului este rata la care producătorii absorb energia radiantă în timpul fotosintezei, formându-se materie organică, care poate fi folosit ca aliment. Masa de substanțe create de producătorul fotosintetic este denumită producție primară, aceasta este biomasa țesuturilor plantelor. Producția primară este împărțită în două niveluri - producția brută și producția netă. Producția primară brută este greutate totală materia organică brută creată de o plantă pe unitatea de timp la o anumită rată de fotosinteză, inclusiv cheltuielile pentru respirație (parte din energia care este cheltuită pentru procesele vitale; aceasta duce la o scădere a biomasei).

Acea parte din producția brută care nu este cheltuită „pentru respirație” se numește producție primară netă. Producția primară netă este o rezervă, din care o parte este folosită ca hrană de către organisme - heterotrofe (consumatori de prim ordin). Energia primită de heterotrofi cu alimente (așa-numita energie mare) corespunde costului energetic al cantității totale de alimente consumate. Cu toate acestea, eficiența digestiei alimentelor nu atinge niciodată 100% și depinde de compoziția furajului, temperatură, sezon și alți factori.

Conexiuni funcționale în ecosistem, de ex. structura sa trofică poate fi reprezentată grafic, sub formă de piramide ecologice. Baza piramidei este nivelul producătorilor, iar nivelurile ulterioare formează etajele și vârful piramidei. Există trei tipuri principale de piramide ecologice.

Piramida numerelor (piramida lui Elton) reflectă numărul de organisme de la fiecare nivel. Această piramidă reflectă o regularitate - numărul de indivizi care alcătuiesc o serie de legături de la producători la consumatori este în scădere constantă.

Piramida biomasei indică în mod clar cantitatea de materie vie la un anumit nivel trofic. În ecosistemele terestre, se aplică regula piramidei biomasei: masa totală a plantelor depășește masa tuturor ierbivorelor, iar masa lor depășește întreaga biomasă a prădătorilor. Pentru ocean, regula piramidei biomasei este invalidă - piramida are o vedere inversată. Ecosistemul oceanic se caracterizează prin acumularea de biomasă pe niveluri înalte, la prădători.

Piramida energiei (producția) reflectă cheltuirea energiei în lanțurile trofice. Regula piramidei energetice: la fiecare nivel trofic anterior, cantitatea de biomasă creată pe unitatea de timp (sau energie) este mai mare decât la următorul.

Natura este multifațetă și frumoasă. Putem spune că acesta este un întreg sistem care include atât viața cât și natura neînsuflețită. În interiorul său există multe alte sisteme diferite care sunt inferioare lui ca scară. Dar nu toate sunt create complet de natură. În unele dintre ele, o persoană contribuie. Factorul antropic se poate schimba radical peisaj naturalși direcția acesteia.

Agroecosistem – rezultat din activitatea antropică. Oamenii pot ară pământul, planta teritoriul cu copaci, dar indiferent de ceea ce facem, mereu am fost înconjurați și vom fi înconjurați de natură. Aceasta este o parte din particularitățile sale. Prin ce diferă agroecosistemele de ecosistemele naturale? Merită analizat acest lucru.

în general

În general, un sistem ecologic este orice combinație de componente organice și anorganice în care există o circulație a substanțelor.

Fie că este natural sau creat de om, este totuși un sistem ecologic. Dar totuși, prin ce diferă agroecosistemele de ecosistemele naturale? Despre totul în ordine.

ecosistem natural

Un sistem natural, sau, așa cum este numit și biogeocenoza, este o combinație de componente organice și anorganice pe o parcelă a suprafeței pământului cu fenomene naturale omogene: atmosfera, roci, condiții hidrologice, soluri, plante, animale și lume. a microorganismelor.

Sistemul natural are propria sa structură, care include următoarele componente. Producătorii sau, așa cum se mai numesc și autotrofe, sunt toate acele plante capabile să producă materie organică, adică capabile de fotosinteză. Consumatorii sunt cei care mănâncă plante. Este de remarcat faptul că aparțin primului ordin. În plus, există consumatori și alte comenzi. Și, în sfârșit, un alt grup este grupul de descompunetori. Se obișnuiește să includă diferite tipuri de bacterii, ciuperci.

Structura ecosistemului natural

În orice ecosistem, lanțurile trofice, rețelele trofice și nivelurile trofice se disting. Lanțul trofic este transferul secvenţial de energie. O rețea trofică reprezintă toate lanțurile care sunt interconectate. Nivelurile trofice sunt locurile pe care organismele le ocupă în lanțurile trofice. Producătorii aparțin chiar primului nivel, consumatorii de primul ordin aparțin celui de-al doilea, consumatorii de al doilea ordin al treilea și așa mai departe.

Un lanț saprofit, sau altfel detritic, începe cu rămășițele moarte și se termină cu un fel de animal. Există un lanț alimentar omnivor. pășunatul pășunat) în orice caz începe cu organisme fotosintetice.

Totul este despre biogeocenoză. Prin ce diferă agroecosistemele de ecosistemele naturale?

Agroecosistem

Un agroecosistem este un ecosistem creat de om. Aceasta include grădini, teren arabil, podgorii, parcuri.

Asemenea celui precedent, agroecosistemul cuprinde următoarele blocuri: producători, consumatori, descompunetori. Primele includ plante cultivate, buruieni, plante de pășuni, grădini și centuri forestiere. Consumatorii sunt toți animalele de fermă și oamenii. Blocul de descompunere este un complex de organisme din sol.

Tipuri de agroecosisteme

Crearea peisajelor antropice include mai multe tipuri:

• peisaje agricole: terenuri arabile, pășuni, terenuri irigate, grădini și altele;
• pădure: parcuri forestiere, centuri de acoperire;
• apa: iazuri, lacuri de acumulare, canale;
• urban: orașe, orașe;
• industriale: mine, cariere.

Există o altă clasificare a agroecosistemelor.

Tipuri de agroecosisteme

În funcție de nivel utilizare economică, sistemele sunt împărțite în:

• agrosferă (ecosistem global),
• peisaj agricol,
• agroecosistem,
• agrocenoza.

În funcție de energie zone naturaleîmpărțirea are loc:

• tropical;
• subtropical;
• moderat;
• tipuri arctice.

Prima se caracterizează printr-o aport mare de căldură, vegetație continuă și predominanța culturi perene. A doua - două perioade de vegetație, și anume vara și iarna. Al treilea tip are un singur sezon de creștere, precum și o perioadă lungă de repaus. În ceea ce privește al patrulea tip, aici cultivarea culturilor este foarte dificilă din cauza temperaturilor scăzute, precum și a perioadelor de frig pentru o lungă perioadă de timp.

Varietate de caracteristici

Toate plantele cultivate trebuie să aibă anumite proprietăți. În primul rând, plasticitatea ecologică ridicată, adică capacitatea de a produce culturi într-o gamă largă de fluctuații ale condițiilor climatice.

În al doilea rând, eterogenitatea populațiilor, adică în fiecare dintre ele ar trebui să existe plante care diferă prin caracteristici precum timpul de înflorire, rezistența la secetă și rezistența la îngheț.

În al treilea rând, precocitatea - capacitatea de a dezvoltare rapida care va depăşi dezvoltarea buruienilor.

În al patrulea rând, rezistența la boli fungice și alte boli.

În al cincilea rând, rezistența la insectele dăunătoare.

Comparativ și agroecosisteme

În plus, așa cum am menționat mai sus, aceste ecosisteme sunt foarte diferite în o serie de alte caracteristici. Spre deosebire de natural, în agroecosistem, principalul consumator este persoana însuși. El este cel care caută să maximizeze primirea producției primare (cultură) și secundară (șeptel). Al doilea consumator sunt animalele de fermă.

A doua diferență este că agroecosistemul este format și reglementat de om. Mulți oameni se întreabă de ce un agroecosistem este mai puțin rezistent decât un ecosistem. Chestia este că au o capacitate slab exprimată de autoreglare și auto-reînnoire. Fără intervenția umană, ele există doar pentru o perioadă scurtă de timp.

Următoarea diferență este selecția. Stabilitatea ecosistemului natural este asigurată de selecția naturală. În agroecosistem, este artificială, asigurată de om și care vizează obținerea unei producții maxime posibile. Energia primită de sistemul agricol include soarele și tot ceea ce dă o persoană: irigații, îngrășăminte și așa mai departe.

Biogeocenoza naturală se hrănește numai cu energie naturală. De regulă, plantele crescute de om includ mai multe specii, în timp ce ecosistemul natural este foarte divers.

Echilibrul nutrițional diferit este o altă diferență. Produsele plantelor dintr-un ecosistem natural sunt folosite în multe lanțuri trofice, dar totuși revin în sistem. Se dovedește circulația substanțelor.

Prin ce diferă agroecosistemele de ecosistemele naturale?

Ecosistemele naturale și cele agricole diferă unele de altele în multe feluri: plante, consum, vitalitate, rezistență la dăunători și boli, diversitatea speciilor, tipul de selecție și multe alte trăsături.

Un ecosistem creat de om are atât avantaje, cât și dezavantaje. Sistemul natural, la rândul său, nu poate avea niciun dezavantaj. Totul este frumos și armonios în el.

Atunci când creează sisteme artificiale, o persoană trebuie să trateze cu atenție natura pentru a nu perturba această armonie.