Compararea ecosistemelor naturale și artificiale. Tipuri de ecosistem și exemple

Comparația dintre ecosistemele antropogenice naturale și simplificate (după Miller, 1993)

Scopul principal al sistemelor agricole create este utilizarea rațională a acestora resurse biologice, care sunt direct implicate în sfera activității umane - surse de produse alimentare, materii prime tehnologice, medicamente.

Agroecosistemele sunt create de om pentru a obține un randament ridicat - producție pură de autotrofe.

Rezumând tot ce s-a spus deja despre agroecosisteme, subliniem următoarele diferențe principale față de cele naturale (Tabelul 2).

1. În agroecosisteme, diversitatea speciilor este redusă drastic:

§ scăderea speciilor de plante cultivate reduce și diversitatea vizibilă a populației animale a biocenozei;

§ diversitatea de specii a animalelor crescute de om este neglijabilă comparativ cu cea naturală;

§ pășunile cultivate (cu semănat de ierburi) sunt similare ca diversitate de specii cu câmpurile agricole.

2. Speciile de plante și animale cultivate de om „evoluează” prin selecție artificială și nu sunt competitive în lupta împotriva speciilor sălbatice fără sprijin uman.

3. Agroecosistemele primesc energie suplimentară subvenționată de om, pe lângă energia solară.

4. Producția netă (cultură) este îndepărtată din ecosistem și nu intră în lanțurile trofice ale biocenozei, ci utilizarea parțială a acesteia de către dăunători, pierderi în timpul recoltării, care pot cădea și în lanțurile trofice naturale. În orice mod posibil suprimat de om.

5. Ecosistemele de câmpuri, livezi, pășuni, grădini de bucătărie și alte agrocenoze sunt sisteme simplificate susținute de om în stadiile incipiente ale succesiunii și sunt la fel de instabile și incapabile de autoreglare ca și comunitățile de pionier naturali și, prin urmare, nu pot exista fără sprijin uman.

masa 2

Caracteristici comparative ecosistemelor naturaleși agroecosisteme.

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 observarea micilor ecosisteme artificiale permite obținerea unor informații extinse despre starea posibilă mediu inconjurator, din cauza impactului uman pe 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); selecție artificială (acțiune selecție naturală slăbit, selecția este efectuată de o persoană); 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) rezultate 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 instalaţiile industriale diverse industrii ferme care 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 întregul sistem urban (automobile 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 însuși 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 autocaptarea 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. materie organică plantele sunt producătoare. 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 greutății corporale. Productivitatea ecosistemului este rata la care producătorii absorb energia radiantă prin fotosinteză, producând materie organică care poate fi folosită ca hrană. 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 masa totală de materie 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 la niveluri ridicate, 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.

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:

• Agro-ecosisteme, adică cele care sunt asociate cu activitățile umane.
• 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.

Întreg 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 utilizeze și apoi să o elibereze în mediu.

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, toarna apa in el, aseaza cateva crengi de elodea si aseaza doi pesti, aici esti sistem artificial gata. 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.

Stepă, pădure de foioase, mlaștină, acvariu, ocean, câmp - orice articol din această listă poate fi considerat un exemplu de ecosistem. În articolul nostru, vom dezvălui esența acestui concept și vom lua în considerare componentele sale.

Comunitățile ecologice

Ecologia este o știință care studiază toate fațetele relațiilor dintre organismele vii din natură. Prin urmare, subiectul studiului său nu este un individ separat și condițiile existenței sale. Ecologia ia în considerare natura, rezultatul și productivitatea interacțiunii lor. Deci, totalitatea populațiilor determină caracteristicile funcționării biocenozei, care include întreaga linie specii biologice.

Dar în condiții naturale, populațiile interacționează nu numai între ele, ci și cu o varietate de condiții de mediu. O astfel de comunitate ecologică se numește ecosistem. Pentru a face referire la acest concept, este folosit și termenul de biogeocenoză. Atât acvariul în miniatură, cât și taiga nemărginită sunt un exemplu de ecosistem.

Ecosistem: definirea conceptului

După cum puteți vedea, un ecosistem este un concept destul de larg. Din punct de vedere științific, această comunitate este o combinație de elemente ale faunei sălbatice și mediului abiotic. Luați în considerare cum ar fi stepa. Aceasta este o zonă ierboasă deschisă, cu plante și animale care s-au adaptat la condițiile iernilor reci, cu puțină zăpadă și veri calde și uscate. În cursul adaptării la viața în stepă, au dezvoltat o serie de mecanisme de adaptare.

Deci, numeroase rozătoare fac pasaje subterane în care depozitează rezerve de cereale. niste plante de stepă există o astfel de modificare a lăstarului ca ceapa. Este tipic pentru lalele, crocusuri, ghiocei. În două săptămâni, în timp ce primăvara este suficientă umiditate, lăstarii lor au timp să crească și să înflorească. Și experimentează o perioadă nefavorabilă sub pământ, mâncând în detrimentul nutrienților stocați anterior și a apei unui bulb cărnos.

Plantele de cereale au o altă modificare subterană a lăstarului - rizomul. Substanțele sunt, de asemenea, depozitate în internodurile sale alungite. Exemple de cereale de stepă sunt focul de tabără, iarba albastră, ariciul, păstucul, iarba îndoită. O altă caracteristică sunt frunzele înguste care împiedică evaporarea excesivă.

Clasificarea ecosistemelor

După cum știți, granița unui ecosistem este stabilită de o fitocenoză - o comunitate de plante. Această caracteristică este utilizată și în clasificarea acestor comunități. Deci, pădurea este un ecosistem natural, dintre care exemplele sunt foarte diverse: stejar, aspen, tropical, mesteacăn, brad, tei, carpen.

O altă clasificare se bazează pe caracteristicile zonale sau climatice. Un astfel de exemplu de ecosistem este o comunitate de rafturi sau coastele mării, deșerturi stâncoase sau nisipoase, lunci inundabile sau pajiști subalpine. Totalitatea comunităților similare tip diferit alcătuiesc învelișul global al planetei noastre - biosfera.

Ecosistemul natural: exemple

Există și biogeocenoze naturale și artificiale. Comunitățile de primul tip funcționează fără intervenția umană. Un ecosistem natural viu, dintre care exemplele sunt destul de numeroase, are o structură ciclică. Aceasta înseamnă că plantele revin din nou la sistemul de circulație a materiei și energiei. Și asta în ciuda faptului că trece neapărat printr-o varietate de lanțuri trofice.

Agrobiocenoze

Folosind Resurse naturale, omul a creat numeroase ecosisteme artificiale. Exemple de astfel de comunități sunt agrobiocenoze. Acestea includ câmpuri, grădini de legume, livezi, pășuni, sere, plantații forestiere. Agrocenozele sunt create pentru a obține produse agricole. Au aceleași elemente ale lanțurilor trofice ca și ecosistemul natural.

Producătorii de agrocenoze sunt atât plante cultivate, cât și buruieni. Rozatoarele, pradatorii, insectele, pasarile sunt consumatori sau consumatori de materie organica. Și bacteriile și ciupercile reprezintă un grup de descompozitori. O trăsătură distinctivă a agrobiocenozelor este participarea obligatorie a unei persoane, care este o verigă necesară în lanțul trofic și creează condiții pentru productivitatea unui ecosistem artificial.

Compararea ecosistemelor naturale și artificiale

Cele artificiale, pe care le-am luat în considerare deja, au o serie de dezavantaje în comparație cu cele naturale. Acestea din urmă se caracterizează prin stabilitate și capacitatea de a se autoregla. Dar agrobiocenozele nu pot exista mult timp fără participarea omului. Deci, sau o grădină cu culturi de legume produce pe cont propriu mai mult de un an, perenă plante erbacee- vreo trei. Deținătorul recordului în acest sens este grădina, culturi de fructe care sunt capabili să se dezvolte independent până la 20 de ani.

Ecosistemele naturale primesc doar energie solară. În agrobiocenoze, oamenii introduc sursele sale suplimentare sub formă de prelucrare a solului, îngrășăminte, aerare, combatere a buruienilor și dăunătorilor. Cu toate acestea, există multe cazuri în care activitate economică De asemenea, a dus la consecințe adverse: salinizarea și îndesarea solurilor, deșertificarea teritoriilor, poluarea cochiliilor naturale.

Ecosistemele orașelor

Pe stadiul prezent dezvoltare, omul a făcut deja schimbări semnificative în compoziția și structura biosferei. Prin urmare, o înveliș separată este izolată, creată direct de activitatea umană. Se numește noosferă. Recent, un astfel de concept precum urbanizarea a fost dezvoltat pe scară largă - crescând rolul orașelor în viața umană. Ele găzduiesc deja mai mult de jumătate din populația lumii.

Ecosistemul orașelor are al său trăsături distinctive. În ele, raportul elementelor este încălcat, deoarece reglarea tuturor proceselor asociate cu transformarea substanțelor și energiei este efectuată exclusiv de om. Creându-și toate beneficiile posibile, el creează o mulțime de condiții nefavorabile. Aerul poluat, probleme de transport și locuințe, nivel inalt morbiditatea, zgomotul constant afectează negativ sănătatea tuturor locuitorilor urbani.

Ce este succesiunea

Foarte des în cadrul aceleiași zone are loc o schimbare succesivă.Acest fenomen se numește succesiune. Un exemplu clasic de schimbare a ecosistemului este apariția unei păduri de foioase în locul celei de conifere. Din cauza incendiului din teritoriul ocupat, se păstrează doar semințe. Dar pentru germinarea lor este necesar perioadă lungă de timp. Prin urmare, vegetația ierboasă apare pentru prima dată la locul incendiului. De-a lungul timpului, este înlocuit cu arbuști, iar ei, la rândul lor, - copaci de foioase. Astfel de succesiuni sunt numite secundare. Ele apar sub influența factorilor naturali sau a activităților umane. În natură, sunt destul de comune.

Succesiunile primare sunt asociate cu procesul de formare a solului. Este tipic pentru teritoriile lipsite de viață. De exemplu, pietre, nisipuri, pietre, lut nisipos. În același timp, mai întâi apar condițiile pentru formarea solurilor și abia apoi apar componentele rămase ale biogeocenozei.

Deci, un ecosistem se numește comunitate, care include elemente biotice și sunt în strânsă interacțiune, conectate prin circulația substanțelor și a energiei.

comunități ecologice. Speciile și structura spațială a ecosistemelor.

Ecosistem - un sistem biologic format dintr-o comunitate de organisme vii (biocenoza), habitatul acestora (biotop), un sistem de conexiuni care fac schimb de materie si energie intre ele.
Biocenoza este un grup organizat de populații interconectate de plante, animale, ciuperci și microorganisme care trăiesc împreună în aceleași condiții de mediu.
Biosfera - învelișul Pământului, locuit de organisme vii, sub influența lor și ocupat de produsele activității lor vitale; „filmul vieții”; ecosistemul global al Pământului.

2. Completați tabelul.

Comunitățile ecologice

3. Ce caracteristici stau la baza clasificării ecosistemelor?
La clasificarea ecosistemelor terestre se folosesc de obicei semne ale comunităților de plante (care formează baza ecosistemelor) și semne climatice (zonale). Așadar, se disting anumite tipuri de ecosisteme, de exemplu, tundră de licheni, tundră de mușchi, pădure de conifere (molid, pin), pădure de foioase (pădure de mesteacăn), pădure tropicală (tropicală), stepă, arbuști (salcie), mlaștină ierboasă, mlaștină cu sphagnum. . Adesea, clasificarea ecosistemelor naturale se bazează pe trăsăturile ecologice caracteristice ale habitatelor, evidențiind comunitățile de coastă sau rafturi maritime, lacuri sau iazuri, lunci inundabile sau de munte, deșerturi stâncoase sau nisipoase, păduri de munte, estuare (gurile de râuri mari), etc.

4. Completați tabelul.

Caracteristici comparative ale naturale și ecosisteme artificiale

5. Care este importanța agrobiocenozelor în viața umană?
Agrobiocenozele oferă omenirii aproximativ 90% din energia alimentară.

6. Enumerați principalele activități întreprinse pentru a îmbunătăți starea sisteme ecologice orase.
Amenajarea orașului: crearea de parcuri, piețe, zone verzi, paturi de flori, paturi de flori, zone verzi în jurul întreprinderilor industriale. Respectarea principiilor uniformității și continuității în amplasarea spațiilor verzi.

7. Ce se înțelege prin structură comunitară?
Acesta este raportul dintre diferitele grupuri de organisme care diferă prin poziția lor sistematică, prin rolul pe care îl joacă în procesele de transfer de energie și materie, în locul ocupat în spațiu, în rețeaua alimentară sau trofică sau în alt semn care este esențial pentru înțelegerea tiparelor de funcționare a ecosistemelor naturale.

8. Completați tabelul.

Structura comunitară

Conexiunile alimentare, ciclul materiei și conversia energiei în ecosisteme

1. Definiți conceptele.
Lanț alimentar - o serie de specii de plante, animale, ciuperci și microorganisme care sunt legate între ele prin relații: hrană - consumator (o succesiune de organisme în care are loc un transfer în faze de materie și energie de la sursă la consumator).
O rețea trofice este o diagramă a tuturor legăturilor alimentare (trofice) dintre speciile dintr-o comunitate.
Nivel trofic- Acesta este un set de organisme care, în funcție de felul în care mănâncă și de tipul de hrană, alcătuiesc o anumită verigă în lanțul trofic.

2. Prin ce diferă lanțurile de pășunat de lanțurile detritice?
În lanțul de pășunat, energia curge de la plante prin ierbivore către carnivore. Fluxul de energie care vine din materia organică moartă și care trece prin sistemul de descompunere se numește lanț de detritus.

3. Completați tabelul.

Nivelurile trofice ale ecosistemului

4. Care este esența ciclului substanțelor dintr-un ecosistem?
Energia nu poate fi transferată într-un cerc vicios, este cheltuită, transformându-se în energia legăturilor chimice și a căldurii. Substanța poate fi transmisă în cicluri închise, circulând în mod repetat între organismele vii și mediu.

5. Faceți lucrările practice.
1. Elaborarea schemelor de transfer de substanțe și energie (lanț alimentar)
Numiți organismele care ar trebui să fie în locurile lipsă din următoarele lanțuri trofice.

2. Din lista de organisme propusă, faceți detritus și rețele trofice de pășune: iarbă, tufa de boabe, muscă, pițigoi, șarpe, iepure de câmp, lup, bacterii de descompunere, țânțari, lăcuste.

6. Ce limitează lungimea fiecărui lanț alimentar dintr-un ecosistem?
Organismele vii, care mănâncă reprezentanți ai nivelului anterior, primesc energia stocată în celulele și țesuturile sale. O parte semnificativă din această energie (până la 90%) este cheltuită pentru mișcare, respirație, încălzirea corpului etc. și doar 10% acumulează în organismul său sub formă de proteine ​​(mușchi), grăsimi (țesut adipos). Astfel, doar 10% din energia acumulată de nivelul anterior este transferată la nivelul următor. De aceea lanțurile trofice nu pot fi foarte lungi.

7. Ce se înțelege prin piramide ecologice? Ce tipuri le deosebesc?
Este o modalitate de a afișa grafic raportul dintre diferitele niveluri trofice dintr-un ecosistem. Poate fi de trei tipuri:
1) piramida numerelor - reflectă numărul de organisme la fiecare nivel trofic;
2) piramida de biomasă - reflectă biomasa fiecărui nivel trofic;
3) piramida energiei - arată cantitatea de energie care a trecut prin fiecare nivel trofic într-o anumită perioadă de timp.

8. Poate fi piramida ecologică cu susul în jos? Sprijiniți-vă răspunsul cu un exemplu concret.
Dacă rata de reproducere a populației de pradă este mare, atunci chiar și cu o biomasă scăzută, o astfel de populație poate fi o sursă de hrană suficientă pentru prădătorii cu o biomasă mai mare, dar cu o rată de reproducere scăzută. Din acest motiv, piramidele de abundență sau de biomasă pot fi inversate, adică nivelurile trofice scăzute pot avea densitate și biomasă mai puține decât cele mai mari.
De exemplu:
1) Multe insecte pot trăi și se hrănesc cu un singur copac.
2) O piramidă inversată de biomasă este caracteristică ecosistemelor marine, unde producătorii primari (algele fitoplanctonului) se divid foarte repede, iar consumatorii lor (crustaceele zooplanctonului) sunt mult mai mari, dar se înmulțesc mult mai lent. Vertebratele marine au o masă și mai mare și un ciclu lung de reproducere.

9. Rezolvarea problemelor de mediu.
Sarcina 1. Calculați cantitatea de plancton (în kg) necesară pentru ca un delfin de 350 kg să crească în mare.

Soluţie. Delfinul, care mănâncă pește răpitor, a acumulat în corpul său doar 10% din greutate totală mancare, stiind ca are 350 kg, vom face o proportie.
350 kg - 10%,
X - 100%.
Să aflăm cu ce este egal X. X \u003d 3500 kg. ( pești răpitori). Această greutate reprezintă doar 10% din masa peștilor neprădători pe care i-au mâncat. Să facem din nou proporția.
3500 kg - 10%
X - 100%
Х=35 000 kg (masă de pești neprădători)
Cât plancton au trebuit să mănânce pentru a avea această greutate? Să facem o proporție.
35 000 kg - 10%
X \u003d 100%
X = 350.000 kg
Răspuns: Pentru ca un delfin de 350 kg să crească, sunt necesare 350.000 kg de plancton.

Sarcina 2. În urma studiului, s-a dovedit că după exterminare păsări răpitoare numărul de păsări de vânat pe care le-au distrus anterior, la început crește rapid, dar apoi scade rapid. Cum poate fi explicat acest tipar?

Răspuns: Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să se țină seama de următoarele prevederi: o creștere „necontrolată” a numărului de păsări de vânat duce la epuizarea aprovizionării cu hrană, slăbirea rezistenței organismelor de păsări la boli, răspândirea rapidă a infecția, degenerarea, fertilitatea redusă și moartea în masă a păsărilor din cauza bolilor.

Sarcina 3. Daphniile care se hrănesc cu alge planctonice au fost plasate într-un vas. Ulterior, numărul de alge a scăzut, dar producția de biomasă de alge (măsurată prin rata de diviziune celulară) a crescut. Care sunt posibilele explicații pentru acest fenomen?

Răspuns: Ca urmare a metabolismului, Daphnia secretă substanțe care accelerează creșterea algelor (baza lor alimentară), realizând astfel un echilibru ecologic.

Cauzele durabilității și schimbării ecosistemelor

1. Definiți conceptele.
Succesiunea este un proces natural și consistent de schimbare a comunităților dintr-o anumită zonă, cauzat de interacțiunea organismelor vii între ele și mediul lor abiotic.
Respirația comunității- în ecologie, costurile totale de energie, adică producția totală de autotrofe în termeni energetici, corespund exact costurilor energetice care asigură activitatea vitală a organismelor sale constitutive.

2. Ce se înțelege prin echilibru într-o comunitate și ce semnificație are pentru existența sa în ansamblu?
Biomasa organismelor într-o succesiune ideală rămâne constantă, iar sistemul în sine este în echilibru. Dacă „respirația totală” este mai mică decât producția primară brută, acumularea de materie organică va avea loc în ecosistem, dacă mai mult - scăderea acesteia. Ambele vor duce la schimbări în comunitate. Cu un exces de resursă, vor exista întotdeauna specii care o pot stăpâni, cu o lipsă de ea, unele dintre specii se vor stinge. Astfel de schimbări constituie esența succesiunii ecologice. caracteristica principală al acestui proces constă în faptul că schimbările în comunitate au loc întotdeauna în direcția unei stări de echilibru. Fiecare etapă de succesiune este o comunitate cu o predominanță a anumitor specii și forme de viață. Se înlocuiesc unul pe altul până când apare o stare de echilibru stabil.

3. Completați tabelul.

Tipuri de succesiuni

4. Ce determină durata succesiunii?
Durata succesiunii este în mare măsură determinată de structura comunității.
Succesiunile secundare au loc mult mai repede. Acest lucru se datorează faptului că comunitatea primară lasă în urmă o cantitate suficientă de nutrienți, sol dezvoltat, care creează condiții pentru creșterea accelerată și dezvoltarea de noi coloniști.

5. Care sunt avantajele unei comunități mature față de o comunitate tânără?
Comunitate matură cu ei varietate mareși abundența de organisme, structură trofică dezvoltată și cu fluxuri de energie echilibrate este capabil să reziste schimbărilor factori fizici(de exemplu, temperatura, umiditatea) și chiar unele tipuri de poluare chimică într-o măsură mult mai mare decât comunitatea tânără.

6. Care este importanța de a putea gestiona procesele care au loc în comunitate?
O persoană poate culege o recoltă bogată sub formă de produse pure, susținând artificial primele etape comunitate de succesiune. Pe de altă parte, stabilitatea unei comunități mature, capacitatea ei de a rezista la impactul factorilor fizici (și chiar de a-i controla) este o proprietate foarte importantă și extrem de dorită. în care diverse încălcări ecosistemele mature pot duce la diverse perturbări ale mediului. Transformarea biosferei într-un singur covor vast de teren arabil este plină de pericole mari. Prin urmare, este necesar să învățați cum să gestionați corect procesele din comunitate pentru a preveni o catastrofă ecologică.