Ulinganisho wa mifumo ya ikolojia ya asili na ya bandia. Aina na Mfano wa Mfumo ikolojia

Ulinganisho wa mifumo ikolojia ya asili na iliyorahisishwa ya anthropogenic (baada ya Miller, 1993)

Lengo kuu la mifumo ya kilimo iliyoundwa ni matumizi ya busara ya hizo rasilimali za kibiolojia, ambayo inahusika moja kwa moja katika nyanja ya shughuli za binadamu - vyanzo vya bidhaa za chakula, malighafi ya kiteknolojia, dawa.

Mifumo ya kilimo inaundwa na wanadamu ili kupata mavuno mengi - uzalishaji safi wa autotrophs.

Kwa muhtasari wa kila kitu ambacho tayari kimesemwa kuhusu agroecosystems, tunasisitiza tofauti zao kuu zifuatazo kutoka kwa asili (Jedwali 2).

1. Katika mifumo ya ikolojia ya kilimo, utofauti wa spishi umepunguzwa sana:

§ kupungua kwa aina za mimea iliyopandwa pia hupunguza utofauti unaoonekana wa idadi ya wanyama wa biocenosis;

§ aina mbalimbali za wanyama wanaofugwa na binadamu ni kidogo ukilinganisha na asili;

§ malisho yaliyolimwa (yenye nyasi zilizopandwa) yanafanana katika utofauti wa spishi na mashamba ya kilimo.

2. Aina za mimea na wanyama wanaokuzwa na wanadamu "hubadilika" kutokana na uteuzi wa bandia na hawana ushindani katika vita dhidi ya viumbe vya mwitu bila msaada wa kibinadamu.

3. Mifumo ya kilimo inapokea nishati ya ziada inayofadhiliwa na wanadamu, pamoja na nishati ya jua.

4. Bidhaa safi (mavuno) huondolewa kwenye mfumo wa ikolojia na haziingii kwenye mlolongo wa chakula wa biocenosis, lakini matumizi yake ya sehemu na wadudu, hasara wakati wa kuvuna, ambayo inaweza pia kuingia minyororo ya asili ya trophic. Wanakandamizwa na wanadamu kwa kila njia.

5. Mifumo ya ikolojia ya mashamba, bustani, malisho, bustani ya mboga mboga na mashamba mengine ya kilimo ni mifumo iliyorahisishwa inayosaidiwa na wanadamu katika hatua za awali za mfululizo, na haina msimamo na haiwezi kujidhibiti kama jumuiya za waanzilishi wa asili, na kwa hiyo haiwezi kuwepo bila msaada wa kibinadamu.

meza 2

Tabia za kulinganisha mifumo ya ikolojia ya asili na mifumo ya ikolojia ya kilimo.

Mfumo wa ikolojia wa Bandia - ni anthropogenic, mfumo wa ikolojia uliotengenezwa na mwanadamu. Sheria zote za msingi za asili ni halali kwa ajili yake, lakini tofauti na mazingira ya asili, haiwezi kuchukuliwa kuwa wazi. Uumbaji na uchunguzi wa mazingira madogo ya bandia hutuwezesha kupata habari nyingi kuhusu hali inayowezekana mazingira, kutokana na athari kubwa za binadamu juu yake. Ili kuzalisha bidhaa za kilimo, binadamu huunda mfumo wa kilimo usio imara, uliotengenezwa kwa njia ya bandia na unaodumishwa mara kwa mara (agrobiocenosis). ) - mashamba, malisho, bustani za mboga, bustani, mizabibu, nk.

Tofauti kati ya agrocenoses na biocenoses asili: utofauti wa spishi zisizo na maana (agrocenosis ina idadi ndogo ya spishi zilizo na wingi wa juu); mzunguko mfupi wa nguvu; mzunguko usio kamili wa dutu (sehemu virutubisho iliyofanywa na mavuno); chanzo cha nishati sio Jua tu, bali pia shughuli za binadamu (urekebishaji wa ardhi, umwagiliaji, matumizi ya mbolea); uteuzi wa bandia (hatua uteuzi wa asili dhaifu, uteuzi unafanywa na mwanadamu); ukosefu wa udhibiti wa kibinafsi (udhibiti unafanywa na wanadamu), nk Kwa hiyo, agrocenoses ni mifumo isiyo imara na inaweza kuwepo tu kwa msaada wa kibinadamu. Kama sheria, mifumo ya kilimo ina sifa ya tija kubwa ikilinganishwa na mazingira asilia.

Mifumo ya mijini (mifumo ya mijini) -- mifumo ya bandia (mazingira) ambayo hutokea kutokana na maendeleo ya mijini na kuwakilisha mkusanyiko wa idadi ya watu, majengo ya makazi, viwanda, kaya, vitu vya kitamaduni, nk.

Wao ni pamoja na maeneo yafuatayo: maeneo ya viwanda , ambapo vifaa vya viwanda vimejilimbikizia viwanda mbalimbali mashamba na kuwa vyanzo vikuu vya uchafuzi wa mazingira; maeneo ya makazi (maeneo ya makazi au ya kulala) na majengo ya makazi, majengo ya utawala, vitu vya maisha ya kila siku, utamaduni, nk); maeneo ya burudani , iliyokusudiwa kwa ajili ya burudani ya watu (mbuga za misitu, vituo vya burudani, nk); mifumo ya usafiri na miundo , kupenyeza kila kitu mfumo wa jiji(magari na reli, njia ya chini ya ardhi, vituo vya gesi, gereji, viwanja vya ndege, nk). Kuwepo kwa mifumo ikolojia ya mijini kunasaidiwa na mifumo ya kilimo na nishati ya nishati ya kisukuku na tasnia ya nyuklia.

Mfumo ikolojia ni mkusanyo wa viumbe hai ambao hubadilishana kila mara jambo, habari na nishati kati yao na mazingira. Nishati hufafanuliwa kama uwezo wa kuzalisha kazi. Mali yake yanaelezwa na sheria za thermodynamics. Sheria ya kwanza ya thermodynamics, au sheria ya uhifadhi wa nishati, inasema kwamba nishati inaweza kubadilika kutoka fomu moja hadi nyingine, lakini haijaharibiwa au kuundwa upya.

Sheria ya pili ya thermodynamics inasema: wakati wa mabadiliko yoyote ya nishati, sehemu yake inapotea kwa namna ya joto, i.e. inakuwa haifikiki matumizi zaidi. Kipimo cha kiasi cha nishati kisichopatikana kwa matumizi, au vinginevyo kipimo cha mabadiliko ili kutokea wakati wa uharibifu wa nishati, ni entropy. Utaratibu wa juu wa mfumo, chini ya entropy yake.

Michakato ya hiari inaongoza mfumo kwa hali ya usawa na mazingira, kwa kuongezeka kwa entropy, uzalishaji. nishati chanya. Ikiwa mfumo usio na uhai, usio na usawa na mazingira, umetengwa, basi harakati zote ndani yake zitakoma hivi karibuni, mfumo kwa ujumla utafifia na kugeuka kuwa kikundi cha inert cha suala ambacho kiko katika usawa wa thermodynamic na mazingira, yaani. katika hali iliyo na kiwango cha juu cha entropy.

Hii ndiyo hali inayowezekana zaidi kwa mfumo na haitaweza kutoka kwa hiari bila ushawishi wa nje. Kwa hiyo, kwa mfano, sufuria ya kukata moto, ikiwa imepozwa chini, baada ya kufuta moto, haitaji joto yenyewe; nishati haikupotea, iliwasha hewa, lakini ubora wa nishati ulibadilika, hauwezi tena kufanya kazi. Kwa hivyo, katika mifumo isiyo hai hali yao ya usawa ni thabiti.

Mifumo hai ina tofauti moja ya kimsingi kutoka kwa mifumo isiyo hai - hufanya kazi ya kudumu dhidi ya kusawazisha na mazingira. Katika mifumo ya maisha, hali isiyo ya usawa ni imara. Uhai ndio mchakato wa asili pekee duniani ambao entropy hupungua. Hii inawezekana kwa sababu mifumo yote hai iko wazi kwa kubadilishana nishati.

Kuna kiasi kikubwa cha nishati ya bure kutoka kwa Jua katika mazingira, na ndani ya mfumo wa maisha yenyewe kuna vipengele ambavyo vina utaratibu wa kukamata, kuzingatia na hatimaye kusambaza nishati hii katika mazingira. Usambazaji wa nishati, ambayo ni, kuongezeka kwa entropy, ni tabia ya mchakato wa mfumo wowote, usio na uhai na hai, na kukamata huru na mkusanyiko wa nishati ni uwezo wa mfumo wa maisha tu. Katika kesi hii, utaratibu na shirika hutolewa kutoka kwa mazingira, yaani, nishati hasi huzalishwa - neentropy. Utaratibu huu wa malezi ya utaratibu katika mfumo kutoka kwa machafuko ya mazingira huitwa kujipanga. Inasababisha kupungua kwa entropy ya mfumo wa maisha na inakabiliana na usawa wake na mazingira.

Kwa hivyo, mfumo wowote wa maisha, pamoja na mfumo wa ikolojia, hudumisha shughuli zake muhimu kwa sababu, kwanza, kwa uwepo wa nishati ya ziada ya bure katika mazingira; pili, uwezo wa kukamata na kuzingatia nishati hii, na inapotumiwa, kuondokana na majimbo yenye entropy ya chini katika mazingira.

Nasa nishati ya jua na uibadilishe kuwa nishati inayoweza kutokea jambo la kikaboni mimea ni wazalishaji. Nishati iliyopokelewa katika fomu mionzi ya jua, katika mchakato wa photosynthesis inabadilishwa kuwa nishati ya vifungo vya kemikali.

Nishati ya Jua inayofikia Dunia inasambazwa kama ifuatavyo: 33% yake inaonyeshwa na mawingu na vumbi la anga (hii ndio inayoitwa albedo au kutafakari kwa Dunia), 67% inafyonzwa na anga, uso wa dunia na bahari. Kati ya kiasi hiki cha nishati iliyofyonzwa, karibu 1% tu hutumiwa kwenye usanisinuru, na nishati yote iliyobaki, inapokanzwa anga, ardhi na bahari, hutolewa tena kwenye anga ya nje kwa njia ya mionzi ya joto (infrared). Hii 1% ya nishati inatosha kutoa vitu vyote vilivyo hai kwenye sayari.

Mchakato wa mkusanyiko wa nishati katika mwili wa photosynthetics unahusishwa na ongezeko la uzito wa mwili. Uzalishaji wa mfumo ikolojia ni kiwango ambacho wazalishaji hufyonza nishati inayong'aa kupitia mchakato wa usanisinuru, na kutengeneza vitu vya kikaboni vinavyoweza kutumika kama chakula. Wingi wa vitu vilivyoundwa na mzalishaji wa photosynthetic huteuliwa kama uzalishaji wa msingi huu ni biomasi ya tishu za mimea. Uzalishaji wa msingi umegawanywa katika viwango viwili - jumla na uzalishaji wa wavu. Uzalishaji wa jumla wa kimsingi ni jumla ya molekuli ya jumla ya mabaki ya kikaboni yaliyoundwa na mmea kwa wakati wa kitengo kwa kiwango fulani cha usanisinuru, ikijumuisha matumizi ya kupumua (sehemu ya nishati inayotumika katika michakato muhimu; hii husababisha kupungua kwa biomasi).

Sehemu hiyo ya pato la jumla ambayo haitumiki kwa kupumua inaitwa uzalishaji wa msingi. Uzalishaji wa kimsingi ni hifadhi, ambayo sehemu yake hutumiwa kama chakula na viumbe - heterotrophs (watumiaji wa agizo la kwanza). Nishati iliyopokelewa na heterotrophs na chakula (kinachojulikana kama nishati ya juu) inalingana na gharama ya nishati ya jumla ya chakula kilicholiwa. Hata hivyo, ufanisi wa kunyonya chakula haufikia 100% na inategemea muundo wa malisho, joto, msimu na mambo mengine.

Viunganisho vya kazi katika mfumo wa ikolojia, i.e. muundo wake wa kitropiki unaweza kuonyeshwa graphically katika mfumo wa piramidi za kiikolojia. Msingi wa piramidi ni kiwango cha mtayarishaji, na ngazi zinazofuata huunda sakafu na juu ya piramidi. Kuna aina tatu kuu za piramidi za kiikolojia.

Piramidi ya nambari (piramidi ya Elton) inaonyesha idadi ya viumbe katika kila ngazi. Piramidi hii inaonyesha muundo - idadi ya watu wanaounda safu mfululizo ya viungo kutoka kwa wazalishaji hadi watumiaji inapungua kwa kasi.

Piramidi ya biomasi inaonyesha wazi kiasi cha vitu vyote vilivyo hai katika kiwango fulani cha trophic. Katika mfumo wa ikolojia wa nchi kavu, sheria ya piramidi ya biomass inatumika: jumla ya mimea inazidi wingi wa wanyama wote wa mimea, na wingi wao unazidi biomass nzima ya wanyama wanaowinda wanyama wengine. Kwa bahari, sheria ya piramidi ya majani ni batili - piramidi inaonekana chini. Mfumo ikolojia wa bahari una sifa ya mkusanyiko wa biomasi katika viwango vya juu, kati ya wanyama wanaowinda wanyama wengine.

Piramidi ya nishati (bidhaa) inaonyesha matumizi ya nishati katika minyororo ya trophic. Kanuni ya piramidi ya nishati: katika kila kiwango cha trophic kilichopita, kiasi cha biomasi kilichoundwa kwa kila kitengo cha wakati (au nishati) ni kikubwa kuliko kinachofuata.

Viumbe vyote vilivyo hai vinaishi Duniani sio kutengwa kutoka kwa kila mmoja, lakini kuunda jamii. Kila kitu ndani yao kimeunganishwa, viumbe hai na Uundaji kama huo katika maumbile unaitwa mfumo wa ikolojia, ambao unaishi kulingana na sheria zake maalum na una sifa na sifa maalum ambazo tutajaribu kufahamiana nazo.

Dhana ya mfumo wa ikolojia

Kuna sayansi kama ikolojia, ambayo inasoma Lakini uhusiano huu unaweza kufanywa tu ndani ya mfumo fulani wa ikolojia na hautokei kwa hiari na kwa machafuko, lakini kulingana na sheria fulani.

Kuna aina tofauti za ikolojia, lakini zote ni mkusanyiko wa viumbe hai vinavyoingiliana na mazingira kwa kubadilishana vitu, nishati na habari. Ndio maana mfumo wa ikolojia unabaki thabiti na endelevu kwa muda mrefu.

Uainishaji wa mfumo ikolojia

Licha ya aina kubwa Mifumo ya ikolojia, zote ziko wazi, bila hii uwepo wao haungewezekana. Aina za ikolojia ni tofauti, na uainishaji unaweza kuwa tofauti. Ikiwa tutazingatia asili, basi mifumo ikolojia ni:

1. Asili au asili. Ndani yao, mwingiliano wote unafanywa bila ushiriki wa moja kwa moja wa mwanadamu. Wao, kwa upande wake, wamegawanywa katika:

• Mifumo ya ikolojia ambayo inategemea kabisa nishati ya jua.
• Mifumo inayopokea nishati kutoka kwa jua na vyanzo vingine.

2. Mifumo ya ikolojia ya Bandia. Wao huundwa kwa mikono ya kibinadamu, na wanaweza kuwepo tu kwa ushiriki wake. Pia wamegawanywa katika:

• Mifumo ya kilimo, yaani, ile inayohusishwa na shughuli za kiuchumi za binadamu.
• Mifumo ya teknolojia inaonekana kuhusiana na shughuli za viwanda za watu.
• Mifumo ya ikolojia ya mijini.

Uainishaji mwingine unabainisha aina zifuatazo za mifumo ikolojia ya asili:

1. Uwanja:

• Misitu ya mvua.
• Jangwa lenye uoto wa nyasi na vichaka.
• Savannah.
• Nyika.
• Msitu wenye majani.
• Tundra.

2. Mifumo ya ikolojia ya maji safi:

• Miili ya maji iliyotuama
• Maji yanayotiririka (mito, mito).
• Vinamasi.

3. Mifumo ya ikolojia ya baharini:

• Bahari.
• Rafu ya bara.
• Maeneo ya uvuvi.
• Midomo ya mito, bays.
• Kanda za kina kirefu cha bahari.

Bila kujali uainishaji, mtu anaweza kuona utofauti wa spishi za mfumo wa ikolojia, ambayo ina sifa ya seti yake ya aina za maisha na muundo wa nambari.

Vipengele tofauti vya mfumo wa ikolojia

Wazo la mfumo ikolojia linaweza kuhusishwa na uundaji asilia na ule ulioundwa kwa njia bandia. Ikiwa tunazungumza juu ya asili, basi zinaonyeshwa na ishara zifuatazo:

• Katika mfumo wowote wa ikolojia, vitu vinavyohitajika ni viumbe hai na mambo ya mazingira ya abiotic.
• Katika mfumo wowote wa ikolojia kuna mzunguko uliofungwa kutoka kwa utengenezaji wa vitu vya kikaboni hadi mtengano wao kuwa vitu vya isokaboni.
• Mwingiliano wa spishi katika mifumo ikolojia huhakikisha uthabiti na kujidhibiti.

Wote Dunia kuwakilishwa na mifumo mbalimbali ya ikolojia, ambayo ni msingi wa viumbe hai na muundo fulani.

Muundo wa kibiolojia wa mfumo ikolojia

Hata kama mifumo ya ikolojia inatofautiana katika anuwai ya spishi, wingi wa viumbe hai, na aina zao za maisha, muundo wa kibaolojia katika yoyote kati yao bado ni sawa.

Aina yoyote ya mfumo wa ikolojia inajumuisha vipengele sawa; bila uwepo wao, utendaji wa mfumo hauwezekani.

1. Watayarishaji.
2. Watumiaji wa agizo la pili.
3. Waharibifu.

Kundi la kwanza la viumbe linajumuisha mimea yote yenye uwezo wa photosynthesis. Wanazalisha vitu vya kikaboni. Kundi hili pia linajumuisha chemotrofu, ambayo huunda misombo ya kikaboni. Lakini kwa lengo hili hawatumii nishati ya jua, lakini nishati ya misombo ya kemikali.

Wateja ni pamoja na viumbe vyote vinavyohitaji ugavi wa vitu vya kikaboni kutoka nje ili kujenga miili yao. Hii inajumuisha viumbe vyote vinavyokula mimea, wawindaji na omnivores.

Vipunguza, vinavyojumuisha bakteria na kuvu, hubadilisha mabaki ya mimea na wanyama kuwa misombo ya isokaboni inayofaa kutumiwa na viumbe hai.

Utendaji kazi wa mfumo ikolojia

Mfumo mkubwa zaidi wa kibaolojia ni biosphere; Unaweza kutengeneza mlolongo ufuatao: spishi-idadi - mfumo wa ikolojia. Sehemu ndogo zaidi iliyojumuishwa katika mfumo wa ikolojia ni spishi. Katika kila biogeocenosis, idadi yao inaweza kutofautiana kutoka makumi kadhaa hadi mamia na maelfu.

Bila kujali idadi ya watu binafsi na aina ya mtu binafsi katika mazingira yoyote, kuna kubadilishana mara kwa mara ya suala na nishati si tu kati yao wenyewe, lakini pia na mazingira.

Ikiwa tunazungumza juu ya ubadilishaji wa nishati, basi sheria za fizikia zinaweza kutumika hapa. Sheria ya kwanza ya thermodynamics inasema kwamba nishati haina kutoweka bila ya kufuatilia. Inabadilika tu kutoka kwa aina moja hadi nyingine. Kwa mujibu wa sheria ya pili, katika mfumo uliofungwa nishati inaweza tu kuongezeka.

Kama sheria za kimwili Inatumika kwa mazingira, tunaweza kufikia hitimisho kwamba wanaunga mkono kazi zao muhimu kwa sababu ya uwepo wa nishati ya jua, ambayo viumbe haviwezi kukamata tu, bali pia kubadilisha, kutumia, na kisha kutolewa kwenye mazingira.

Nishati huhamishwa kutoka ngazi moja ya trophic hadi nyingine wakati wa uhamisho, aina moja ya nishati inabadilishwa kuwa nyingine. Baadhi yake, bila shaka, hupotea kwa namna ya joto.

Haijalishi ni aina gani za mifumo ya ikolojia ya asili iliyopo, sheria kama hizo hutumika katika kila moja.

Muundo wa mfumo wa ikolojia

Ikiwa utazingatia mfumo wowote wa ikolojia, hakika utaona kuwa kategoria mbali mbali, kama vile wazalishaji, watumiaji na watenganishaji, huwakilishwa kila wakati na seti nzima ya spishi. Asili hutoa kwamba ikiwa kitu kitatokea ghafla kwa moja ya spishi, mfumo wa ikolojia hautakufa kutokana na hii kila wakati unaweza kubadilishwa kwa mafanikio na mwingine. Hii inaelezea utulivu wa mazingira ya asili.

Aina kubwa ya spishi katika mfumo wa ikolojia, utofauti huhakikisha uthabiti wa michakato yote inayotokea ndani ya jamii.

Kwa kuongeza, mfumo wowote una sheria zake, ambazo viumbe vyote vilivyo hai vinatii. Kulingana na hili, tunaweza kutofautisha miundo kadhaa ndani ya biogeocenosis:

Muundo wowote lazima uwepo katika mfumo wowote wa ikolojia, lakini unaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Kwa mfano, ikiwa tunalinganisha biogeocenosis ya jangwa na msitu wa kitropiki, tofauti inaonekana kwa macho.

Mifumo ya ikolojia ya Bandia

Mifumo kama hiyo imeundwa na mikono ya mwanadamu. Licha ya ukweli kwamba wao, kama asili, lazima iwe na vifaa vyote vya muundo wa kibaolojia, bado kuna tofauti kubwa. Miongoni mwao ni yafuatayo:

1. Agrocenoses ina sifa ya muundo duni wa spishi. Mimea pekee inayokua huko ni ile ambayo wanadamu hukua. Lakini asili inachukua madhara yake, na unaweza daima, kwa mfano, kuona maua ya mahindi, daisies, na arthropods mbalimbali katika shamba la ngano. Katika mifumo mingine, hata ndege wanaweza kujenga kiota chini na kulea vifaranga vyao.
2. Ikiwa mtu hajali mfumo huu wa ikolojia, basi mimea inayolimwa hawatastahimili ushindani na jamaa zao wa porini.
3. Agrocenoses pia zipo kutokana na nishati ya ziada ambayo binadamu huleta, kwa mfano, kwa kutumia mbolea.
4. Kwa kuwa majani ya mmea mzima huondolewa pamoja na mavuno, udongo hupungukiwa na virutubisho. Kwa hiyo, kwa kuwepo zaidi, kuingilia kati kwa binadamu ni muhimu tena, ambaye atalazimika kutumia mbolea ili kukua mazao yanayofuata.

Inaweza kuhitimishwa kuwa mifumo ya ikolojia ya bandia sio ya mifumo endelevu na inayojidhibiti. Ikiwa mtu ataacha kuwatunza, hataishi. Hatua kwa hatua, spishi za porini zitaondoa mimea iliyopandwa, na kilimo kitaharibiwa.

Kwa mfano, mfumo wa ikolojia wa bandia wa aina tatu za viumbe unaweza kuundwa kwa urahisi nyumbani. Ikiwa utaanzisha aquarium, mimina maji ndani yake, weka sprigs chache za elodea na uweke samaki wawili, huko unayo. mfumo wa bandia tayari. Hata kitu rahisi kama hiki hakiwezi kuwepo bila kuingilia kati kwa mwanadamu.

Umuhimu wa mifumo ya ikolojia katika asili

Kuzungumza kimataifa, viumbe hai vyote vinasambazwa katika mifumo ikolojia, kwa hivyo umuhimu wao ni ngumu kupuuza.

1. Mifumo ikolojia yote imeunganishwa na mzunguko wa vitu vinavyoweza kuhama kutoka mfumo mmoja hadi mwingine.
2. Shukrani kwa uwepo wa mazingira, utofauti wa kibaolojia huhifadhiwa katika asili.
3. Rasilimali zote tunazochota kutoka kwa asili hupewa sisi na mfumo wa ikolojia: maji safi, hewa,

Ni rahisi sana kuharibu mfumo wowote wa ikolojia, haswa kwa kuzingatia uwezo wa mwanadamu.

Mifumo ya ikolojia na watu

Tangu ujio wa mwanadamu, ushawishi wake juu ya asili umeongezeka kila mwaka. Kukua, mwanadamu alijifikiria kuwa mfalme wa maumbile, na bila kusita alianza kuharibu mimea na wanyama, kuharibu mazingira ya asili, na hivyo kuanza kukata tawi ambalo yeye mwenyewe ameketi.

Kwa kuingilia mifumo ya ikolojia ya karne nyingi na kukiuka sheria za uwepo wa viumbe, mwanadamu amesababisha ukweli kwamba wanaikolojia wote wa ulimwengu wanapiga kelele kwa sauti moja kwamba wanasayansi wengi wana hakika kuwa majanga ya asili, ambayo katika Hivi majuzi ilianza kutokea mara nyingi zaidi, ni jibu la asili kwa kuingilia kati kwa binadamu bila kufikiri katika sheria zake. Ni wakati wa kuacha na kufikiria kwamba aina zote za mifumo ya ikolojia iliundwa kwa karne nyingi, muda mrefu kabla ya ujio wa mwanadamu, na ilikuwepo vizuri bila yeye. Lakini je, ubinadamu unaweza kuishi bila asili? Jibu linapendekeza lenyewe.

Nyika, msitu wa majani, bwawa, aquarium, bahari, shamba - kitu chochote kutoka kwenye orodha hii kinaweza kuchukuliwa kuwa mfano wa mazingira. Katika makala yetu tutafunua kiini cha dhana hii na kuzingatia vipengele vyake.

Jumuiya za kiikolojia

Ikolojia ni sayansi ambayo inasoma nyanja zote za uhusiano kati ya viumbe hai katika asili. Kwa hiyo, somo la utafiti wake sio mtu binafsi na masharti ya kuwepo kwake. Ikolojia huchunguza asili, matokeo na tija ya mwingiliano wao. Kwa hivyo, jumla ya idadi ya watu huamua sifa za utendaji wa biocenosis, ambayo inajumuisha mstari mzima aina za kibiolojia.

Lakini chini ya hali ya asili, idadi ya watu huingiliana sio tu kwa kila mmoja, bali pia na hali mbalimbali za mazingira. Jumuiya ya ikolojia kama hiyo inaitwa mfumo wa ikolojia. Neno biogeocenosis pia hutumiwa kuashiria dhana hii. Aquarium miniature na taiga kubwa ni mfano wa mazingira.

Mfumo wa ikolojia: ufafanuzi wa dhana

Kama unaweza kuona, mfumo wa ikolojia ni dhana pana. NA hatua ya kisayansi Kwa mtazamo, jumuiya hii ni mchanganyiko wa vipengele vya asili hai na mazingira ya abiotic. Fikiria kitu kama nyika. Hili ni eneo la nyasi lililo wazi na mimea na wanyama ambao wamezoea hali ya baridi, msimu wa baridi kidogo wa theluji na msimu wa joto na kavu. Katika mwendo wa kuzoea maisha katika nyika, walitengeneza njia kadhaa za kuzoea.

Kwa hivyo, panya nyingi hutengeneza njia za chini ya ardhi ambamo huhifadhi akiba ya nafaka. Baadhi mimea ya steppe Kuna marekebisho kama haya ya risasi kama vitunguu. Ni kawaida kwa tulips, crocuses, na theluji. Ndani ya wiki mbili, wakati kuna unyevu wa kutosha katika chemchemi, shina zao zina wakati wa kukua na maua. Nao wanaishi kipindi kibaya chini ya ardhi, wakila virutubishi vilivyohifadhiwa hapo awali na maji kutoka kwa balbu ya nyama.

Mimea ya nafaka ina marekebisho mengine ya chini ya ardhi ya risasi - rhizome. Internodes zake ndefu pia huhifadhi vitu. Mifano ya nafaka za nyika ni bromegrass, bluegrass, cocksfoot, fescue, na bentgrass. Kipengele kingine ni majani nyembamba, ambayo huzuia uvukizi wa ziada.

Uainishaji wa mfumo ikolojia

Kama inavyojulikana, mpaka wa mfumo wa ikolojia umedhamiriwa na phytocenosis - jamii ya mimea. Kipengele hiki pia hutumika kuainisha jumuiya hizi. Ndiyo, msitu ni mfumo wa ikolojia wa asili, mifano ambayo ni tofauti sana: mwaloni, aspen, kitropiki, birch, fir, linden, hornbeam.

Uainishaji mwingine unategemea sifa za ukanda au hali ya hewa. Mfano kama huo wa mfumo wa ikolojia ni rafu au jamii ya pwani ya bahari, jangwa la miamba au mchanga, uwanda wa mafuriko au meadows ya subalpine. Mkusanyiko wa jumuiya zinazofanana aina tofauti kuunda shell ya kimataifa ya sayari yetu - biosphere.

Mfumo wa ikolojia wa asili: mifano

Pia kuna biogeocenoses asili na bandia. Jumuiya za aina ya kwanza hufanya kazi bila uingiliaji wa kibinadamu. Mazingira ya asili ya kuishi, mifano ambayo ni mingi sana, ina muundo wa mzunguko. Hii ina maana kwamba mimea inarudi kwenye mfumo wa mzunguko wa suala na nishati. Na hii licha ya ukweli kwamba ni lazima hupitia aina mbalimbali za minyororo ya chakula.

Agrobiocenoses

Kutumia Maliasili, mwanadamu ameunda mifumo mingi ya ikolojia bandia. Mifano ya jumuiya hizo ni agrobiocenoses. Mambo hayo yanatia ndani mashamba, bustani za mboga, bustani, malisho, bustani za miti, na mashamba ya misitu. Agrocenoses huundwa ili kupata bidhaa za kilimo. Zina vitu sawa vya minyororo ya chakula kama mfumo wa ikolojia wa asili.

Wazalishaji katika agrocenoses ni mimea iliyopandwa na ya magugu. Panya, wanyama wanaowinda wanyama wengine, wadudu, ndege ni watumiaji, au watumiaji wa vitu vya kikaboni. Bakteria na kuvu huwakilisha kundi la waharibifu. Kipengele tofauti cha agrobiocenoses ni ushiriki wa lazima wa wanadamu, ambao ni kiungo muhimu katika mlolongo wa trophic na kuunda hali ya uzalishaji wa mazingira ya bandia.

Ulinganisho wa mifumo ya ikolojia ya asili na ya bandia

Vile vya bandia, ambavyo tumechunguza tayari, vina idadi ya hasara ikilinganishwa na asili. Wale wa mwisho wanajulikana kwa utulivu wao na uwezo wa kujidhibiti. Lakini agrobiocenoses bila ushiriki wa binadamu kwa muda mrefu haiwezi kuwepo. Kwa hiyo, au bustani ya mboga na mazao ya mboga haizalishi kwa kujitegemea zaidi ya mwaka mmoja, kudumu mimea ya mimea- karibu tatu. Mwenye rekodi katika suala hili ni bustani, mazao ya matunda ambayo inaweza kujiendeleza kwa kujitegemea hadi umri wa miaka 20.

Mifumo ya ikolojia ya asili hupokea nishati ya jua tu. Wanadamu huanzisha vyanzo vyake vya ziada katika agrobiocenoses kwa njia ya kilimo cha udongo, mbolea, uingizaji hewa, na udhibiti wa magugu na wadudu. Hata hivyo, kuna matukio mengi ambapo shughuli za kiuchumi wanadamu pia walisababisha matokeo mabaya: kujaa kwa chumvi na kujaa kwa maji kwa udongo, kuenea kwa jangwa kwa maeneo, na uchafuzi wa mazingira ya asili.

Mifumo ya ikolojia ya mijini

Washa hatua ya kisasa Maendeleo ya binadamu tayari yamefanya mabadiliko makubwa kwa muundo na muundo wa biosphere. Kwa hiyo, shell tofauti inajulikana, moja kwa moja iliyoundwa na shughuli za binadamu. Inaitwa noosphere. Hivi majuzi, wazo kama ukuaji wa miji limekuzwa sana - jukumu linaloongezeka la miji katika maisha ya mwanadamu. Zaidi ya nusu ya idadi ya watu wa sayari yetu tayari wanaishi ndani yao.

Mfumo wa ikolojia wa mijini una yake mwenyewe sifa tofauti. Uwiano wa vitu ndani yao unafadhaika kwani udhibiti wa michakato yote inayohusiana na mabadiliko ya vitu na nishati hufanywa na wanadamu pekee. Wakati wa kujitengenezea faida zote zinazowezekana, yeye pia huunda hali nyingi mbaya. Tatizo la anga, usafiri na makazi, ngazi ya juu maradhi, kelele za mara kwa mara huathiri vibaya afya ya wakazi wote wa jiji.

Kufuatana ni nini

Mara nyingi, mabadiliko ya mfululizo hutokea ndani ya eneo moja. Mfano wa kawaida wa mabadiliko katika mfumo wa ikolojia ni kuonekana kwa msitu unaoanguka mahali pa msitu wa coniferous. Kwa sababu ya moto, mbegu pekee ndizo zimehifadhiwa katika eneo lililochukuliwa. Lakini kwa kuota kwao ni muhimu muda mrefu. Kwa hiyo, kwanza, mimea ya mimea inaonekana kwenye tovuti ya moto. Baada ya muda, inabadilishwa na vichaka, na wao, kwa upande wake, hubadilishwa na miti yenye majani. Urithi kama huo huitwa sekondari. Wanatokea chini ya ushawishi wa mambo ya asili au shughuli za kibinadamu. Kwa asili hupatikana mara nyingi kabisa.

Mfululizo wa msingi unahusishwa na mchakato wa kuunda udongo. Ni kawaida kwa maeneo ambayo hayana maisha. Kwa mfano, miamba, mchanga, mawe, udongo wa mchanga. Katika kesi hii, kwanza hali ya malezi ya udongo hutokea, na kisha tu vipengele vilivyobaki vya biogeocenosis vinaonekana.

Kwa hivyo, mfumo wa ikolojia ni jamii inayojumuisha vitu vya kibaolojia na viko katika mwingiliano wa karibu na vinaunganishwa na mzunguko wa dutu na nishati.

Jumuiya za kiikolojia. Aina na muundo wa anga wa mifumo ikolojia.

Mfumo ikolojia ni mfumo wa kibayolojia unaojumuisha jamii ya viumbe hai (biocenosis), makazi yao (biotopu), na mfumo wa miunganisho ambayo hubadilishana vitu na nishati kati yao.
Biocenosis ni kundi lililopangwa la makundi yaliyounganishwa ya mimea, wanyama, kuvu na viumbe vidogo wanaoishi pamoja chini ya hali sawa ya mazingira.
Biosphere ni shell ya Dunia iliyo na viumbe hai, chini ya ushawishi wao na inachukuliwa na bidhaa za shughuli zao muhimu; "filamu ya maisha"; mfumo ikolojia wa dunia.

2. Jaza meza.

Jumuiya za kiikolojia

3. Je, ni sifa gani zinazochangia uainishaji wa mifumo ikolojia?
Wakati wa kuainisha mifumo ya mazingira ya dunia, sifa za jumuiya za mimea (ambazo ni msingi wa mazingira) na tabia za hali ya hewa (zonal) kawaida hutumiwa. Kwa hivyo, aina fulani za mazingira zinajulikana, kwa mfano, tundra ya lichen, tundra ya moss, msitu wa coniferous (spruce, pine), msitu wa mitishamba (msitu wa birch), msitu wa mvua (tropiki), nyika, vichaka (willow), kinamasi cha nyasi, sphagnum. kinamasi. Mara nyingi, uainishaji wa mifumo ya ikolojia ya asili inategemea sifa za ikolojia za makazi, jamii zinazotofautisha za pwani za bahari au rafu, maziwa au mabwawa, maeneo ya mafuriko au nyanda za juu, jangwa la mawe au mchanga, misitu ya mlima, mito (midomo ya mito mikubwa). , na kadhalika.

4. Jaza meza.

Tabia za kulinganisha za mifumo ya asili na ya bandia

5. Ni nini umuhimu wa agrobiocenoses katika maisha ya binadamu?
Agrobiocenoses hutoa ubinadamu karibu 90% ya nishati ya chakula.

6. Orodhesha shughuli kuu zinazofanywa ili kuboresha hali hiyo mifumo ya kiikolojia miji.
Kuweka jiji kijani: kuunda mbuga, viwanja, maeneo ya kijani kibichi, vitanda vya maua, vitanda vya maua, maeneo ya kijani kibichi karibu. makampuni ya viwanda. Kuzingatia kanuni za usawa na kuendelea katika uwekaji wa nafasi za kijani.

7. Nini maana ya muundo wa jumuiya?
Hii ni uwiano wa vikundi tofauti vya viumbe ambavyo hutofautiana katika nafasi ya kimfumo, katika jukumu wanalocheza katika michakato ya uhamishaji wa nishati na vitu, mahali palipochukuliwa katika nafasi, kwenye mtandao wa chakula au trophic, au katika sifa zingine. muhimu kwa kuelewa mifumo ya utendaji kazi wa mifumo ikolojia asilia.

8. Jaza meza.

Muundo wa jumuiya

Miunganisho ya chakula, mzunguko wa dutu na ubadilishaji wa nishati katika mifumo ikolojia

1. Fafanua dhana.
Mlolongo wa chakula ni msururu wa spishi za mimea, wanyama, kuvu na vijidudu ambavyo vimeunganishwa kwa kila mmoja na uhusiano: chakula - watumiaji (mlolongo wa viumbe ambao uhamishaji wa polepole wa jambo na nishati hufanyika kutoka kwa chanzo hadi kwa watumiaji).
Mtandao wa chakula ni mchoro wa miunganisho yote ya chakula (trophic) kati ya spishi za jamii.
Kiwango cha Trophic- hii ni mkusanyiko wa viumbe ambavyo, kulingana na njia ya lishe yao na aina ya chakula, huunda kiungo fulani katika mlolongo wa chakula.

2. Minyororo ya malisho inatofautianaje na minyororo ya uharibifu?
Katika msururu wa malisho, nishati hutiririka kutoka kwa mimea kupitia wanyama walao majani hadi kwa wanyama wanaokula nyama. Mtiririko wa nishati kutoka kwa mabaki ya kikaboni yaliyokufa na kupitia mfumo wa viozaji huitwa mnyororo wa uharibifu.

3. Jaza meza.

Viwango vya Trophic vya mfumo ikolojia

4. Ni nini kiini cha mzunguko wa dutu katika mfumo wa ikolojia?
Nishati haiwezi kuhamishwa katika mduara mbaya, inageuka kuwa nishati ya vifungo vya kemikali na joto. Dutu hii inaweza kupitishwa kwa mizunguko iliyofungwa, ikizunguka mara kwa mara kati ya viumbe hai na mazingira.

5. Fanya kazi kwa vitendo.
1. Kuchora michoro ya uhamishaji wa vitu na nishati (mnyororo wa chakula)
Taja viumbe vinavyopaswa kuwa katika sehemu zisizopatikana katika minyororo ifuatayo ya chakula.

2. Kutoka kwa orodha iliyopendekezwa ya viumbe, tengeneza mitandao ya uharibifu na malisho ya malisho: nyasi, kichaka cha berry, nzi, titi, nyoka, sungura, mbwa mwitu, bakteria wanaooza, mbu, panzi.

6. Ni nini kinachoweka kikomo urefu wa kila msururu wa chakula katika mfumo ikolojia?
Viumbe hai, wawakilishi wa kula wa ngazi ya awali, hupokea nishati iliyohifadhiwa katika seli na tishu zake. Inatumia sehemu kubwa ya nishati hii (hadi 90%) kwenye harakati, kupumua, inapokanzwa mwili, nk. na 10% tu hujilimbikiza katika mwili wake kwa namna ya protini (misuli) na mafuta (tishu za adipose). Kwa hivyo, 10% tu ya nishati iliyokusanywa na kiwango cha awali huhamishiwa kwenye ngazi inayofuata. Ndiyo maana minyororo ya chakula haiwezi kuwa ndefu sana.

7. Nini maana ya piramidi za kiikolojia? Ni aina gani zinazowatofautisha?
Ni njia ya kuonyesha kwa michoro uhusiano wa viwango tofauti vya trophic katika mfumo ikolojia. Kunaweza kuwa na aina tatu:
1) piramidi ya idadi ya watu - inaonyesha idadi ya viumbe katika kila ngazi ya trophic;
2) piramidi ya majani - huonyesha majani ya kila ngazi ya trophic;
3) piramidi ya nishati - inaonyesha kiasi cha nishati ambacho kimepitia kila ngazi ya trophic kwa muda fulani.

8. Je, piramidi ya kiikolojia inaweza kuwa juu chini? Thibitisha jibu lako kwa mfano maalum.
Ikiwa kiwango cha kuzaliana kwa idadi ya mawindo ni kubwa, basi hata kwa majani machache, idadi kama hiyo inaweza kuwa chanzo cha kutosha cha chakula kwa wanyama wanaowinda wanyama wengine ambao wana biomasi kubwa lakini kiwango cha chini cha uzazi. Kwa sababu hii, piramidi za wingi au majani zinaweza kupinduliwa, yaani, viwango vya chini vya trophic vinaweza kuwa na msongamano mdogo na majani kuliko ya juu.
Kwa mfano:
1) Wadudu wengi wanaweza kuishi na kula kwenye mti mmoja.
2) Piramidi iliyogeuzwa ya biomass ni tabia ya mazingira ya baharini, ambapo wazalishaji wa msingi (mwani wa phytoplanktonic) hugawanyika haraka sana, na watumiaji wao (zooplanktonic crustaceans) ni kubwa zaidi, lakini huzaa polepole zaidi. Wanyama wenye uti wa mgongo wa baharini wana wingi mkubwa zaidi na mzunguko mrefu wa uzazi.

9. Tatua matatizo ya kimazingira.
Kazi ya 1. Piga hesabu ya kiasi cha plankton (katika kilo) kinachohitajika kwa pomboo mwenye uzito wa kilo 350 kukua baharini.

Suluhisho. Pomboo, akila samaki wawindaji, alijikusanya katika mwili wake 10% tu ya molekuli jumla
chakula, tukijua kwamba ina uzito wa kilo 350, hebu tufanye uwiano.
350kg - 10%;
X - 100%. Wacha tupate X ni sawa na kilo 3500. ( samaki wawindaji
) Uzito huu ni 10% tu ya wingi wa samaki wasio wawindaji ambao walikula. Wacha tufanye uwiano tena.
3500kg - 10%
X - 100%
X=35,000 kg (wingi wa samaki wasio wawindaji)
Je, walilazimika kula planktoni kiasi gani ili wawe na uzito huo? Hebu tufanye uwiano.
35,000 kg.- 10%
X =100%
X = 350,000 kg

Jibu: Ili dolphin yenye uzito wa kilo 350 kukua, kilo 350,000 za plankton zinahitajika. Kazi ya 2. Kama matokeo ya utafiti, ikawa kwamba baada ya kuangamiza ndege wa kuwinda

idadi ya ndege wa mchezo, kuharibiwa nao mapema, kwanza inakua kwa kasi, lakini kisha huanguka haraka. Je, muundo huu unaweza kuelezewaje?

Jibu: Ili kujibu swali hili, ni muhimu kuzingatia masharti yafuatayo: ongezeko la "bila kudhibiti" la idadi ya ndege wa wanyama husababisha kupungua kwa usambazaji wa chakula, kudhoofisha upinzani wa viumbe vya ndege kwa magonjwa, kuenea kwa kasi kwa maambukizi, kuzorota, kupungua kwa uzazi na kifo kikubwa cha ndege kutokana na magonjwa.

Kazi ya 3. Daphnia kulisha juu yao iliwekwa kwenye chombo na mwani wa planktonic. Baada ya hayo, wingi wa mwani ulipungua, lakini uzalishaji wa majani ya mwani (unaopimwa kwa viwango vya mgawanyiko wa seli) uliongezeka. Je, ni maelezo gani yanayowezekana kwa jambo hili?

Sababu za uendelevu na mabadiliko ya mifumo ikolojia

1. Fafanua dhana.
Kufuatia ni mchakato wa asili na thabiti wa mabadiliko ya jamii katika eneo fulani, unaosababishwa na mwingiliano wa viumbe hai na kila mmoja na mazingira ya kibiolojia yanayowazunguka.
Pumzi ya kawaida ya jamii- katika ikolojia, jumla ya matumizi ya nishati, i.e., jumla ya uzalishaji wa autotrophs katika suala la nishati inalingana kabisa na matumizi ya nishati inayotumiwa kuhakikisha shughuli muhimu ya viumbe vyake.

2. Nini maana ya usawa katika jumuiya, na ina umuhimu gani kwa kuwepo kwake kwa ujumla?
Biomass ya viumbe katika mfululizo bora inabakia mara kwa mara, na mfumo yenyewe unabaki katika usawa. Ikiwa "jumla ya kupumua" ni chini ya uzalishaji wa jumla wa msingi, mkusanyiko wa viumbe hai utatokea katika mfumo wa ikolojia; Zote mbili zitasababisha mabadiliko ya jamii. Ikiwa kuna ziada ya rasilimali, kutakuwa na spishi zinazoweza kuidhibiti ikiwa kuna uhaba, spishi zingine zitatoweka. Mabadiliko kama haya yanajumuisha kiini cha mfululizo wa ikolojia. kipengele kikuu Utaratibu huu ni kwamba mabadiliko ya jumuiya daima hutokea katika mwelekeo wa hali ya usawa. Kila hatua ya urithi ni jumuiya iliyo na aina fulani ya viumbe na maisha. Wanabadilisha kila mmoja mpaka hali ya usawa imara hutokea.

3. Jaza meza.

Aina za mfululizo

4. Ni nini huamua muda wa mfululizo?
Muda wa urithi huamuliwa kwa kiasi kikubwa na muundo wa jumuiya.
Ufuataji wa pili unaendelea kwa kasi zaidi. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba jumuiya ya msingi inaacha nyuma kiasi cha kutosha cha virutubisho na udongo ulioendelea, ambayo hujenga mazingira ya ukuaji wa kasi na maendeleo ya walowezi wapya.

5. Je, ni faida gani za jumuiya iliyokomaa kuliko jumuiya ya vijana?
Jamii iliyokomaa na yake aina kubwa na wingi wa viumbe, muundo wa trophic ulioendelezwa na mtiririko wa nishati uwiano unaoweza kuhimili mabadiliko. mambo ya kimwili(k.m. joto, unyevu) na hata aina fulani uchafuzi wa kemikali zaidi kuliko jamii ya vijana.

6. Kuna umuhimu gani wa kuweza kudhibiti michakato inayotokea katika jamii?
Mtu anaweza kuvuna mavuno mengi kwa njia ya bidhaa safi kwa kudumisha bandia hatua za mwanzo jumuiya ya mfululizo. Kwa upande mwingine, utulivu wa jumuiya ya kukomaa, uwezo wake wa kuhimili madhara ya mambo ya kimwili (na hata kuyasimamia) ni mali muhimu sana na yenye kuhitajika sana. Ambapo matatizo mbalimbali mifumo ikolojia iliyokomaa inaweza kusababisha usumbufu mbalimbali wa kimazingira. Mabadiliko ya biosphere kuwa carpet moja kubwa ya ardhi ya kilimo imejaa hatari kubwa. Kwa hivyo, ni muhimu kujifunza jinsi ya kusimamia vizuri michakato katika jamii ili kuzuia maafa ya mazingira.