Экологическая система: понятие, суть, типы и уровни

Виды экосистем

Существует несколько классификаций экосистем.

Экосистемы по характеру происхождения:

— природные (болото, луг);

— искусственные (пашня, сад, космический корабль).

Экосистемы по размерам:

— микроэкосистемы (например, ствол упавшего дерева или поляна в лесу);

— мезоэкосистемы (лесной массив или степной колок);

— макроэкосистемы (тайга, море);

— экосистемы глобального уровня (планеты Земля).

Экосистемы по типу источника энергии:

— движимые Солнцем, малосубсидируемые – получают энергию практически только от Солнца и имеют низкую продуктивность (открытые океаны, высокогорные леса);

— движимые Солнцем, субсидируемые другими естественными источниками – экосистемы, обладающие естественной плодородностью и производящие излишки органического вещества, которые могут накапливаться (заливы, дождевые леса);

— движимые Солнцем и субсидируемые человеком – наземные и водные агроэкосистемы, получающие энергию не только от Солнца, но и от человека в виде орошения, удобрения (поля зерновых и т.п.);

— движимые топливом (индустриально-городские экосистемы) – высококонцентрированная энергия топлива не дополняет, а заменяет солнечную энергию, а пища привозится извне (города, мегаполисы).

Виды экосистем.

Экологическая система (экосистема) – пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями.

Различают водные и наземные природные экосистемы.

Водные экосистемы – это реки, озера, пруды, болота – пресноводные экосистемы, а также моря и океаны – водоемы с соленой водой.

Наземные экосистемы – это тундровая, таежная, лесная, лесостепная, степная, полупустынная, пустынная, горная экосистемы.

В каждой наземной экосистеме есть абиотический компонент – биотоп, или экотоп – участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями; и биотический компонент – сообщество, или биоценоз – совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп.

Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов.

Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию данного вида в экосистеме. Биоценоз очень трудно рассматривать отдельно от биотопа, поэтому вводят такое понятие, как биогеоценоз ( биотоп+биоценоз).

Биогеоценоз — элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем.

В каждую экосистему входят группы организмов разных видов, различимые по способу питания:

— автотрофы (“самопитающиеся”);

— гетеротрофы (“питающиеся другими”);

— консументы – потребители органического вещества живых организмов;

— дитритофаги, или сапрофаги, — организмы, питающиеся мертвым органическим веществом – остатками растений и животных;

— редуценты – бактерии и низшие грибы – завершают деструктивную работу консументов и сапрофагов, доводя разложение органики до ее полной минерализации и возвращая в среду экосистемы последние порции двуокиси углерода, воды и минеральных элементов.

Все названные группы организмов в любой экосистеме тесно взаимодействуют между собой, согласуя потоки вещества и энергии.

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов.

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие.

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Примерами природных экосистем являются: упавшее дерево, труп животного, маленький водоем, озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные.

При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических. Поэтому экосистемы делятся по пространственному масштабу на микроэкосистемы, мезоэкосистемы и макроэкосистемы.

Таким образом, устройство природы следует рассматривать как системное целое, состоящее из вложенных одна в другую экосистем, высшей из которых является уникальная глобальная экосистема — биосфера.

В ее рамках происходит обмен энергией и веществом между всеми живыми и неживыми составляющими в масштабах планеты.

Биотические факторы

Взаимоотношения живых организмов в пищевой системе мы уже рассмотрели

Экологическая система: понятие, суть, типы и уровни

Есть еще типы взаимоотношений, которые мы представим в виде таблицы — выгода организмов от взаимодействия друг с другом:

Тип взаимоотношений Выгода одного организма Выгода второго организма
нейтрализм(оба организма никак не влияют на жизнь друг друга)
комменсализм +

один организм использует другой как ресурс (питание, дом, защита и т.д.

0

от “сожителя” нет вреда

мутуализм = симбиоз(взаимовыгодное сотрудничество) + +
паразитизм +

один организм использует другой как ресурс (питание, дом, защита и т.д.

носитель отравляется продуктами жизнедеятельности “сожителя”, да и самому не хватает ресурсов

Часто встречается такой вопрос — а какова роль паразитов? Вирусы, болезнетворные бактерии, грибковые возбудители, паразиты….

Нам, как жертвам, эта роль представляется исключительно вредоносной. Но у экосистемы свои законы.

Все эти организмы — регуляторы численности. Если у скотовода приплод оказался больше, чем он ожидал, то с одной стороны — радость, а с другой — морока — надо бежать закупаться вакцинами и сыворотками…

Если в лесу по каким-то причинам резко возрастет численность зайцев, то сначала возрастет и численность волков — обилие пищи способствует увеличению численности. Но затем численность и жертв и хищников обязательно снизится.

Популярные статьи  Аллигатор

Ярусы пространственной структуры

Первый ярус практически всегда представлен крупными деревьями, у которых листва расположена высоко над землей и хорошо освещается солнцем. Второй (подпологовый) ярус составляют не такие рослые виды, они могут поглощать неиспользованный свет. Далее находится подлесок, представленный настоящими кустарниками (орешник, крушина, рябина и пр.), а также кустарниковыми формами деревьев (лесная яблоня, груша и т. д.), которые при нормальных условиях могли бы вырасти до высоты деревьев первого яруса. Следующий уровень – это подросток. К нему относят молодые деревья, которые в перспективе могут «вытянуться» в первый ярус. Например, сосна, дуб, ель, граб, ольха.

Для вертикального вида структуры экосистемы (пространственной) характерно наличие травно-кустарничкового яруса. Его составляют лесные кустарники и травы: земляника, кислица, ландыш, папоротники, черника, ежевика, малина и пр. За ним следует заключительный ярус – мохово-лишайниковый.

Экологическая система: понятие, суть, типы и уровни

Отметим, что лианы, эпифиты, а также растения-паразиты относят к группе внеярусной растительности. Это связано с тем, что весьма затруднительно отнести их к какому-либо конкретному ярусу.

Естественные и искусственные экосистемы — определения и различия

  • Естественные (природные) экологические системы являются самодостаточными, сбалансированными экологическими единицами с высокой долей естественного биоразнообразия, существующие без вмешательства человека. Примеры: леса, моря, реки, степи, пустыни и т. п.
  • Искусственные экосистемы, к которым относятся сельскохозяйственные и городские районы, постоянно изменяются и поддерживаются деятельностью человека. Люди модифицируют уже существующую экосистему для достижения своих целей или создают собственную экосистему, имитирующую природные условия. Примеры: аквариумы, поля, сады, зоопарки, плотины, пруды и т. п. Искусственные экосистемы служат для конкретных потребностей людей. Сады и фермы создаются для сельскохозяйственных целей. Зоопарки, парки и аквариум нужны для отдыха, туризма, охраны природы, образования и хобби.

ТАБЛИЦА. Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем

Естественная экосистема Искусственная экосистема
Создана природой без вмешательства человека Создана и поддерживается человеком
Состоит из многих видов растений и животных Включает избранные виды
Генетическое разнообразие очень велико Генетическое разнообразие низкое, так как другие виды удалены из системы
Пищевые цепи длинные и сложные Пищевые цепи в основном неполные или маленькие, так как присутствует мало видов
Солнечный свет является источником энергии для автотрофов, и эта энергия управляет всеми биологическими циклами Солнечный свет также является основным источником энергии для автотрофов или сельскохозяйственных культур, но удобрения и другие питательные вещества поступают в почву извне
Экологическая сукцессия в природной экосистеме происходит за определенный отрезок времени Экологическая сукцессия отсутствует
Естественный круговорот питательных веществ обеспечивает максимальную и эффективную их циркуляцию через все уровни экосистемы Неполный круговорот питательных веществ. Сбор культур удаляет большое количество питательных веществ из почвы и делает ее с каждым разом все менее плодородной
Производительность природных экосистем очень разнообразна и зависит от окружающей среды. Продуктивность тропических лесов очень высока, а пустынь — очень низкая Предназначены для высокой производительности
Высокая естественная устойчивость Неустойчивые, поскольку большинство удобрений производится из ископаемого топлива, которое не является возобновляемым и еще больше усугубляет загрязнение окружающей среды и другие экологические нарушения

Природная или естественная экосистема нашей планеты обширна. Она разделена на две основные группы – наземные и водные экосистемы. Они в свою очередь подразделяются на множество других более мелких экосистем.

Видовая структура

Видовая структура представляет собой совокупность всех видов, составляющих экосистему, их взаимосвязь между собой и соотношение численности. В одних случаях первенство — за животными, например, биоценоз кораллового рифа, в других ведущую роль играют растения (пойменные луга, дубовые и еловые леса, ковыльная степь). Видовая структура экосистемы отражает ее состав в том числе и по количеству видов. Он зависит главным образом от географического положения места. Наиболее известная закономерность заключается в том, что чем ближе к экватору, тем флора и фауна разнообразнее. Причем это касается всех форм жизни, от насекомых до млекопитающих, от лишайников и мхов до цветковых растений.

Так, один гектар дождевых лесов Амазонки – это дом почти для 400 деревьев, принадлежащих более, чем к 90 видам, а на каждом из них произрастает более 80 различных эпифитов. В то же время на аналогичной площади елового или соснового леса умеренной полосы произрастает всего лишь 8-10 видов деревьев, а в тайге разнообразие ограничивается 2-5 видами.

Уровни экосистемы

Экологическая система: понятие, суть, типы и уровни Уровни экосистемы

Для экосистем характерны следующие уровни:

  1. Особь (любое живое существо).
  2. Популяция (группа существ определенного вида на определенной территории).
  3. Сообщество (совокупность всех существ на местности).
  4. Экосистема (совокупность природных факторов).
  5. Биосфера (совокупность каждой экосистемы планеты).

Особь

Особь — это любое живое существо или организм. Особи не размножаются с индивидуумами из других групп. Животные, в отличие от растений, как правило, относятся к этому понятию, поскольку некоторые представители флоры могут скрещиваться с другими видами.

В приведенной выше схеме, можно заметить, что золотая рыбка взаимодействует с окружающей средой и будет размножаться исключительно с представителями своего вида.

Популяция

Популяция — группа особей данного вида, которые живут в определенной географической области в данный момент времени. (Примером может служить золотая рыбка и представители ее вида)

Обратите внимание, что популяция включает особей одного вида, которые могут иметь различные генетические отличия, такие как цвет шерсти/глаз/кожи и размер тела

Популярные статьи  Mesobatrachia

Сообщество

Сообщество включает в себя всех живых организмов на определенной территории, в данный момент времени. В нем могут присутствовать популяции живых организмов разных видов

В приведенной выше схеме, обратите внимание, как золотые рыбы, лососёвые, крабы и медузы сосуществуют в определенной среде. Большое сообщество, как правило, включает в себя биоразнообразие

Экосистема

Экосистема включает в себя сообщества живых организмов, взаимодействующих с окружающей средой. На этом уровне живые организмы зависят от других абиотических факторов, таких как камни, вода, воздух и температура.

Биом

Простыми словами, биом представляет собой совокупность экосистем, имеющих схожие характеристики с их абиотическими факторами, адаптированными к окружающей среде.

Биосфера

Когда мы рассматриваем различные биомы, каждый из которых переходит в другой, формируется огромное сообщество людей, животных и растений, живущих в определенных местах обитания. Биосфера является совокупностью всех экосистем, представленных на Земле.

Типы естественных комплексов

Природные экосистемы являются системами, зависящими от солнечной энергии извне, но есть и такие, которым необходим дополнительный источник питания. Первая группа, которая полностью зависима от небесного светила, характеризуется плохой продуктивностью в переработке веществ, но без таких экологических сообществ обойтись нельзя. С ними формируется климат и состояние воздушного слоя вокруг Земли. Комплексы природного происхождения располагаются на крупнейших по площади территориях. К естественным экосистемам относятся наземные и водные.Наземные экологические сообщества делятся на несколько групп:

  • Лесные. Отличаются обилием растительности и большим числом живых организмов, существующих на небольших по площади территориях. В этих природных комплексах встречаются разнообразные виды фауны, плотность которых довольно высока. Даже небольшие изменения в лесных экосистемах сильно влияют на их общий баланс. К ним относятся тропические, умеренные, широколиственные и таёжные леса.
  • Пустынные. Занимают районы пустынь, где выпадает мало осадков. Чрезвычайно высокая температура воздуха, плохой доступ к водным ресурсам и интенсивный солнечный свет негативно сказываются на видовом разнообразии животных и растений на этих территориях.
  • Экосистема лугов. Лугами покрыты умеренные и тропические регионы планеты. Их территории покрыты травянистыми растениями, кустарниками и немногочисленными деревьями. Луга населены хищниками и травоядными. Сообщества разделяют на саванны, прерии и степи.
  • Горные. Горные местности характеризуются суровыми климатическими условиями, в которых выживает только альпийская флора. Животные, которые обитают на высокогорьях, обладают толстыми шубами, защищающими их от холода.
  • Морская. Крупнейшая система, покрывающая около 70% поверхности планеты. В морской воде содержится огромное количество растворенных солей и минералов. Морские экосистемы разделяют на следующие зоны: океаническая, профундальная, бентальная, приливная, лиманы.
  • Пресноводная. Охватывает около 0,8% всей поверхности планеты. Пресноводные сообщества делятся на стоячие, проточные и водно-болотные природные комплексы.

Рекомендуем: Мешки для больших объемов строительного мусора

Морские системы богаты кораллами, бурыми водорослями, головоногими моллюсками, иглокожими, акулами и многими другими консументами и продуцентами. В пресноводных комплексах обитают рептилии, земноводные и примерно 40% разновидностей рыб в мире. В быстро движущихся водах растворенный кислород присутствует в высокой концентрации, благодаря которой поддерживается большее видовое разнообразие живых организмов, чем в озёрах и других стоячих водах.

Определение и концепция понятия

Экологическая система — это совокупность живых организмов, их естественных условий обитания и систем связей, с помощью которых осуществляется обмен энергией, веществами и информацией. Понятие «экосистема» было предложено учёным-ботаником А. Тенсли в 1935 году, который посвятил всю свою жизнь изучению процессов ботаники.

Экологическая система выступает отдельной структурной единицей, объединяющей биотические и абиотические факторы. Она характеризуется своей линией саморазвития, определённой организацией и способностью обеспечивать жизненно важные материалы. Понятие экосистемы появилось только в XX веке, но с тех времён её схема значительно усложнилась и продолжает изменяться. На неё влияют естественные причины и вмешательство прогрессивных аспектов.

Лучшие статьи : ТОП 11 пород кошек с чёрным окрасом — список, характеристика и фото

Природные сообщества не имеют чётких границ. Они разделены такими географическими барьерами, как горы, пустыни, реки, моря или океаны, поэтому они обычно сливаются друг с другом. Переходные зоны между ними называются экотонами.

Экосистему часто называют биогеоценозом, однако учёные считают, что второе понятие нельзя считать полным синонимом этого термина. Биогеоценоз — это аналог экологической системы на начальном уровне, связанный с конкретным участком наземной или водной среды. Экосистема рассматривает абстрактные участки.

В мире существует много различных природных комплексов, но их всех объединяет один и тот же принцип: в любой системе присутствует региональный компонент, называемый биотопом и характеризующийся одинаковым ландшафтом и климатом, а также биоценоз, представленный обитателями группы, постоянно проживающими в биотопе. Вместе они образуют биогеоценоз и не могут существовать отдельно друг от друга.

Естественные экосистемы

Как уже отмечалось выше, естественные, природные экосистемы образовались в результате действия сил природы. Для них характерны:

  • Тесная взаимосвязь органических и неорганических веществ
  • Полный, замкнутый круг круговорота веществ: начиная от появления органического вещества и заканчивая его распадом и разложением на неорганические компоненты.
  • Устойчивость и способность к самовосстановлению.

Все природные экосистемы определяются следующими признаками:

    1. Видовая структура
      : численность каждого вида животного или растения регулируется природными условиями.
    2. Пространственная структура
      : все организмы располагаются в строгой горизонтальной или вертикальной иерархии. Например, в лесной экосистеме четко выделяются ярусы, в водной — размещение организмов зависит от глубины воды.
    3. Биотические и абиотические вещества
      . Организмы, составляющие экосистему, делятся на неорганические (абиотические: свет, воздух, почва, ветер, влажность, давление) и органические (биотические — животные, растения).
    4. В свою очередь биотический компонент делится на производителей, потребителей и разрушителей. К производителям относят растения и бактерии, которые с помощью солнечного света и энергии создают из неорганических веществ органику. Потребители — это животные и плотоядные растения, которые питаются этой органикой. Разрушители (грибы, бактерии, некоторые микроорганизмы) являются венцом пищевой цепочки, так как производят обратный процесс: органику превращают в неорганические вещества.
Популярные статьи  Geophaginae

Экологическая система: понятие, суть, типы и уровни

Пространственные границы каждой природной экосистемы весьма условны. В науке принято определять эти границы естественными очертаниями рельефа: например, болото, озеро, горы, реки. Но в совокупности, все экосистемы, слагающие биооболочку нашей планеты, считаются открытыми, так как они взаимодействуют с окружающей средой и с космосом. В самом общем представлении картина выглядит так: живые организмы получают из окружающей среды энергию, космические и земные вещества, а на выходе — осадочные породы и газы, уходящие в итоге в космос.

Все компоненты природной экосистемы находятся в тесной взаимосвязи. Принципы этой связи складываются годами, иногда столетиями. Но именно поэтому они и становятся настолько устойчивы, так как эти связи и климатические условия и определяют виды животных и растений, которые обитают в данном ареале. Любое нарушение равновесия в природной экосистеме может привести к ее исчезновению или затуханию. Таким нарушением может стать, например, вырубка леса, истребление популяции того или иного вида животных. В этом случае сразу нарушается пищевая цепочка, и экосистема начинает «сбоить».

К слову, привнесение дополнительных элементов в экосистемы также способно нарушить ее. Например, если человек начнет разводить в выбранной экосистеме животных, которых там изначально не было. Яркое подтверждение тому — разведение кроликов в Австралии. Сначала это было выгодно, так как в такой благодатной среде и прекрасных для разведения климатических условиях, кролики стали размножаться с невероятной быстротой. Но в итоге все свелось к краху. Несметные полчища кроликов опустошали пастбища, где раньше паслись овцы. Численность овец стала снижаться. А продуктов от одной овцы человек получает гораздо больше, чем от 10 кроликов. Этот случай вошел даже в поговорку: «Кролики съели Австралию». Понадобилось неимоверное усилие ученых и большие затраты, прежде чем удалось избавиться от поголовья кроликов. Полностью их популяцию в Австралии истребить не удалось, но их численность сократилась и уже не угрожала экосистеме.

Признаки и свойства

Главные свойства экосистем в зависимости от разновидностей, это:

  • сложные системы. Абиотические и биотические структуры и компоненты, которые постоянно взаимодействуют между собой. Сложность системы в данном случае зависит от количества взаимодействий животных с окружающей средой;
  • открытые. Зависят от притоков энергии. Здесь постоянно происходит обмен живыми организмами;
  • динамичные. Зависят от конкретных внутренних и внешних факторов.

К существенным признакам антропогенной или природной экосистемы относят:

  • живые организмы. Являются частью пищевой цепи. В зависимости от того, как питается отдельный вид, он является производителем, потребителем или разрушителем;
  • наличие круговорота веществ. Имеются ввиду отдельные химические элементы и вода. Это говорит о том, что большая часть из них постоянно используется.

ссылки

  1. «Расследование природы» (2008) в Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций. Получено 10 сентября 2017 года от Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций: fao.org.
  2. Челленджер, А. и Соберон, Дж. «Земные экосистемы» (2008) в мексиканском биоразнообразии. Получено 10 сентября 2017 г. с сайта «Биоразнообразие Мексики»: biodiversity.gob.mx.
  3. «Наземные экосистемы, типы растительности и землепользование» в Министерстве окружающей среды и природных ресурсов. Получено 10 сентября 2017 г. от Министерства окружающей среды и природных ресурсов: semarnat.gob.mx.
  4. Кампос-Бедолла, П. и другие. «Биология» (2003) в Google Книгах. Получено 10 сентября 2017 года из Google Книг: books.google.com..
  5. Смит Б. «Каковы основные типы наземных экосистем?» (24 апреля 2017 г.) в Sciencing. Получено 10 сентября 2017 г. из Sciencing: sciencing.com.
  6. Аррингтон Д. «Что такое земная экосистема? — Определение, примеры и типы «в исследовании. Получено 10 сентября 2017 г. с сайта Study: study.com.
  7. Буллер М. «Типы земных экосистем» (24 апреля 2017 г.) в науке. Получено 10 сентября 2017 г. из Sciencing: sciencing.com.
  8. Прайс, М. «Горы: экосистемы мирового значения» в Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций. Получено 10 сентября 2017 года от Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций: fao.org.
  9. «Тип леса» в «Защитниках дикой природы». Получено 10 сентября 2017 г. с сайта «Защитники дикой природы»: defenders.org.
  10. «Изменения в экосистемах» в «Зеленых фактах». Получено 10 сентября 2017 года с сайта Green Facts: greenfacts.org.
  11. «Вырубка лесов замедляется во всем мире, и лучше управляется больше лесов» (7 сентября 2015 г.) в Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций. Получено 10 сентября 2017 года от Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций: fao.org.
Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий