Deosebim un agroecosistem de un ecosistem natural. Tipuri de ecosisteme

1 . Definiția termenului „ecosistem”. Biocenoza și biotopul ei constituie două elemente inseparabile care acționează unul asupra celuilalt și formează un sistem mai mult sau mai puțin stabil numit ecosistem (Tansley, 1935). Cu alte cuvinte, ecosistemul este format din două componente. Unul dintre ei este organic, aceasta este biocenoza care o locuiește, alta anorganic, adică biotop care oferă adăpost pentru această biocenoză.

Din punct de vedere al reliefului, precum și din punct de vedere climatic, botanic și zoologic, solului, hidrologic și geochimic, ecosistemul este într-o anumită măsură omogen. Intensitatea schimbului de materie și energie între componentele unui ecosistem este una dintre trăsăturile sale distinctive. În termeni termodinamici, un ecosistem îi aparține deschide sisteme care sunt relativ stabile în timp. Elementele care intră în ecosistem sunt energia solară, mineralele solului și gazele atmosferice, apa; elementele de ieșire care părăsesc ecosistemul sunt căldura, oxigenul, dioxidul de carbon și alte gaze, humusul și nutrienții transportați de apă etc.

Majoritatea ecosistemelor s-au dezvoltat pe o perioadă lungă de evoluție și sunt rezultatul adaptării speciilor la mediu. Ecosistemele au autoreglareși sunt capabili să reziste, cel puțin în anumite limite, schimbărilor condițiilor de mediu și fluctuațiilor bruște ale densității populației.

Un exemplu ideal de ecosistem ar fi un lac. Este o comunitate clar delimitată, ale cărei diverse componente sunt legate inseparabil unele de altele și sunt obiectul a numeroase interacțiuni.

2. Clasificarea și tipurile de ecosisteme. Termenul „ecosistem” este aplicabil interacțiunii dintre biocenoze și biotopuri de diferite dimensiuni. În acest caz, ei disting:

· microecosisteme asemănătoare cu trunchiul unui copac mort;

mezo-ecosisteme, cum ar fi o pădure sau un iaz;

· macroecosisteme precum oceanul;

· megaecosisteme, o biosferă care unește toate ecosistemele existente.

Ecosistemele sunt, de asemenea, clasificate după alte criterii. De exemplu, ele evidențiază natural Şi artificial ecosistemelor. Clasificare utilizată pe scară largă conform bioame . Acest termen se referă la un ecosistem regional mare, caracterizat printr-un tip major de vegetație sau altă trăsătură caracteristică a peisajului. Distinge sol biomi (tundra, pădure boreală de conifere, pădure temperată de foioase, stepă, savana, deșert, pădure tropicală veșnic verde), de apă dulce ecosisteme (în picioare, curgătoare, mlăștinoase), maritim ecosisteme (pelagice, de coastă).

Trecerea de la un ecosistem la altul poate fi mai mult sau mai puțin bruscă. Cu toate acestea, în toate cazurile există o zonă de tranziție, care poate acoperi o zonă de la câțiva metri (zona de coastă a lacului) până la zeci de kilometri (zona de tranziție între păduri și stepe). Zona de tranziție se numește ecoton . Aceasta include, de exemplu, spațiile mlăștinoase situate între iaz și formațiunile de teren din jur; desişuri de tufişuri care despart pădurea de câmp. Fauna ecotonelor este atât din punct de vedere al speciilor, cât și mai bogată numeric decât biocenozele învecinate, deoarece aici apare un amestec de specii. Aceasta este o manifestare a așa-numitului efect de margine .

3. Compoziția și structura ecosistemelor. Puncte de vedere structura trofică(din grecescul trofe - hrană) ecosistemul poate fi împărțit în două niveluri: 1) superior autotrof Nivelul (auto-hrănit) sau „centa verde”, inclusiv plantele care conțin clorofilă, unde predomină fixarea energiei luminoase, utilizarea compușilor anorganici simpli și acumularea de compuși organici complecși și 2) cea inferioară heterotrof(hrănit de alții) strat sau „brâu brun” de soluri și sedimente, materie în descompunere, rădăcini etc., în care predomină utilizarea, transformarea și descompunerea compușilor complecși. CU punct de vedere biologic Este convenabil să distingem următoarele componente ca parte a ecosistemului: 1) substanțe anorganice(C, N, CO2, H20 etc.) incluse în cicluri; 2) compuși organici(proteine, carbohidrați, lipide, substanțe humice etc.) care leagă părțile biotică și abiotică; 3) aer, apaŞi substrat mediu, inclusiv regimul climatic și alți factori fizici; 4) producători, organisme autotrofe, în principal plante verzi, care pot produce hrană din substanțe anorganice simple; 5) consumatorilor, în principal animale care mănâncă plante și alte animale; 6) distrugători, în principal bacterii și ciuperci care obțin energie prin descompunerea țesutului mort. Ca urmare a activității descompozitorilor, se eliberează nutrienți anorganici potriviti producătorilor.

4. Transferul de energie și materie în ecosisteme. Energie definită ca abilitatea de a produce muncă. Proprietățile energiei sunt descrise de următoarele legi. Prima lege a termodinamicii , sau legea conservării energiei, afirmă că energia se poate schimba de la o formă la alta, dar nu dispare și nu poate fi creată din nou. A doua lege a termodinamicii , sau drept entropie, se formulează astfel: procesele asociate cu transformarea energiei se pot produce spontan numai cu condiţia ca energia să treacă de la o formă concentrată la una dispersată. De exemplu, căldura unui obiect fierbinte tinde spontan să se disperseze într-un mediu mai rece. Entropie – o măsură a cantității de energie legată care devine indisponibilă pentru utilizare. Termenul este folosit și ca măsură a schimbării în ordine.

Cea mai importantă caracteristică termodinamică a organismelor, ecosistemelor și biosferei în ansamblu este capacitatea de a crea și de a menține un grad ridicat de ordine interioară, adică. stare de entropie scăzută. Aceasta stare se realizeaza prin disiparea constanta a energiei usor de folosit (lumina, alimente) si transformarea acesteia in energie greu de utilizat (caldura).

Principala sursă de energie care vine din exterior este energia radiantă, care este absorbită de organismele producătoare în timpul procesului de fotosinteză și chimiosinteză, acumulându-se sub formă de substanțe organice. În plus, energia pătrunde în ecosistem și din sol sub formă de nutrienți și este, de asemenea, convertită de către producători. În următoarea etapă de conversie a energiei, nutrienții creați anterior sunt utilizați de consumatori. Iar ultima etapă este eliberarea energiei ca urmare a funcționării destructorilor. Energia eliberată este conținută în materia anorganică din sol și ca energie termică și alte tipuri de energie în mediu. În acest fel, se face schimb de energie în ecosistem. Deoarece ecosistemele sunt un sistem de tip deschis, scurgerile de energie sunt inevitabile, precum și energia care provine din alte surse.

Energia necesara:

1) pentru a menține viața, adică BX;

2) a se deplasa în spațiu;

3) pentru a asigura creșterea;

4) privind formarea elementelor necesare reproducerii și formarea rezervelor de carbohidrați și grăsimi.

5. lanțul trofic numiți o serie de organisme vii în care unele organisme își mănâncă predecesorii de-a lungul lanțului și, la rândul lor, sunt mâncate de cei care le urmează.

Sunt doua tipuri lanțurile trofice : unele încep cu plante vii autotrofi cu care se hrănesc erbivore animale; altele încep cu substanțe nevii și mai mult sau mai puțin descompuse de origine vegetală sau animală, consumate detritivore forme.

1. Dacă lanțul începe cu plante vii, putem distinge următoarele categorii: producători (plante), consumatori primari (erbivore), consumatori secundari, consumatori terțiari și destructori.

Iarbă → iepure → vulpe

Iarbă → mamifer erbivor → purici → organisme unicelulare flagelate

2. Într-un număr de cazuri, lanțurile încep cu substanțe organice nevii, când organismele detritivore se dovedesc a fi consumatori. Acestea pot fi animale mici, în principal numeroase nevertebrate (viermi) care trăiesc în sol, hrănindu-se cu frunzele căzute, sau bacterii și ciuperci care descompun materia organică.

Se consideră că organismele aparțin aceluiași nivel troficîn cazul în care în lanţul trofic sunt separate de vegetaţie printr-un număr egal de verigi. Plantele verzi alcătuiesc primul nivel trofic.

Structura trofică a unui ecosistem poate fi descrisă folosind date privind numărul de indivizi, biomasă sau energie. Această structură poate fi, de asemenea, reprezentată grafic folosind piramide ecologice.

Dacă ne imaginăm lanțul trofic al prădătorilor sub formă de dreptunghiuri de înălțime egală situate unul peste altul, a căror lungime este proporțională cu numărul de indivizi din fiecare nivel trofic, atunci obținem o cifră numită piramida numerelor. Cu cât este mai mare numărul de niveluri trofice pe care le include un anumit lanț, cu atât este mai mare. Deoarece numărul de indivizi scade de obicei de la primul la ultimul nivel trofic, piramida are forma unui triunghi cu vârful îndreptat în sus.

ÎN piramida biomasei pentru fiecare nivel trofic este indicată biomasa organismelor corespunzătoare.

Piramide de energie sunt în cel mai bun mod posibil reprezentarea grafică a structurii ecosistemului. Fiecare nivel trofic este reprezentat de un dreptunghi, a cărui lungime este proporțională cu cantitatea de energie acumulată în acest nivel pe unitatea de suprafață (sau volum) pe unitatea de timp.

Rețele trofice reflectă totalitatea tuturor relațiilor trofice care există într-un anumit ecosistem.

6. Cicluri biogeochimice. Existența unor cicluri constante de elemente joacă un rol important în transferul de materie în ecosisteme. Acestea din urmă sunt semnificativ diferite de energia convertită, care în cele din urmă se degradează sub formă de căldură și nu este niciodată folosită din nou.

Pentru a sintetiza protoplasma, organismele vii au nevoie de aproximativ 40 de elemente, dintre care cele mai importante sunt carbonul, azotul, hidrogenul, oxigenul, fosforul și sulful.

Ciclul carbonului. Singura sursă de carbon pentru plante este dioxidul de carbon, care face parte din atmosferă sau este dizolvat în apă. În timpul procesului de fotosinteză, dioxidul de carbon este transformat în substanțe organice (glucide, proteine, lipide), care servesc ca hrană pentru animale. Respirația, fermentarea și arderea combustibilului returnează dioxidul de carbon în atmosferă.

Ciclul azotului. Sursa de azot este azotul atmosferic și azotul conținut în cadavre. Azotul liber poate fi folosit doar de câteva organisme - fixatori de azot - bacterii care trăiesc în noduli de leguminoase și unele alge albastre-verzi. Datorită activității bacteriilor, substanțele proteice ale cadavrelor sunt transformate în compuși de amoniu, precum și nitriți și nitrați. Aceste substanțe servesc ca sursă de azot pentru plantele verzi.

Ciclul fosforului. Principalele rezerve de fosfor conțin diverse roci, care își eliberează treptat fosfații către ecosistemele terestre. Fosfații sunt consumați de plante și folosiți de acestea pentru a sintetiza compuși organici. Când carcasele de animale sunt descompuse de bacterii, fosfații sunt returnați în sol și apoi utilizați din nou de către plante.

Ciclul apei. La latitudinile mijlocii, plantele sunt capabile să rețină până la 25% din apa care cade sub formă de precipitații. Restul apei este absorbită în sol sau curge pe suprafața acestuia. Datorită evaporării, o parte din ea se întoarce în atmosferă.

7. Dinamica ecosistemelor. Una dintre principalele proprietăți ale ecosistemelor este dinamismul lor. Observațiile unui câmp abandonat arată că acesta este cucerit succesiv mai întâi de ierburi perene, apoi de arbuști și, în final, de vegetația lemnoasă. Conceptul de succesiune este cunoscut de mult, dar mai mult studiu detaliat acest fenomen și majoritatea termenilor folosiți în descrierea biocenozelor sunt asociate cu numele de Clements.

Principalii factori care influențează dezvoltarea ecosistemelor sunt: ​​climatici (modificări survenite în perioada cuaternară în perioadele interglaciare și glaciare), geologici (eroziune, construirea munților, vulcanism), edafic (dezvoltarea solului), biologic (competiție interspecifică), activitatea umană. ( incendii, exploatare forestieră, introducerea de noi specii de animale și plante).

serie sunt primare si secundare.

Succesiuni primare numiți dezvoltarea de către organismele vii a acelor stații care nu au fost niciodată locuite înainte, adică, cu alte cuvinte, locuri goale. Organismele care se instalează mai întâi în ele se numesc pionierii. Etapa finală a evoluției unui ecosistem este o biocenoză stabilă care este în echilibru cu mediul. Această etapă se numește menopauza.

Succesiuni secundare apar în stații care erau deja locuite, dar și-au pierdut locuitorii ca urmare a fenomenelor climatice (glaciații, incendii) sau geologice (eroziune), precum și din cauza invaziei umane (aratul câmpurilor).

Vorbind despre durabilitatea ecosistemului, sau stabilitatea lor, trebuie să remarcăm că există două tipuri de stabilitate: rezistenta rezistenta(capacitatea de a rămâne stabil sub sarcină) și stabilitate elastică(capacitatea de a se recupera rapid). Pentru ecosisteme, aceste două tipuri de durabilitate nu se pot dezvolta pe deplin simultan. Astfel, pădurea de sequoia din California este destul de rezistentă la foc (acești copaci se caracterizează prin scoarță groasă și alte adaptări), dar dacă arde, își revine foarte lent sau nu își revine deloc. În schimb, arborele de chaparral din California ard foarte ușor (reziliență scăzută), dar se recuperează rapid (reziliență excelentă).

Și încă o notă. Stabilitatea ecosistemelor este determinată de eficacitatea mecanismelor interne ale ecosistemului. Performanța funcțiilor de susținere a vieții pentru un ecosistem nu de către una, ci mai multe specii sau componente crește stabilitatea ecosistemului.

8. Ecosisteme artificiale. Exemple de astfel de ecosisteme pot fi o navă spațială, un oraș ca ecosistem heterotrof, de exemplu. hrănindu-se cu altele, agroecosisteme (ecosisteme agricole).

Nave spațiale. Călătoria de câteva zile sau săptămâni nu necesită un ecosistem complet autonom, deoarece aportul necesar de oxigen și alimente este luat cu tine, iar dioxidul de carbon și alte deșeuri pot fi izolate sau neutralizate pentru o perioadă scurtă de timp. Pentru călătorii mai lungi, va fi necesară o navă spațială de regenerare închisă sau mai completă, care să aibă toate substanțele abiotice vitale și mijloacele pentru utilizarea lor repetată. Trebuie să desfășoare procese echilibrate de producție, consum și descompunere de către organisme sau înlocuitorii lor artificiali. În esență, o navă spațială este un microsistem care include o persoană.

Pentru adevăratele ecosisteme regenerative, care ar putea rămâne în spațiu mult timp fără să primească nimic de pe Pământ, ar fi necesare organisme mari, și în special cele care ar putea fi mâncate de oameni, o diversitate semnificativă de specii și, mai ales, containere mari pline cu aer. si apa. Sarcina principală este de a rezolva problema acumulatorilor de deșeuri, regulatoarelor și regeneratoarelor. Este evident că aceste funcții trebuie preluate de dispozitive mecanice.

Până acum nu avem idee cum să construim un mezocosm cu includerea oamenilor în el.

Oraş diferă de un ecosistem natural: 1) metabolism mult mai intens pe unitatea de suprafață, care necesită un aflux mare de energie din exterior (combustibili fosili); 2) nevoi mari de aprovizionare cu substante din exterior; 3) un flux de deșeuri mai puternic și toxic. Orașul nu produce practic hrană sau alți compuși organici, nu purifică aerul și nu returnează aproape nicio apă sau substanțe anorganice ciclului.

Sistemele agricole se disting prin faptul că: 1) primesc energie auxiliară sub formă de eforturi musculare ale oamenilor și animalelor, îngrășăminte, pesticide, apă de irigare, funcționare a mașinilor etc.; 2) diversitatea organismelor este redusă brusc; 3) speciile dominante sunt supuse selecției artificiale. Sistemele agricole sunt organizate pentru a direcționa cât mai multă energie către producția de alimente.

Spre deosebire de un ecosistem natural, un ecosistem artificial se caracterizează prin. Scrieți răspunsul în numere fără spații.

1) o mare varietate de specii

2) diverse circuite de putere

3) ciclu deschis al substanțelor

4) predominarea uneia sau a două specii

5) influenţa factorului antropic

6) ciclu închis al substanțelor

Explicaţie.

Diferențele dintre agrocenoze și biogeocenoze naturale. Între natural și biogeocenoze artificiale Alături de asemănări, există și diferențe mari care sunt importante de luat în considerare în practica agricolă.

Prima diferență este direcția diferită de selecție. În ecosistemele naturale, există selecție naturală care respinge speciile și formele de organisme necompetitive și comunitățile acestora din ecosistem și, prin urmare, îi asigură principala proprietate - stabilitatea. În agrocenoze operează predominant selecția artificială, care vizează în primul rând de către oameni maximizarea productivității culturilor agricole. Din acest motiv, stabilitatea ecologică a agrocenozelor este scăzută. Nu sunt capabili de autoreglare și auto-reînnoire și sunt supuși amenințării cu moartea din cauza reproducerii în masă a dăunătorilor sau agenților patogeni. Prin urmare, fără participarea umană, atenția sa neobosită și intervenția activă în viața lor, agrocenozele culturilor de cereale și legume există de cel mult un an, ierburi perene - 3-4 ani, culturi de fructe - 20-30 de ani. Apoi se dezintegrează sau mor.

A doua diferență este în sursa de energie utilizată. Pentru biogeocenoza naturală, singura sursă de energie este Soarele. În același timp, agrocenozele, pe lângă energia solară, primesc energie suplimentară pe care oamenii o cheltuiau pentru producerea de îngrășăminte, substanțe chimice împotriva buruienilor, dăunătorilor și bolilor, pentru irigarea sau drenarea pământului etc. Fără o astfel de cheltuială suplimentară de energie, lungul -existența pe termen a agrocenozelor este aproape imposibilă.

A treia diferență se rezumă la faptul că în agroecosisteme există o reducere bruscă diversitatea speciilor organisme vii. Una sau mai multe specii (soiuri) de plante sunt de obicei cultivate pe câmp, ceea ce duce la o epuizare semnificativă a compoziției speciilor de animale, ciuperci și bacterii. În plus, uniformitatea biologică a soiurilor plante cultivate, ocupând suprafețe mari (uneori zeci de mii de hectare), este adesea principalul motiv pentru distrugerea lor în masă de către insecte specializate (de exemplu, gândacul cartofului de Colorado) sau deteriorarea de către agenți patogeni (hummock fainos, rugină, ciuperci de ciuperci, ciuperci târzii, etc.).

A patra diferență este echilibrul diferit al nutrienților. Într-o biogeocenoză naturală, producția primară de plante (recolta) este consumată în numeroase lanțuri trofice (rețele) și revine din nou la sistemul ciclului biologic sub formă de dioxid de carbon, apă și elemente nutritive minerale.

Într-o agrocenoză, acest ciclu de elemente este brusc perturbat, deoarece o parte semnificativă a acestora este îndepărtată de oameni odată cu recolta. Prin urmare, pentru a compensa pierderile lor și, în consecință, a crește productivitatea plantelor cultivate, este necesar să se adauge constant îngrășăminte în sol.

Astfel, comparativ cu biogeocenoze naturale agrocenozele au o compoziție limitată de specii de plante și animale, nu sunt capabile de auto-reînnoire și autoreglare, sunt supuse amenințării cu moartea ca urmare a reproducerii în masă a dăunătorilor sau agenților patogeni și necesită o activitate umană neobosită pentru a le menține.

Numerele 3, 4, 5 caracterizează agrocenoza; 1, 2, 6 - biogeocenoză naturală.

Raspuns: 345.

Există patru tipuri de ecosisteme:

elementar ( microecosisteme) - ecosisteme de cel mai mic rang, asemănătoare ca mărime cu componentele mici ale mediului: trunchiul unui copac putrezit, un mic rezervor, o cavitate dentară umană etc.;

Local ( mezoecosisteme) (pădure, râu, iaz etc.),

Zonal ( macroecosisteme) sau biomi - ecosisteme terestre mari cu o distribuție foarte largă (ocean, continente, continente, zone naturale - tundra, taiga, ploaie păduri tropicale, savane etc.) .

Fiecare biom este format din multe ecosisteme interconectate. Interconectarea tuturor ecosistemelor planetei noastre creează un ecosistem gigant global numit Biosferă(Ecosfera).

3. Clasificări ale ecosistemelor:

În funcție de originea lor, ecosistemele sunt împărțite în:

1) ecosisteme naturale (naturale).- un ciclu biologic în care are loc fără participarea umană directă. Împărțit în: sol(păduri, stepe, deșerturi) și acvatice: de apă dulce și marine(mlaștini, lacuri, bălți, râuri, mări).

2) ecosisteme antropice (artificiale).- ecosisteme create de om pentru profit, care pot exista doar cu sprijinul lui (agroecosisteme - ecosisteme artificiale apărute ca urmare a agriculturii activitate economică persoană; tehnoecosistemele sunt ecosisteme artificiale care apar ca urmare activitate industrială persoană; ecosisteme urbane (lat. urban) - ecosisteme care iau naștere ca urmare a creării așezărilor umane).

3) socionaturale- sisteme naturale modificate de om (parc, lac de acumulare).

Există, de asemenea, tipuri de tranziție de ecosisteme între naturale și antropice (ecosisteme de pășuni naturale folosite de oameni pentru pășunatul animalelor de fermă).

În funcție de sursa de energie care le asigură activitatea de viață, ecosistemele se împart în următoarele tipuri:

1) ecosisteme autotrofe- acestea sunt ecosisteme care se asigură cu energia primită de la Soare în detrimentul propriilor organisme foto- sau chimiotrofe. Majoritatea ecosistemelor naturale și unele antropice aparțin acestui tip.

2) ecosisteme heterotrofe- acestea sunt ecosisteme care primesc energie folosind compuși organici gata preparati sintetizați de organisme care nu sunt componente ale acestor ecosisteme sau folosind energia plantelor energetice create de om. Acestea pot fi atât naturale (de exemplu, ecosisteme oceanice de adâncime care folosesc resturi organice care cad de sus), cât și antropice (de exemplu, orașe cu liniile lor electrice).

4. Structura ecosistemului.

Structura unui ecosistem este înțeleasă ca modele clar definite în relațiile și conexiunile părților sale. Structura ecosistemului are mai multe fațete.

Distinge specii, spațială, de mediu, troficŞi frontieră structurilor.

Structura speciilor a ecosistemului- aceasta este diversitatea speciilor, relația și raportul dintre numărul lor. Diferitele comunități care alcătuiesc un ecosistem constau din numere diferite de specii - diversitatea speciilor. Aceasta este cea mai importantă caracteristică calitativă și cantitativă a durabilității unui ecosistem. Baza diversității biologice în natura vie. Diversitatea speciilor este asociată cu o varietate de condiții de habitat. Într-o pădure de taiga, de exemplu, pe o suprafață de 100 m2, de regulă, cresc aproximativ 30 de specii diferite de plante, iar într-o pajiște de-a lungul unui râu - de două ori mai multe.

În funcție de varietatea speciilor, se disting bogat(păduri tropicale, văi râurilor, recife de corali) și sărac(deșerturi, tundre nordice, corpuri de apă poluate) ecosistemelor. Principalii factori limitativi sunt temperatura, umiditatea și lipsa alimentelor. La rândul său, diversitatea speciilor servește drept bază diversitatea ecologică - diversitatea ecosistemelor. Totalitatea diversității genetice, a speciilor și a mediului este Diversitatea biologică a planetei este condiția principală pentru durabilitatea întregii vieți .

Structura spațială a ecosistemului.

Populațiile diferite tipuriîn ecosistem sunt distribuite într-un anumit mod și formă structura spatiala.

Distinge verticalŞi orizontală structurile ecosistemelor.

Baza structura verticala (stratificarea) formează vegetație.

Trăind împreună, plantele de aceeași înălțime creează un fel de podele- niveluri elemente ale structurii verticale a fitocenozei. Există niveluri deasupra pământuluiŞi subteran. Exemplu deasupra pământului- într-o pădure, copacii înalți alcătuiesc primul nivel (superior), al doilea nivel este format din indivizi tineri ai copacilor din nivelul superior și din copaci maturi care sunt mai mici în înălțime (împreună formează nivelul A - arborele). Al treilea nivel este format din arbuști (nivelul B - tufăș), al patrulea - din ierburi înalte (nivelul C - erbacee). Nivelul cel mai de jos, unde cade foarte puțină lumină, este format din mușchi și ierburi cu creștere scăzută (nivelul D - mușchi-lichen). Nivelare observată şi în comunităţile ierboase (pajişti, stepe, savane).

Subteran stratificarea este asociată cu diferite adâncimi de pătrundere a sistemelor radiculare ale plantelor în sol: unele rădăcini pătrund adânc în sol, ajungând la nivelul apei subterane, altele au un sistem radicular superficial care captează apa și substanțele nutritive din stratul superior al solului. Animalele sunt, de asemenea, adaptate la viața într-unul sau altul strat de plante (unele nu își părăsesc deloc stratul). În consecință, un nivel poate fi reprezentat ca o unitate structurală a unei biocenoze, care diferă de celelalte părți ale sale în anumite condiții de mediu, un set de plante, animale și microorganisme.

Structura orizontală(mozaic, pete) ecosistemul se formează ca urmare a eterogenității microreliefului, proprietăților solului, activităților de formare a mediului ale plantelor și animalelor (de exemplu: ca urmare a activității umane - tăiere selectivă, gropi de foc etc. sau animale - sol emisiile la săparea gropilor, creșterea excesivă a acesteia, formarea furnicilor, călcarea în picioare și îndepărtarea ierbii de către ungulate etc., căderile de copaci în timpul uraganelor etc.)

Datorită structurii verticale și orizontale, organismele care trăiesc în ecosistem folosesc mineralele solului, umiditatea și fluxul de lumină mai eficient.

Structura ecologică Un ecosistem este format din diferite grupuri ecologice de organisme care pot avea o compoziție diferită de specii, dar ocupă nișe ecologice similare. Fiecare dintre grupurile ecologice îndeplinește anumite funcții în comunitate: produce materie organică folosind surse de energie solară și chimică, o consumă, transformă materia organică moartă în substanțe anorganice, revenind astfel la ciclul substanțelor.

O caracteristică importantă a caracteristicilor structurale ale unui ecosistem este prezența granițelor habitat diverse comunități. Ele sunt de obicei condiționate. Ca urmare, apare o zonă de frontieră (de margine) destul de extinsă, diferită conditii speciale. Plantele și animalele caracteristice fiecărei comunități învecinate pătrund în teritoriile adiacente, creând o „margine” specifică, o fâșie de graniță - ecoton . Așa apare frontieră sau regional efectul este o creștere a diversității și densității organismelor la periferia (marginile) comunităților învecinate și în zonele de tranziție dintre acestea.

5. Structura funcțională a ecosistemelor. Grupuri funcționale de organisme dintr-un ecosistem.

Organismele vii dintr-un ecosistem îndeplinesc diverse funcții, care depind de tipurile de alimente pe care le consumă. În timpul evoluției, pe Pământ au apărut două tipuri principale de nutriție - autotrofŞi heterotrof.

În orice ecosistem, se pot distinge trei grupe funcționale de organisme: producători, consumatori și descompunetori.

Baza formării și funcționării ecosistemelor sunt producători− plante și microorganisme capabile să producă (produce) materie organică din materie anorganică folosind energia luminoasă - autotrofi (autoturisme - eu însumi , trofeu - mânca , greacă sl.., fotosinteza) , sau energia conținută în legăturile chimice ale compușilor - chimiotrofe (chimiosinteză).

Autotrofele includ plantele verzi (plante vasculare superioare), mușchi, licheni, alge verzi și albastre-verzi, care sunt producătorii primari predominanți – producători de materie organică în ecosisteme.

Chemotrofele includ organisme care sintetizează materie organică din materie anorganică folosind energia de oxidare a amoniacului, hidrogenului sulfurat, fierului și a altor substanțe găsite în sol sau în rocile subiacente.

Spre deosebire de producătorii care formează produsele primare ale ecosistemelor, organismele care folosesc aceste produse sunt numite heterotrofi (heteros - diferite, cuvinte grecești), folosesc materia organică gata preparată și energia altor organisme și produsele lor metabolice pentru viață.

Sunt heterotrofe consumatorilor (consumo - a consuma, lat.)Şi descompunetori.

Fitofag- erbivore (phytos - plantă, phagos - mâncător, cuvinte grecești) - consumatori de ordinul I. Fitofagii sunt acumulatori secundari de energie solară acumulată inițial de plante.

Zoofagi- prădători, carnivore - consumatori de ordinul 2 sau 3 - mâncând fitofagi și prădători mai mici. Prădătorii sunt cei mai importanți regulatori ai echilibrului biologic: ei nu numai că reglează numărul de animale fitofage, ci acționează ca ordonatoare, mâncând în primul rând animalele bolnave și slăbite.

Simbiotrofe(simbioză - conviețuire, gr.)- microorganisme, bacterii și ciuperci care trăiesc pe și în jurul rădăcinilor plantelor și primesc o parte din produsele fotosintezei sub formă de substanțe organice secretate de rădăcini. Ele absorb apa și sărurile minerale din sol și le transferă plantei, transformă azotul din aer în forme accesibile plantelor. Simbiotrofele includ și microorganisme (bacterii, animale unicelulare) care trăiesc în tractul digestiv al animalelor fitofage și le ajută să digere alimente.

Saprofage sau detritivore - animalele care mănâncă cadavre și excremente (corbi, copaci, hiene, vulturi vulturi, gândaci de bălegar, muște etc.). Se formează organisme moarte detritus : o sursă de materie organică care este, parcă, oprită de ceva timp din ciclul organic. Saprofagele, care mănâncă și procesează detritus, îi accelerează circulația în natură./p>

Se formează un grup deosebit de organisme omnivore e sau eurifage . Acestea sunt organisme cu un tip mixt de nutriție, adică. hrănindu-se cu animale, plante și chiar cu detritus. De exemplu, urs, vulpe, porc, pui, cioară, gândaci, bărbat.

Detritusul este procesat și descompunetori (reducere - aduce înapoi, lat.)(microconsumatori, destructori, saprotrofe, osmotrofe) - organisme heterotrofe care descompun materia organică - detritus și excremente animale în săruri minerale, care sunt returnate prin soluții din sol înapoi la rădăcinile plantelor (macro- și microorganisme - ciuperci, bacterii, protozoare). În timpul activității de viață a acestor organisme, substanțele minerale sunt restaurate, care sunt din nou utilizate de producători.

Multe organisme - detritivore trăiesc în sol regele solului poate fi numit râme, care mănâncă țesutul vegetal mort. Trecându-le prin intestine, le transformă în excremente cu un conținut ridicat de materie organică. Acesta este unul dintre producătorii activi de humus din sol. Masa râmelor din solurile ecosistemelor foarte productive poate fi mai mare decât masa animalelor terestre.

Astfel, producătorii, consumatorii și descompozitorii, reprezentați în ecosistem de multe specii, garantează existența acestuia pe termen lung, stabilă.

Ecosisteme artificiale ( noobiogeocenoze sau socioecosisteme ) este o colecție de organisme care trăiesc în condiții create de om. Spre deosebire de un ecosistem, acesta include o comunitate suplimentară numită noocenoza .

Noocenoza face parte dintr-un ecosistem artificial, care include mijloacele de muncă, societatea și produsele muncii.

Biogeocenoza

Biocenoza

Atmosferă

Sol litosferă – (edaphotope)

Microbio

Hidrosferă

Noocenoza

Mijloace de munca

Societate

Produse ale muncii

Agrocenoza este o biocenoză creată artificial de om în scopuri proprii cu un anumit nivel și natură a productivității.

În prezent, aproximativ zece la sută din teren este ocupat de agrocenoze.

În ciuda faptului că într-o agrocenoză, ca în orice ecosistem natural, există niveluri trofice obligatorii - producători, consumatori, descompunetori care formează rețele trofice tipice, există diferențe destul de mari între aceste două tipuri de comunități:

1) În agrocenoze diversitatea organismelor este redusă brusc. Omul menține monotonia și sărăcia de specii a agrocenozelor cu un sistem complex special de măsuri agrotehnice. Pe câmp, se cultivă de obicei un singur tip de plantă și, prin urmare, atât populația animală, cât și compoziția microorganismelor din sol sunt puternic epuizate. Cu toate acestea, chiar și cele mai sărace agrocenoze includ câteva zeci de specii de organisme aparținând diferitelor grupuri sistematice și ecologice. De exemplu, agrocenoza unui câmp de grâu, pe lângă grâu, include buruieni, insecte - dăunători și prădători de grâu, nevertebrate - locuitori ai solului și stratului de sol, ciuperci patogene etc.

2) Speciile cultivate de oameni sunt susținute de selecție artificială și nu pot rezista luptei pentru existență fără sprijin uman.

3) Agroecosistemele primesc energie suplimentară datorită activităților umane, care oferă condiții suplimentare pentru creșterea plantelor cultivate.

4) Producția primară pură de agrocenoză (biomasă vegetală) este îndepărtată din ecosistem sub formă de culturi și nu intră în lanțul alimentar. Consumul parțial al dăunătorilor este prevenit în orice mod posibil prin activitatea umană. Ca urmare, solul este epuizat de mineralele necesare vieții plantelor. Prin urmare, intervenția umană sub formă de fertilizare este din nou necesară.

În agrocenoze, efectul selecției naturale este slăbit și operează în principal selecția artificială, care vizează productivitatea maximă a plantelor necesare omului, și nu a celor mai bine adaptate la condițiile de mediu.

Astfel, agrocenozele, spre deosebire de sistemele naturale, nu sunt sisteme autoreglabile, ci sunt reglementate de oameni. Scopul unei astfel de reglementări este creșterea productivității agrocenozei. În acest scop, terenurile aride sunt irigate și terenurile îmbibate cu apă; Buruienile și animalele care mănâncă culturi sunt distruse, soiurile de plante cultivate sunt schimbate și se aplică îngrășăminte. Toate acestea creează beneficii doar pentru plantele cultivate.

Spre deosebire de ecosistemul natural, agrocenoza este instabilă, se prăbușește rapid; plantele cultivate nu vor rezista concurenței cu plantele sălbatice și vor fi îndepărtate de acestea.

Agrobiocenozele se caracterizează și printr-un efect de margine în distribuția insectelor dăunătoare. Ele se concentrează în principal în banda de margine și ocupă centrul câmpului într-o măsură mai mică. Acest fenomen se datorează faptului că în zona de tranziție concurența între speciile individuale de plante se intensifică brusc, iar aceasta, la rândul său, reduce nivelul reacțiilor de protecție a acestora din urmă împotriva insectelor.

Rezumat despre ecologie

Ecosistemele sunt foarte diverse. Compoziția lor depinde de mulți factori, în primul rând clima, condițiile geologice și influența umană. Ele pot fi naturale sau artificiale - antropice.

Natural ecosistemele (naturale) se formează sub influența factorilor naturali, deși oamenii le pot influența, dar doar puțin.

Antropic Ecosistemele (artificiale) sunt create de om în procesul de activitate economică: peisaje agricole cu culturi și efective de animale, orașe, plantații forestiere, grădini marine, ferme de stridii. Ecosistemele antropogenice pot include conservate mai mici ecosistemelor naturale(pădure sau lac de pe teritoriul unui ecosistem agricol, parc forestier din oraș).

Ecosistemele naturale și antropice, bazate pe sursa de energie care le asigură activitatea de viață, se disting în autotrofe și heterotrofe.

Ecosisteme autotrofe sunt pe autosuficiență energetică și sunt împărțite în fotoautotrofe, care consumă energie solară în detrimentul producătorilor lor fotoautotrofe, și chimioautotrofe, care utilizează energia chimică în detrimentul producătorilor chemoautotrofe. Majoritatea ecosistemelor, inclusiv cele agricole, sunt fotoautotrofe. Oamenii introduc energie în ecosistemele agricole, care se numește energie antropică (îngrășăminte, combustibil pentru tractoare etc.), însă rolul acesteia este nesemnificativ în comparație cu energia solară utilizată de ecosistem.

Ecosistemele chimioautotrofe naturale se formează în apele subterane. Ecosistemele chimioautotrofe antropogenice sunt create de oameni din microorganisme (bacterii și ciuperci) în unele stații de epurare biologică pentru a purifica apa de poluanții anorganici.

Ecosisteme heterotrofe Ei folosesc energia chimică, care este obținută din substanțe organice sau din dispozitive energetice create de om.

Un exemplu de ecosistem natural heterotrof este ecosistemul adâncurilor oceanului, în care lumina soarelui nu ajunge. Animalele și microorganismele incluse în el există datorită „ploii nutritive” - cadavre și rămășițe de organisme care cad la fund din ecosistemul oceanic autotrof luminat de soare.

Ecosistemele heterotrofe antropogenice sunt foarte diverse. Acestea sunt, în primul rând, orașele și întreprinderile industriale. Energia intră în ele prin linii electrice, conducte de petrol și gaze, în rezervoare și mașini. Astfel de ecosisteme primesc o parte din energia lor de la plantele verzi, dar este neglijabilă în comparație cu energia primită din exterior. Astfel de ecosisteme includ și stații de epurare biologică în care microorganismele descompun materia organică, inclusiv instalațiile de digestie a gunoiului de grajd; fabrici de creștere a râmelor care prelucrează materie organică (dejecții, rumeguș, paie); plantații de champignon care necesită căldură și substrat organic; iazuri cu pești etc.

Toate ecosistemele terestre pot fi împărțite în terestre și acvatice.

Principalele ecosisteme ale pământului, cum ar fi pădurile, stepele și deșerturile, sunt numite ecosisteme terestre sau biomi . Principalele diferențe dintre aceste ecosisteme din diferite regiuni ale lumii sunt determinate de diverși factori: relația dintre temperatura medie, precipitațiile medii anuale și tipul de sol. Interacțiunea acestor factori duce la formarea unor variante tropicale, temperate și polare ale ecosistemelor deșertice, pajiști sau forestiere.

Ecosistemele hidrosferei se numesc ecosisteme acvatice. Exemple de astfel de ecosisteme sunt iazurile, lacurile, râurile, oceanul deschis, recifele de corali, estuarele (gurile râurilor sau golfurile oceanice în care se amestecă apa dulce și sărată), zonele umede de coastă și interioare (cum ar fi mlaștinile, mlaștinile, lapiele de stepă, care sunt umplut temporar sau constant cu apă). Principalii indicatori ai diferențelor dintre aceste ecosisteme sunt cantitatea de nutrienți dizolvați în apă (salinitatea), adâncimea de penetrare a luminii solare și temperatura medie a apei.

Atât ecosistemele mari, cât și cele mici, de obicei, nu au granițe clare. Zona de tranziție dintre două ecosisteme adiacente se numește ecoton. Un ecoton include reprezentanți ai speciilor de plante, animale și distrugători ai ambelor ecosisteme adiacente, precum și adesea specii de organisme vii care nu se găsesc în aceste ecosisteme. Ca urmare, ecotonul are o diversitate mai mare de organisme decât zonele din apropiere.