Subiectul 1.2. : Ecosistemul și proprietățile sale

Introducere……………………………………………………………………………………………..3.

1. Ecosistem - conceptul de bază al ecologiei ………………………………………………………4

2. Structura biotică a ecosistemului ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………….

3. Factori de mediu ………………………………………………………………….6

4. Funcționarea ecosistemelor…………………………………………………………………..12

5. Impactul uman asupra ecosistemului…………………………………………………………...14

Concluzie …………………………………………………………………………………….16

Referințe……………………………………………………………………………….17

Introducere

Cuvânt "ecologie" format din două cuvinte grecești: „oicos”, care înseamnă casă, locuință și „logos” - știință și se traduce literal ca știința casei, a habitatului. Acest termen a fost folosit pentru prima dată de zoologul german Ernst Haeckel în 1886, definind ecologia ca un domeniu de cunoaștere care studiază economia naturii - studiul relației generale a animalelor atât cu natura vie, cât și cu cea nevie, incluzând toate cele prietenoase și neprietenoase. relaţiile cu care animalele şi plantele vin direct sau indirect în contact. Această înțelegere a ecologiei a devenit universal recunoscută și astăzi cea clasică Ecologia este știința care studiază relația organismelor vii cu mediul lor.

Materia vie este atât de diversă încât este studiată la diferite niveluri de organizare și din puncte de vedere diferite.

Se disting următoarele niveluri de organizare a biosistemelor (Vezi anexe (Fig. 1)).

Nivelurile organismelor, populațiilor și ecosistemelor sunt o zonă de interes pentru ecologia clasică.

În funcție de obiectul de studiu și de unghiul de vedere din care este studiat, în ecologie s-au format direcții științifice independente.

De dimensiunile obiectului Studiile de ecologie sunt împărțite în autecologie (un organism și mediul său), ecologia populației (o populație și mediul său), sinecologie (comunități și mediul lor), biogeocitologie (studiul ecosistemelor) și ecologie globală (studiul biosferei Pământului). ).

Depinzând de obiect de studiu ecologia este subdivizată în ecologia microorganismelor, ciupercilor, plantelor, animalelor, oamenilor, agroecologiei, ecologiei industriale (inginerie), ecologiei umane etc.

De medii și componente distinge între ecologia pământului, a apei dulce, a mării, a deșerților, a zonelor muntoase și a altor spații de mediu și geografice.

Ecologia include adesea un număr mare de ramuri conexe ale cunoașterii, în principal din domeniul protecției mediului.

În această lucrare, în primul rând, sunt luate în considerare bazele ecologiei generale, adică legile clasice ale interacțiunii organismelor vii cu mediul.

1. Ecosistem - conceptul de bază al ecologiei

Ecologia are în vedere interacțiunea dintre organismele vii și natura neînsuflețită. Această interacțiune, în primul rând, are loc în cadrul unui anumit sistem (sistem ecologic, ecosistem) și, în al doilea rând, nu este haotică, ci organizată într-un anumit fel, supusă legilor.

ecosistem numit un set de producători, consumatori și detritofagi care interacționează între ei și cu mediul lor prin schimbul de materie, energie și informații în așa fel încât acest sistem unic să rămână stabil pentru o lungă perioadă de timp.

Astfel, un ecosistem natural se caracterizează prin trei caracteristici:

1) un ecosistem este în mod necesar o combinație de componente vii și nevii ((vezi anexa (Fig. 2));

2) în cadrul ecosistemului se realizează un ciclu complet, începând cu crearea materiei organice și terminând cu descompunerea acesteia în componente anorganice;

3) ecosistemul rămâne stabil pentru o perioadă de timp, ceea ce este asigurat de o anumită structură de componente biotice și abiotice.

Exemple de ecosisteme naturale sunt lacul, pădurea, deșertul, tundra, pământul, oceanul, biosfera.

După cum se poate observa din exemple, ecosistemele mai simple sunt incluse în altele mai complexe. În același timp, se realizează o ierarhie de organizare a sistemelor, în acest caz, ecologice.

Astfel, structura naturii ar trebui considerată ca un întreg sistemic, constând din ecosisteme imbricate unul în altul, dintre care cel mai înalt este un ecosistem global unic - biosfera. În cadrul său, există un schimb de energie și materie între toate componentele vii și nevii la scară planetară. Catastrofa care amenință întreaga omenire este că unul dintre semnele că un ecosistem ar fi trebuit să fie încălcat: biosfera ca ecosistem a fost scoasă dintr-o stare de stabilitate de activitatea umană. Datorită amplorii și diversității interrelațiilor sale, nu ar trebui să moară din aceasta, va trece într-o nouă stare stabilă, schimbându-și în același timp structura, în primul rând, neînsuflețită, iar după aceasta, inevitabil, vie. Omul, ca specie biologică, are cele mai puține șanse de a se adapta la noile condiții externe care se schimbă rapid și este probabil să fie primul care va dispărea. Un exemplu instructiv și ilustrativ în acest sens este povestea Insulei Paștelui.

Pe una dintre insulele polineziene, numită Insula Paștelui, ca urmare a proceselor complexe de migrație din secolul al VII-lea, a luat naștere o civilizație închisă izolată de întreaga lume. Într-un climat subtropical favorabil, de-a lungul a sute de ani de existență, a atins anumite culmi de dezvoltare, creând o cultură și o scriere originală, care până în prezent nu poate fi descifrată. Și în secolul al XVII-lea, a pierit fără urmă, distrugând mai întâi flora și fauna insulei, apoi distrugându-se în sălbăticie progresivă și canibalism. Ultimii insulari nu mai au voința și materialul pentru a construi „chivotele lui Noe” salvatoare – bărci sau plute. În amintirea ei înșiși, comunitatea dispărută a lăsat o insulă semipustică cu figuri uriașe de piatră - martori ai fostei sale puteri.

Deci, ecosistemul este cea mai importantă unitate structurală a structurii lumii înconjurătoare. După cum se poate observa din fig. 1 (vezi Anexa), baza ecosistemelor este materia vie, caracterizată biotic structura , și habitat, datorită totalității factori de mediu . Să le luăm în considerare mai detaliat.

2. Structura biotică a ecosistemelor

Ecosistemul se bazează pe unitatea materiei vii și a materiei nevii. Esența acestei unități se manifestă în cele ce urmează. Din elementele naturii neînsuflețite, în principal molecule de CO2 și H2O, sub influența energiei solare, se sintetizează substanțe organice care compun toată viața de pe planetă. Procesul de creare a materiei organice în natură are loc simultan cu procesul opus - consumul și descompunerea acestei substanțe din nou în compușii anorganici originali. Totalitatea acestor procese are loc în ecosisteme de diferite niveluri de ierarhie. Pentru ca aceste procese să fie echilibrate, natura de-a lungul miliardelor de ani a funcționat un anumit structura materiei vii a sistemului .

Forța motrice în orice sistem material este energia. În ecosisteme, provine în principal de la Soare. Plantele, datorită clorofilei pigmentului conținut în ele, captează energia radiației solare și o folosesc pentru a sintetiza baza oricărei substanțe organice - glucoza C6H12O6.

Energia cinetică a radiației solare este astfel convertită în energie potențială stocată în glucoză. Din glucoză, împreună cu nutrienții minerali obținuți din sol - nutrienți - se formează toate țesuturile lumii vegetale - proteine, carbohidrați, grăsimi, lipide, ADN, ARN, adică materia organică a planetei.

Pe lângă plante, unele bacterii pot produce materie organică. Ei își creează țesuturile, depozitând în ele, ca și plantele, energia potențială din dioxid de carbon fără participarea energiei solare. În schimb, folosesc energia care este generată de oxidarea compușilor anorganici, precum amoniacul, fierul și în special sulful (în bazinele oceanice adânci, unde lumina soarelui nu pătrunde, dar unde hidrogenul sulfurat se acumulează din abundență, au fost descoperite ecosisteme unice. ). Aceasta este așa-numita energie a sintezei chimice, așa că sunt numite organismele chimiosintetice .

Astfel, plantele și chimisinteticele creează materie organică din constituenți anorganici folosind energia mediului. Ei sunt numiti, cunoscuti producători sau autotrofi . Eliberarea de energie potențială stocată de producători asigură existența tuturor celorlalte tipuri de viață de pe planetă. Se numesc speciile care consumă materie organică creată de producători ca sursă de materie și energie pentru activitatea lor de viață consumatori sau heterotrofi .

Consumatorii sunt o mare varietate de organisme (de la microorganisme la balene albastre): protozoare, insecte, reptile, pești, păsări și, în sfârșit, mamifere, inclusiv oameni.

Consumatorii, la rândul lor, sunt împărțiți într-un număr de subgrupe în funcție de diferențele dintre sursele lor alimentare.

Animalele care se hrănesc direct cu producători sunt numite consumatori primari sau consumatori de ordinul întâi. Ei înșiși sunt consumați de consumatori secundari. De exemplu, un iepure care mănâncă un morcov este un consumator de ordinul întâi, iar o vulpe care vânează un iepure este un consumator de ordinul al doilea. Unele tipuri de organisme vii corespund mai multor astfel de niveluri. De exemplu, atunci când o persoană mănâncă legume, este un consumator de ordinul întâi, carnea de vită este un consumator de ordinul doi, iar când mănâncă pește răpitor, el acționează ca un consumator de ordinul trei.

Se numesc consumatorii primari care se hranesc numai cu plante erbivore sau fitofage . Consumatorii de ordinul doi și superioare - carnivore . Speciile care mănâncă atât plante, cât și animale sunt omnivore, cum ar fi oamenii.

Rămășițele de plante și animale moarte, cum ar fi frunzele căzute, carcasele animalelor, produse ale sistemelor excretoare, se numesc detritus. Este organic! Există multe organisme specializate în hrănirea cu detritus. Sunt chemați detritivore . Un exemplu sunt vulturi, șacali, viermi, raci, termite, furnici etc. Ca și în cazul consumatorilor obișnuiți, există detritofagi primari care se hrănesc direct cu detritus, secundare etc.

În cele din urmă, o parte semnificativă a detritusului din ecosistem, în special frunzele căzute, lemnul mort, în forma sa originală, nu este mâncat de animale, ci putrezește și se descompune atunci când se hrănesc cu ciuperci și bacterii.

Deoarece rolul ciupercilor și bacteriilor este atât de specific, ele se disting de obicei într-un grup special de detritofagi și se numesc descompunetori . Reductorii servesc ca ordonanți pe Pământ și închid ciclul biogeochimic al substanțelor, descompunând materia organică în componentele anorganice originale - dioxid de carbon și apă.

Astfel, în ciuda diversităţii ecosistemelor, toate au structural similitudine. În fiecare dintre ele se pot distinge plante fotosintetice - producători, diferite niveluri de consumatori, detritofagi și descompozitori. Ele constituie structura biotică a ecosistemelor .

3. Factori de mediu

Se numește natura neînsuflețită și vie din jurul plantelor, animalelor și oamenilor habitat . Se numește setul de componente individuale ale mediului care afectează organismele factori de mediu.

După natura originii, se disting factorii abiotici, biotici și antropici. Factori abiotici - Acestea sunt proprietăți de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii.

Factori biotici - acestea sunt toate formele de influență a organismelor vii unele asupra altora.

Anterior, impactul omului asupra organismelor vii era atribuit și factorilor biotici, dar acum se distinge o categorie specială de factori generați de oameni. Factori antropogeni - acestea sunt toate formele de activitate ale societății umane care duc la o schimbare a naturii ca habitat și a altor specii și le afectează direct viața.

Astfel, fiecare organism viu este influențat de natura neînsuflețită, de organisme ale altor specii, inclusiv de oameni, și, la rândul său, afectează fiecare dintre aceste componente.

Legile impactului factorilor de mediu asupra organismelor vii

În ciuda varietății factorilor de mediu și a naturii diferite a originii lor, există câteva reguli și modele generale ale impactului lor asupra organismelor vii.

Pentru viața organismelor, este necesară o anumită combinație de condiții. Dacă toate condițiile de mediu sunt favorabile, cu excepția uneia, atunci această condiție devine decisivă pentru viața organismului în cauză. Limitează (limitează) dezvoltarea organismului, de aceea se numește factor de limitare . Inițial, s-a constatat că dezvoltarea organismelor vii este limitată de lipsa oricărei componente, de exemplu, săruri minerale, umiditate, lumină etc. La mijlocul secolului al XIX-lea, chimistul organic german Eustace Liebig a fost primul care a demonstrat experimental că creșterea plantelor depinde de elementul nutritiv care este prezent într-o cantitate relativ minimă. El a numit acest fenomen legea minimului; în onoarea autorului, se mai numește și legea lui Liebig.

În formularea modernă legea minimului suna asa: Rezistența unui organism este determinată de cea mai slabă verigă din lanțul nevoilor sale ecologice. Cu toate acestea, după cum s-a dovedit mai târziu, nu numai o deficiență, ci și un exces de factor poate limita, de exemplu, moartea unei culturi din cauza ploilor, suprasaturarea solului cu îngrășăminte etc. Conceptul că, alături de minim, maximul poate fi și un factor limitativ a fost introdus la 70 de ani după Liebig de zoologul american W. Shelford, care a formulat legea toleranței. Conform Conform legii toleranței, factorul limitativ pentru prosperitatea unei populații (organism) poate fi atât un minim, cât și un maxim al impactului asupra mediului, iar intervalul dintre acestea determină cantitatea de rezistență (limita de toleranță) sau valența ecologică a organismul la acest factor ((vezi Anexa Fig. 3).

Se numește intervalul favorabil al factorului de mediu zona optima (activitate normală). Cu cât abaterea factorului de la optim este mai mare, cu atât acest factor inhibă mai mult activitatea vitală a populației. Acest interval se numește zona de opresiune . Valorile maxime și minime tolerate ale factorului sunt puncte critice dincolo de care nu mai este posibilă existența unui organism sau a unei populații.

În conformitate cu legea toleranței, orice exces de materie sau energie se dovedește a fi o sursă de poluare. Astfel, excesul de apă chiar și în regiunile aride este dăunător și apa poate fi considerată un poluant comun, deși este pur și simplu necesar în cantități optime. În special, excesul de apă previne formarea normală a solului în zona de cernoziom.

Speciile, a căror existență necesită condiții de mediu strict definite, sunt numite stenobiotice, iar speciile care se adaptează la mediul ecologic cu o gamă largă de modificări ale parametrilor sunt numite euribiotice.

Printre legile care determină interacțiunea unui individ sau a unui individ cu mediul său, evidențiem regula conformității condițiilor de mediu cu predeterminarea genetică a unui organism . Se pretinde că o specie de organisme poate exista atât timp cât și în măsura în care mediul natural care o înconjoară corespunde posibilităților genetice de adaptare a acestei specii la fluctuațiile și schimbările ei.

Factori de habitat abiotic

Factorii abiotici sunt proprietăți de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Pe fig. 5 (vezi Anexa) prezintă clasificarea factorilor abiotici. Sa incepem cu factorii climatici Mediul extern.

Temperatura este cel mai important factor climatic. Determină intensitatea metabolismului organismelor și distribuția lor geografică. Orice organism este capabil să trăiască într-un anumit interval de temperatură. Și deși aceste intervale sunt diferite pentru diferite tipuri de organisme (euriterme și stenotermale), pentru majoritatea dintre ele zona de temperaturi optime, la care funcțiile vitale sunt îndeplinite cel mai activ și eficient, este relativ mică. Intervalul de temperaturi în care poate exista viața este de aproximativ 300 C: de la -200 la +100 °C. Dar majoritatea speciilor și cea mai mare parte a activității sunt limitate la o gamă și mai restrânsă de temperaturi. Anumite organisme, în special cele aflate în stadiul de repaus, pot supraviețui cel puțin o parte din timp la temperaturi foarte scăzute. Anumite tipuri de microorganisme, în principal bacterii și alge, sunt capabile să trăiască și să se înmulțească la temperaturi apropiate de punctul de fierbere. Limita superioară pentru bacteriile termale este de 88 C, pentru algele albastre-verzi este de 80 C, iar pentru cei mai rezistenți pești și insecte este de aproximativ 50 C. De regulă, limitele superioare ale factorului sunt mai critice decât cele inferioare, deși multe organisme aflate în apropierea limitelor superioare ale intervalului de toleranță funcționează mai eficient.

La animalele acvatice, intervalul de toleranță la temperatură este de obicei mai îngust decât la animalele terestre, deoarece intervalul de fluctuații de temperatură în apă este mai mic decât pe uscat.

Astfel, temperatura este un factor important și foarte adesea limitativ. Ritmurile temperaturii controlează în mare măsură activitatea sezonieră și diurnă a plantelor și animalelor.

Precipitare iar umiditatea sunt marimile principale masurate in studiul acestui factor. Cantitatea de precipitații depinde în principal de traseele și natura mișcărilor mari ale maselor de aer. De exemplu, vânturile care sufla din ocean lasă cea mai mare parte a umezelii pe versanții cu fața spre ocean, lăsând o „umbră de ploaie” în spatele munților, contribuind la formarea deșertului. Deplasându-se spre interior, aerul acumulează o anumită cantitate de umiditate, iar cantitatea de precipitații crește din nou. Deșerturile tind să fie situate în spatele lanțurilor muntoase înalte sau de-a lungul coastelor unde vânturile sufla din vaste regiuni uscate interioare, mai degrabă decât din ocean, cum ar fi deșertul Nami din Africa de Sud-Vest. Distribuția precipitațiilor pe sezon este un factor limitator extrem de important pentru organisme.

Umiditate - un parametru care caracterizează conținutul de vapori de apă din aer. Umiditatea absolută este cantitatea de vapori de apă pe unitatea de volum de aer. În legătură cu dependența cantității de vapori reținute de aer de temperatură și presiune, a fost introdus conceptul de umiditate relativă - acesta este raportul dintre vaporii conținuti în aer și vaporii saturați la o anumită temperatură și presiune. Deoarece în natură există un ritm zilnic al umidității - o creștere pe timp de noapte și o scădere în timpul zilei și fluctuația acestuia pe verticală și pe orizontală, acest factor, împreună cu lumina și temperatura, joacă un rol important în reglarea activității organismelor. Aprovizionarea cu apă de suprafață disponibilă pentru organismele vii depinde de cantitatea de precipitații dintr-o zonă dată, dar aceste valori nu sunt întotdeauna aceleași. Astfel, folosind surse subterane, de unde apa provine din alte zone, animalele si plantele pot primi mai multa apa decat din aportul acesteia cu precipitatii. În schimb, apa de ploaie devine uneori imediat inaccesibilă organismelor.

Radiația solară sunt unde electromagnetice de diferite lungimi. Este absolut necesar pentru natura vie, deoarece este principala sursă externă de energie. Trebuie avut în vedere faptul că spectrul radiației electromagnetice a Soarelui este foarte larg, iar intervalele sale de frecvență afectează materia vie în moduri diferite.

Pentru materia vie, semnele calitative ale luminii sunt importante - lungimea de undă, intensitatea și durata expunerii.

radiatii ionizante scoate electronii din atomi și îi atașează de alți atomi pentru a forma perechi de ioni pozitivi și negativi. Sursa sa sunt substanțele radioactive conținute în roci, în plus, provine din spațiu.

Diferite tipuri de organisme vii diferă foarte mult în capacitatea lor de a rezista la doze mari de expunere la radiații. După cum arată datele celor mai multe studii, celulele cu diviziune rapidă sunt cele mai sensibile la radiații.

La plantele superioare, sensibilitatea la radiațiile ionizante este direct proporțională cu dimensiunea nucleului celular, sau mai degrabă cu volumul cromozomilor sau cu conținutul de ADN.

Compoziția gazelor atmosfera este, de asemenea, un factor climatic important. Cu aproximativ 3-3,5 miliarde de ani în urmă, atmosfera conținea azot, amoniac, hidrogen, metan și vapori de apă și nu exista oxigen liber în ea. Compoziția atmosferei a fost determinată în mare măsură de gazele vulcanice. Din cauza lipsei de oxigen, nu exista un ecran de ozon care să blocheze radiațiile ultraviolete ale soarelui. De-a lungul timpului, din cauza proceselor abiotice, oxigenul a început să se acumuleze în atmosfera planetei și a început formarea stratului de ozon.

Vânt poate chiar schimba aspectul plantelor, mai ales în acele habitate, de exemplu, în zonele alpine, unde alți factori au un efect limitativ. S-a demonstrat experimental că în habitatele montane deschise, vântul limitează creșterea plantelor: atunci când a fost construit un zid pentru a proteja plantele de vânt, înălțimea plantelor creștea. Furtunile sunt de mare importanță, deși acțiunea lor este pur locală. Uraganele și vânturile obișnuite pot transporta animale și plante pe distanțe lungi și, prin urmare, pot schimba compoziția comunităților.

Presiunea atmosferică , aparent, nu este un factor limitator al acțiunii directe, dar este direct legat de vreme și climă, care au un efect direct limitator.

Condițiile apei creează un habitat deosebit pentru organisme, care diferă de cel terestru în primul rând prin densitate și vâscozitate. Densitate apă de aproximativ 800 de ori și viscozitate de aproximativ 55 de ori mai mare decât cea a aerului. Impreuna cu densitate și viscozitate Cele mai importante proprietăți fizice și chimice ale mediului acvatic sunt: ​​stratificarea temperaturii, adică schimbarea temperaturii de-a lungul adâncimii corpului de apă și periodice. temperatura se schimba in timp, precum și transparenţă apa, care determină regimul de lumină sub suprafața sa: fotosinteza algelor verzi și violete, a fitoplanctonului și a plantelor superioare depinde de transparență.

Ca și în atmosferă, un rol important îl joacă compozitia gazelor mediu acvatic. În habitatele acvatice, cantitatea de oxigen, dioxid de carbon și alte gaze dizolvate în apă și, prin urmare, disponibile organismelor variază foarte mult în timp. În corpurile de apă cu un conținut ridicat de materie organică, oxigenul este factorul limitator de o importanță capitală.

Aciditate - concentrația ionilor de hidrogen (pH) - este strâns legată de sistemul carbonatic. Valoarea pH-ului variază în intervalul de la 0 pH la 14: la pH=7 mediul este neutru, la pH<7 - кислая, при рН>7 - alcalin. Dacă aciditatea nu se apropie de valori extreme, atunci comunitățile sunt capabile să compenseze modificările acestui factor - toleranța comunității la intervalul de pH este foarte semnificativă. Apele cu pH scăzut conțin puțini nutrienți, astfel încât productivitatea este extrem de scăzută.

Salinitate - continutul de carbonati, sulfati, cloruri etc. - este un alt factor abiotic semnificativ în corpurile de apă. În apele dulci există puține săruri, dintre care aproximativ 80% sunt carbonați. Conținutul de minerale din oceanele lumii este în medie de 35 g/l. Organismele din oceanul deschis sunt în general stenohaline, în timp ce organismele din apă salmară de coastă sunt în general eurihaline. Concentrația de sare din fluidele corporale și țesuturile majorității organismelor marine este izotonică cu concentrația de sare din apa de mare, astfel încât nu există probleme cu osmoreglarea.

curgere nu numai că afectează foarte mult concentrația de gaze și nutrienți, dar acționează și direct ca un factor limitator. Multe plante și animale de râu sunt adaptate morfologic și fiziologic într-un mod special pentru a-și menține poziția în pârâu: au limite bine definite de toleranță la factorul de curgere.

presiune hidrostatica în ocean este de mare importanță. Cu scufundarea în apă la 10 m, presiunea crește cu 1 atm (105 Pa). În partea cea mai adâncă a oceanului, presiunea atinge 1000 atm (108 Pa). Multe animale sunt capabile să tolereze fluctuații bruște de presiune, mai ales dacă nu au aer liber în corpul lor. În caz contrar, se poate dezvolta embolie gazoasă. Presiunile ridicate, caracteristice adâncimii mari, de regulă, inhibă procesele vitale.

Pamantul .

Solul este un strat de materie care se află deasupra rocilor scoarței terestre. Omul de știință rus - naturalistul Vasily Vasilyevich Dokuchaev în 1870 a fost primul care a considerat solul ca un mediu dinamic și nu un mediu inert. El a demonstrat că solul este în continuă schimbare și dezvoltare, iar în zona sa activă au loc procese chimice, fizice și biologice. Solul se formează ca urmare a interacțiunii complexe a climei, plantelor, animalelor și microorganismelor. Compoziția solului include patru componente structurale principale: baza minerală (de obicei 50-60% din compoziția totală a solului), materie organică (până la 10%), aer (15-25%) și apă (25-30% ).

Scheletul mineral al solului - este o componentă anorganică care s-a format din roca-mamă ca urmare a intemperiilor sale.

materie organică solul este format prin descompunerea organismelor moarte, a părților lor și a excrementelor. Resturile organice incomplet descompuse se numesc așternut, iar produsul final al descompunerii - o substanță amorfă în care nu mai este posibil să se recunoască materialul original - se numește humus. Datorită proprietăților sale fizice și chimice, humusul îmbunătățește structura și aerarea solului, precum și crește capacitatea de reținere a apei și a nutrienților.

Solul este locuit de multe tipuri de organisme vegetale și animale care îi afectează caracteristicile fizico-chimice: bacterii, alge, ciuperci sau protozoare, viermi și artropode. Biomasa lor în diverse soluri este (kg/ha): bacterii 1000-7000, ciuperci microscopice - 100-1000, alge 100-300, artropode - 1000, viermi 350-1000.

Principalul factor topografic este înălțimea deasupra nivelului mării. Odată cu altitudinea, temperaturile medii scad, diferența de temperatură zilnică crește, cantitatea de precipitații, viteza vântului și intensitatea radiației cresc, presiunea atmosferică și concentrațiile de gaze scad. Toți acești factori afectează plantele și animalele, determinând zonalitate verticală.

lanțuri muntoase poate servi drept bariere climatice. Munții servesc și ca bariere în calea răspândirii și migrației organismelor și pot juca rolul de factor limitator în procesele de speciație.

Un alt factor topografic este expunerea pantei . În emisfera nordică, versanții orientați spre sud primesc mai multă lumină solară, astfel încât intensitatea luminii și temperatura sunt mai ridicate aici decât în ​​fundul văilor și pe versanții expunerii nordice. Situația este inversată în emisfera sudică.

Un factor important de relief este, de asemenea abruptul pantei . Pantele abrupte se caracterizează prin drenaj rapid și eroziunea solului, astfel că solurile de aici sunt subțiri și mai uscate.

Pentru condițiile abiotice, toate legile considerate ale impactului factorilor de mediu asupra organismelor vii sunt valabile. Cunoașterea acestor legi ne permite să răspundem la întrebarea: de ce în diferite regiuni ale planetei diferă ecosistemelor? Motivul principal este particularitatea condițiilor abiotice ale fiecărei regiuni.

Relațiile biotice și rolul speciilor într-un ecosistem

Zonele de răspândire și numărul de organisme ale fiecărei specii sunt limitate nu numai de condițiile mediului extern neînsuflețit, ci și de relația lor cu organisme ale altor specii. Mediul de viață imediat al unui organism este acesta mediu biotic , iar factorii acestui mediu se numesc biotic . Reprezentanții fiecărei specii sunt capabili să existe într-un astfel de mediu, unde conexiunile cu alte organisme le oferă condiții normale de viață.

Luați în considerare trăsăturile caracteristice ale relațiilor de diferite tipuri.

Competiție este cel mai cuprinzător tip de relație din natură, în care două populații sau doi indivizi în lupta pentru condițiile necesare vieții se afectează reciproc. negativ .

Concurența poate fi intraspecific şi interspecific .

Intraspecific lupta are loc între indivizi din aceeași specie, competiția interspecifică are loc între indivizi din specii diferite. Interacțiunile competitive pot implica spațiu de locuit, alimente sau nutrienți, lumină, adăpost și mulți alți factori vitali.

Interspecii competiția, indiferent pe ce se bazează, poate duce fie la un echilibru între două specii, fie la înlocuirea unei populații a unei specii cu o populație a alteia, fie la o specie să o înlocuiască pe cealaltă într-un loc diferit sau să o forțeze. pentru a trece la utilizarea altor resurse. Hotărât că două specii identice în termeni ecologici și în nevoi nu pot coexista într-un loc și, mai devreme sau mai târziu, un concurent îl înlocuiește pe celălalt. Acesta este așa-numitul principiu al excluderii sau principiul Gause.

Întrucât interacțiunile alimentare predomină în structura unui ecosistem, cea mai caracteristică formă de interacțiune între specii din lanțurile trofice este prădare , în care un individ dintr-o specie, numit prădător, se hrănește cu organisme (sau părți de organisme) ale unei alte specii, numite pradă, iar prădătorul trăiește separat de pradă. În astfel de cazuri, se spune că cele două specii sunt implicate într-o relație prădător-pradă.

Neutralism - acesta este un tip de relație în care niciuna dintre populații nu are vreun efect asupra celeilalte: nu afectează creșterea populațiilor sale în echilibru și densitatea acestora. În realitate, însă, este destul de dificil, prin intermediul observațiilor și experimentelor în condiții naturale, să se verifice că două specii sunt absolut independente una de cealaltă.

Rezumând luarea în considerare a formelor relațiilor biotice, putem trage următoarele concluzii:

1) relațiile dintre organismele vii sunt unul dintre principalii regulatori ai abundenței și distribuției spațiale a organismelor în natură;

2) interacțiunile negative între organisme apar în stadiile inițiale ale dezvoltării comunitare sau în condiții naturale perturbate; în asociațiile nou formate sau noi, probabilitatea interacțiunilor negative puternice este mai mare decât în ​​asociațiile vechi;

3) în procesul de evoluție și dezvoltare a ecosistemelor, există tendința de a reduce rolul interacțiunilor negative în detrimentul celor pozitive, care cresc supraviețuirea speciilor care interacționează.

O persoană trebuie să țină cont de toate aceste circumstanțe atunci când ia măsuri de gestionare a sistemelor ecologice și a populațiilor individuale pentru a le utiliza în propriul interes și, de asemenea, pentru a prevedea consecințele indirecte care pot apărea în acest caz.

4. Funcționarea ecosistemelor

Energia în ecosisteme.

Amintiți-vă că un ecosistem este o colecție de organisme vii care fac schimb continuu de energie, materie și informații între ele și cu mediul. Luați în considerare mai întâi procesul de schimb de energie.

energie definită ca abilitatea de a lucra. Proprietățile energiei sunt descrise de legile termodinamicii.

Prima lege (începutul) 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 (începutul) a termodinamicii sau lege entropia afirmă că într-un sistem închis, entropia poate doar să crească. Aplicat energie în ecosisteme următoarea formulare este convenabilă: procesele asociate cu transformarea energiei se pot produce spontan numai cu condiția ca energia să treacă de la o formă concentrată la una difuză, adică să se degradeze. O măsură a cantității de energie care devine indisponibilă pentru utilizare sau, în caz contrar, o măsură a schimbării în ordinea care are loc atunci când energia este degradată, este entropie . Cu cât este mai mare ordinea sistemului, cu atât entropia acestuia este mai mică.

Astfel, orice sistem viu, inclusiv un ecosistem, își menține activitatea vitală datorită, în primul rând, prezenței în mediu a unui exces de energie liberă (energia Soarelui); în al doilea rând, capacitatea de a capta și concentra această energie datorită aranjamentului componentelor ei constitutive și, utilizând-o, de a o disipa în mediu.

Astfel, mai întâi captarea și apoi concentrarea energiei cu trecerea de la un nivel trofic la altul asigură o creștere a ordinii, organizarea unui sistem viu, adică o scădere a entropiei acestuia.

Energia și productivitatea ecosistemelor

Deci, viața într-un ecosistem se menține datorită trecerii necontenite prin substanța vie a energiei transmise de la un nivel trofic la altul; în acest caz, există o transformare constantă a energiei de la o formă la alta. În plus, în timpul transformării energiei, o parte din aceasta se pierde sub formă de căldură.

Atunci apare întrebarea: în ce rapoarte cantitative, proporții ar trebui să fie între ei membrii comunității de diferite niveluri trofice din ecosistem pentru a-și satisface nevoile energetice?

Întreaga rezervă de energie este concentrată în masa materiei organice - biomasă, prin urmare, intensitatea formării și distrugerii materiei organice la fiecare nivel este determinată de trecerea energiei prin ecosistem (biomasa poate fi întotdeauna exprimată în unități de energie ).

Viteza de formare a materiei organice se numește productivitate. Distingeți productivitatea primară și cea secundară.

În orice ecosistem, biomasa este formată și distrusă, iar aceste procese sunt în întregime determinate de viața nivelului trofic inferior - producătorii. Toate celelalte organisme consumă doar materie organică deja creată de plante și, prin urmare, productivitatea globală a ecosistemului nu depinde de acestea.

Rate ridicate de producție de biomasă se observă în ecosistemele naturale și artificiale în care factorii abiotici sunt favorabili, și mai ales atunci când se furnizează energie suplimentară din exterior, ceea ce reduce costurile de susținere a vieții proprii ale sistemului. Această energie suplimentară poate veni sub o varietate de forme, cum ar fi într-un câmp cultivat, sub formă de energie din combustibili fosili și de muncă efectuată de o persoană sau un animal.

Astfel, pentru a furniza energie pentru toți indivizii comunității de organisme vii dintr-un ecosistem, este necesar un anumit raport cantitativ între producători, consumatori de diferite ordine, detritofagi și descompozitori. Cu toate acestea, pentru viața oricăror organisme și, prin urmare, a sistemului în ansamblu, doar energia nu este suficientă, acestea trebuie să primească în mod necesar diverse componente minerale, microelemente, substanțe organice necesare pentru construirea moleculelor materiei vii.

Ciclul elementelor din ecosistem

De unde provin inițial componentele necesare construcției unui organism în materia vie? Ele sunt furnizate lanțului alimentar de către aceiași producători. Extrag minerale anorganice si apa din sol, CO2 din aer, iar din glucoza formata in timpul fotosintezei, cu ajutorul biogenilor, construiesc in continuare molecule organice complexe - carbohidrati, proteine, lipide, acizi nucleici, vitamine etc.

Pentru ca elementele necesare să fie disponibile organismelor vii, acestea trebuie să fie întotdeauna disponibile.

În această relație se realizează legea conservării materiei. Este convenabil să o formulăm după cum urmează: atomii din reacțiile chimice nu dispar niciodată, nu se formează și nu se transformă unul în altul; ele doar se rearanjează pentru a forma molecule și compuși diferite (absorbție sau eliberare simultană de energie). Din această cauză, atomii pot fi utilizați într-o mare varietate de compuși și aprovizionarea lor nu este niciodată epuizată. Este exact ceea ce se întâmplă în ecosistemele naturale sub formă de cicluri de elemente. În acest caz, se disting două cicluri: mare (geologic) și mic (biotic).

Ciclul apei este unul dintre procesele grandioase de pe suprafața globului. Joacă un rol major în legarea ciclurilor geologice și biotice. În biosferă, apa, trecând continuu dintr-o stare în alta, face cicluri mici și mari. Evaporarea apei de la suprafața oceanului, condensarea vaporilor de apă în atmosferă și precipitațiile la suprafața oceanului formează un mic ciclu. Dacă vaporii de apă sunt transportați de curenții de aer către pământ, ciclul devine mult mai complicat. În acest caz, o parte din precipitații se evaporă și se întoarce în atmosferă, cealaltă parte hrănește râurile și rezervoarele, dar în cele din urmă se întoarce din nou în ocean cu scurgerile fluviale și subterane, completând astfel un ciclu mare. O proprietate importantă a ciclului apei este că, interacționând cu litosfera, atmosfera și materia vie, leagă împreună toate părțile hidrosferei: oceanul, râurile, umiditatea solului, apa subterană și umiditatea atmosferică. Apa este o componentă esențială a tuturor viețuitoarelor. Apele subterane, pătrunzând prin țesuturile plantei în procesul de transpirație, aduc săruri minerale necesare activității vitale a plantelor înseși.

Rezumând legile de funcționare a ecosistemelor, să formulăm încă o dată principalele lor prevederi:

1) ecosistemele naturale există în detrimentul energiei solare libere, nepoluante, a cărei cantitate este excesivă și relativ constantă;

2) transferul de energie și materie prin comunitatea de organisme vii din ecosistem are loc de-a lungul lanțului trofic; toate tipurile de viețuitoare dintr-un ecosistem sunt împărțite în funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc în acest lanț în producători, consumatori, detritofagi și descompozitori - aceasta este structura biotică a comunității; raportul cantitativ al numărului de organisme vii între nivelurile trofice reflectă structura trofică a comunității, care determină rata de trecere a energiei și materiei prin comunitate, adică productivitatea ecosistemului;

3) ecosistemele naturale, datorită structurii lor biotice, mențin o stare stabilă pe termen nelimitat, fără a suferi de epuizarea resurselor și poluarea cu propriile deșeuri; obținerea resurselor și eliminarea deșeurilor apar în cadrul ciclului tuturor elementelor.

5. Impactul uman asupra ecosistemului.

Impactul unei persoane asupra mediului său natural poate fi luat în considerare sub diferite aspecte, în funcție de scopul studierii acestei probleme. Din punct de vedere ecologie Este de interes să luăm în considerare impactul uman asupra sistemelor ecologice din punctul de vedere al corespondenței sau contradicției acțiunilor umane cu legile obiective ale funcționării ecosistemelor naturale. Pe baza vederii biosferei ca ecosistem global, toată varietatea activităților umane din biosferă duce la modificări: compoziția biosferei, ciclurile și echilibrul substanțelor sale constitutive; bilanțul energetic al biosferei; biota. Direcția și amploarea acestor schimbări sunt de așa natură încât omul însuși le-a dat un nume. criza ecologica. Criza ecologică modernă se caracterizează prin următoarele manifestări:

Schimbarea treptată a climei planetei datorită modificărilor echilibrului gazelor din atmosferă;

Distrugerea generală și locală (deasupra polilor, zone separate de teren) a ecranului de ozon biosferic;

Poluarea Oceanului Mondial cu metale grele, compuși organici complecși, produse petroliere, substanțe radioactive, saturarea apelor cu dioxid de carbon;

Ruperea legăturilor ecologice naturale dintre apele oceanice și terestre ca urmare a construcției de baraje pe râuri, ducând la modificarea scurgerii solide, a rutelor de depunere a icrelor etc.;

Poluarea atmosferică cu formarea de precipitații acide, substanțe foarte toxice ca urmare a reacțiilor chimice și fotochimice;

Poluarea apelor terestre, inclusiv a apelor de râuri utilizate pentru alimentarea cu apă potabilă, cu substanțe foarte toxice, inclusiv dioxine, metale grele, fenoli;

Deșertificarea planetei;

Degradarea stratului de sol, reducerea suprafeței de teren fertil adecvat agriculturii;

Contaminarea radioactivă a anumitor teritorii în legătură cu eliminarea deșeurilor radioactive, accidente provocate de om etc.;

Acumularea pe suprafața terenului de gunoi menajer și deșeuri industriale, în special materiale plastice practic nedegradabile;

Reducerea suprafețelor de păduri tropicale și boreale, ducând la un dezechilibru al gazelor atmosferice, inclusiv o reducere a concentrației de oxigen din atmosfera planetei;

Poluarea spațiului subteran, inclusiv a apelor subterane, care le face improprii pentru alimentarea cu apă și amenință viața încă puțin studiată din litosferă;

Dispariția masivă și rapidă, asemănătoare unei avalanșe, a speciilor de materie vii;

Deteriorarea mediului de locuit în zonele populate, în principal zone urbanizate;

Epuizarea generală și lipsa resurselor naturale pentru dezvoltarea umană;

Schimbarea dimensiunii, energiei și rolului biogeochimic al organismelor, remodelarea lanțurilor trofice, reproducerea în masă a anumitor tipuri de organisme;

Încălcarea ierarhiei ecosistemelor, o creștere a uniformității sistemice pe planetă.

Concluzie

Când, la mijlocul anilor şaizeci ai secolului XX, problemele de mediu au devenit în centrul atenţiei comunităţii mondiale, a apărut întrebarea: cât timp mai are omenirea? Când va începe să culeagă roadele neglijării mediului înconjurător? Oamenii de știință au calculat: în 30-35 de ani. A venit momentul. Am asistat la o criză globală de mediu provocată de activitățile umane. În același timp, ultimii treizeci de ani nu au fost în zadar: s-a creat o bază științifică mai solidă pentru înțelegerea problemelor de mediu, s-au format organisme de reglementare la toate nivelurile, s-au organizat numeroase grupuri publice de mediu, au fost legi și reglementări utile. au fost adoptate și s-au ajuns la unele acorduri internaționale.

Cu toate acestea, în principal consecințele sunt eliminate, nu cauzele situației actuale. De exemplu, oamenii folosesc din ce în ce mai multe produse anti-poluare pe mașini și încearcă să extragă din ce în ce mai mult ulei în loc să pună sub semnul întrebării însăși nevoia de a satisface nevoi excesive. Omenirea caută fără speranță să salveze mai multe specii de la dispariție, ignorând propria sa explozie a populației care șterge ecosistemele naturale de pe fața pământului.

Concluzia principală din materialul discutat în tutorial este destul de clară: sistemele care sunt contrare principiilor și legilor naturale sunt instabile . Încercările de a le conserva devin din ce în ce mai costisitoare și mai complexe și oricum sortite eșecului.

Pentru a lua decizii pe termen lung, este necesar să se acorde atenție principiilor care determină dezvoltarea durabilă și anume:

stabilizarea populației;

tranziția către un stil de viață care economisește mai mult energie și resurse;

dezvoltarea surselor de energie ecologice;

crearea de tehnologii industriale cu deșeuri reduse;

reciclarea deșeurilor;

crearea unei producții agricole echilibrate care să nu epuizeze solul și resursele de apă și să nu polueze pământul și alimentele;

conservarea diversității biologice de pe planetă.

Bibliografie

1. Nebel B. Știința despre mediu: Cum funcționează lumea: În 2 volume - M.: Mir, 1993.

2. Odum Yu. Ecologie: În 2 volume - M .: Mir, 1986.

3. Reimers N. F. Protecția naturii și a mediului uman: Dicționar-carte de referință. - M.: Iluminismul, 1992. - 320 p.

4. Stadnitsky G. V., Rodionov A. I. Ecologie.

5. M.: Mai sus. şcoală, 1988. - 272 p.

În cursul școlar și universitar, se iau în considerare în mod necesar conceptul, principalele proprietăți ale ecosistemelor, biocenozelor, populațiilor, comunităților. O idee despre aceste definiții și esența obiectelor este dată în cadrul biologiei și ecologiei. Adesea astfel de concepte sunt menționate și în geografie. Știința modernă crede că natura lumii din jurul nostru este un sistem integral. Nu contează care este mediul său - apă sau viață pe uscat.

Abordare teoretică

Proprietățile unui ecosistem, biogeocenoza sunt considerate în cadrul unei științe generale dedicate sistemelor complexe. Fondatorul acestei tendințe a fost L. von Bertalanffy, care a lucrat în secolul al XX-lea. Pe la sfârșitul anilor patruzeci, a publicat mai multe lucrări care au luat în considerare posibilitatea unei abordări sistematice a numeroaselor probleme ale lumii din jurul nostru. În timpul nostru, teoria pe care a dezvoltat-o ​​devine din ce în ce mai semnificativă pe fundalul unei crize naturale și al influenței antropomorfe.

Teoria generala

Având în vedere structura și proprietățile unui ecosistem, este mai întâi important să stabilim despre ce, în principiu, vorbim. Sistemul este folosit pentru a desemna componente care sunt interconectate și interacționează, formând un obiect integral. Prin ansamblu, se obișnuiește să se înțeleagă unitatea formată din numeroase elemente, care se distinge printr-o structură strict definită, adică prin poziția specifică a părților individuale și o natură strict definită a influenței reciproce.

Proprietățile cheie ale ecosistemului:

• integrare;
• izolare;
• integritate;
• echilibru;
• stabilitate;
• controlabilitate;
• rezistenţă;
• aparitie.

aparitie

Acest termen este de obicei înțeles ca o proprietate universală a ecosistemelor naturale, ceea ce explică faptul că comunitatea nu este o simplă însumare a calităților și caracteristicilor componentelor combinate într-un sistem. Atunci când elementele sunt interconectate, apar unități de scară funcțională care au propriile caracteristici unice care nu sunt caracteristice nivelului anterior, adică primele componente. Noile proprietăți emergente sunt imprevizibile doar pe baza cunoașterii părților care formează o anumită unitate.

Ecologiștii spun că calitățile emergente sunt aproape principalele proprietăți ale unui ecosistem. Ele sunt inițiate de influența reciprocă a elementelor unul asupra celuilalt, cu condiția ca natura componentelor să fie păstrată. Atunci când se iau în considerare astfel de calități, studiul sistemului este posibil fără o înțelegere completă și detaliată a tuturor elementelor incluse. Acest lucru este deosebit de important pentru ecologie, care are în vedere sisteme care combină mii și mii de elemente în același timp. În prezent, pur și simplu nu este posibil să le explorezi în detaliu pe toate. Sarcina oamenilor de știință este de a defini în mod clar proprietățile integrale. Pentru aceasta, sunt relevate distrugerea, producția în raport cu diferite niveluri, biomasa în total. Dar ei nu caută modele, mai ales dacă nu descriu sistemul ca întreg. Este important să aveți o idee doar despre astfel de procese care afectează viitorul și sunt previzibile.

Curaj

Această proprietate a ecosistemului și structura unui astfel de obiect sunt strâns legate. În ceea ce privește obiectele reglementate de procese care au loc în interior, se obișnuiește să se vorbească despre posibilitatea revenirii la punctul de plecare. Legea de bază pentru descrierea fenomenului este teoria Le Chatelier-Brown, care afirmă că o influență externă care provoacă o ieșire dintr-o poziție stabilă duce la o schimbare a echilibrului, din cauza căreia factorul extern devine mai slab.

Având în vedere proprietățile și funcțiile ecosistemelor, este necesar să se țină cont atât de prezența relațiilor directe, cât și a relațiilor inverse. Prin direct, se obișnuiește să se înțeleagă situațiile în care un element îl afectează direct pe al doilea, dar acest lucru nu provoacă o reacție inversă. În prezența unei influențe de răspuns, feedback-ul poate fi înregistrat. În raport cu orice ecosistem modern, feedback-ul este un fenomen extrem de important care determină nivelul de reziliență și posibilitatea de a progresa în continuare. Alocați tipuri de feedback pozitiv, negativ.

Părere

Când se analizează conceptul și proprietățile unui ecosistem, ar trebui să acorde atenție unor astfel de feedback-uri care sunt provocate de proces și stimulează mișcarea acestuia în aceeași direcție. Sunt considerate pozitive. Deci, dacă o pădure este tăiată, teritoriul va deveni o mlaștină, unde se va dezvolta în curând o populație de mușchi sphagnum care acumulează umiditate. Acest lucru duce la și mai multă îmbogățire cu apă.

Feedback-ul negativ este una dintre principalele proprietăți ale unui ecosistem, care arată că un anumit prim element are un efect opus în direcția celui de-al doilea. În natură, acest tip de relație apare cel mai des și este pe bună dreptate considerată cea mai importantă în ecologie. Un exemplu clasic din lumea exterioară este relația dintre un prădător și hrana acestuia. Dacă populația de pradă crește, prădătorii au mai multă hrană, adică apar condițiile de reproducere, numărul crește. Acest lucru stimulează distrugerea activă a prăzii, condițiile de hrănire devin negative, iar rata natalității animalului răpitor scade. Treptat, numărul vânătorilor scade, presiunea asupra victimei scade, iar cercul începe din nou. Această logică a autoreglării se numește echilibru dinamic. Cheia conservării mediului este persistența acestui fenomen.

Sisteme: ce sunt?

În prezent, concentrându-ne pe principalele proprietăți ale ecosistemelor, se obișnuiește să le împărțim pe toate în trei grupuri mari:

• izolat;
• închis;
• deschis.

Primele au granițe strict definite, iar energia și materia nu trec prin ele înăuntru și în afară. Astfel de sisteme se pot forma numai în condiții artificiale. Cele închise le includ pe cele care au doar schimb de energie cu lumea exterioară. În cele din urmă, al treilea grup este reprezentat de sistemele ecologice care fac schimb de energie și materie cu spațiul. Acestea sunt sisteme naturale.

Relevanța teoriei

Este posibil să denumim o proprietate specială a ecosistemelor? Oamenii de știință au stabilit cu mult timp în urmă că teoria generală a sistemelor este un aspect important al științei mediului, ceea ce face posibilă formarea unei metodologii fundamental noi. Se numește analiză de sistem. În cadrul acestei abordări, obiectele naturii, lumea din jurul nostru sunt sisteme identificate ținând cont de obiectivele stabilite pentru un grup de cercetători. Sistemul este un obiect integral, în același timp poate fi considerat o combinație complexă de numeroase componente.

Analiza sistemului vă permite să determinați proprietățile unui ecosistem și să identificați toate acele conexiuni, datorită cărora acesta devine un singur obiect. Ca parte a activității de cercetare, oamenii de știință determină care procese controlează sistemul, cum este conectat la lumea din jurul lui și cum se va comporta în prezența unui factor de influență. Prezice oportunități de dezvoltare.

Despre parametri

Descriind proprietățile biosferei ca ecosistem global, asociații mai mici de componente, este imperativ să identificăm parametrii cheie și să le oferim o descriere clară. Cele mai semnificative sunt:

• restricții;
• proprietățile componentelor individuale;
• proprietățile obiectului în ansamblu;
• caracteristici structurale;
• caracteristici ale influenței reciproce a componentelor, straturilor sistemului;
• specificul relaţiei dintre lumea exterioară şi populaţia luată în considerare.

Ce zici mai detaliat?

Când se examinează proprietățile unui ecosistem, poate cel mai dificil lucru este să-i determine limitele exacte. Aceasta este o caracteristică atât de dificilă, care este în mare măsură legată de integritatea obiectului. Se datorează faptului că legăturile interne sunt mai puternice decât cele externe. Numai în astfel de condiții combinația de componente poate fi stabilă în raport cu factorii negativi ai lumii înconjurătoare.

Indicatorii care permit descrie cantitativ și calitativ combinația de componente naturale, dau o idee despre toate proprietățile atât ale componentelor individuale, cât și ale sistemului în ansamblu. Pentru a determina cu exactitate structura, este necesar să se coreleze elementele care au apărut între ele, ținând cont de intervalele de timp și spațiu. Acesta din urmă este aspectul pe baza căruia se determină ordinea poziției componentelor obiectului. Timpul este un indicator care dă o idee despre schimbarea stării sistemului, reflectând dezvoltarea acestuia. Din structură se poate concluziona cât de puternică este ierarhia în obiect, cum nivelurile sunt subordonate între ele, cum toate acestea sunt organizate împreună.

Despre link-uri și elemente

Schimbul de informații, energie, materie este o formă de comunicare între un obiect structurat complex și lumea din jurul lui. În multe privințe, acest schimb este cel care determină esența interacțiunii sistemului și a spațiului din jurul acestuia. Dacă sistemul are conexiuni, putem vorbi de granițe deschise; dacă nu există, obiectul este evaluat ca închis. În același timp, este necesar să înțelegem că un ecosistem nu este doar forme de viață organice, ci și tot ceea ce le înconjoară, adică un mediu abiotic. Aceste componente sunt strâns interconectate și interacționează în mod constant. În această influență reciprocă complexă se formează un ecosistem. Înainte de a numi o proprietate specială a ecosistemelor, în primul rând, există o legătură strânsă reciprocă, care ne permite să vorbim despre acest obiect complex ca pe o integritate funcțională, remarcată prin prezența unor legături între cauze și consecințe. Toate componentele se influențează reciproc, determinând procesele observate în sistem.

Proprietățile unui sistem ecologic sunt direct legate de circulația substanțelor. De exemplu, dacă ne gândim dacă pășunatul va avea un impact asupra proprietăților solului și asupra ecosistemului, este evident că acest lucru se va găsi cu siguranță. Elementele care formează sistemele sunt capabile să producă materie organică, un produs biologic. O trăsătură distinctivă a unui obiect natural structurat în comparație cu unul artificial format din eforturile umane este că stabilitatea mediului asigură o existență lungă, nerestricţionată. Sistemul ecologic natural are suficiente resurse pentru a se proteja de factorii externi negativi. Rezervele sale vă permit să mențineți constanța funcțiilor, a structurii. Cu cât sistemul ecologic este mai mare, cu atât mai multe componente structurale mici în interiorul acestuia și au propriile lor ecosisteme la o scară și mai mică.

Despre dimensiuni

Se obișnuiește să se distingă sistemele:

• micro;
• mezo;
• macro;
• global.

Primele includ obiecte mici - iazuri, trunchiuri de copaci, acvarii. Al doilea nivel - iazuri și păduri, râuri și lacuri. Macro - continente, zone. Cea globală este sfera biologică ca un singur obiect.

Termeni și dimensiuni

Sistemele ecologice care au apărut pe uscat și au ajuns la o dimensiune destul de mare se numesc de obicei biomi dacă caracterizează o anumită zonă geografică strict definită. Acestea includ deșertul, taiga și zone similare de pământ. Biomul este un obiect complex. Include un număr mare de sisteme ecologice la scară mai mică, toate fiind strâns interconectate.

Se obișnuiește să vorbim despre două blocuri ale sistemului ecologic, dintre care unul este populațiile de animale care sunt înrudite în mod complex între ele, iar al doilea este habitatul și factorii care îl formează. Primul se numește biocenoză, al doilea - ecotop. Ecosistemul din normă este un element al faunei sălbatice, funcțional și format atât din biocenoză, cât și din componente abiotice. Între ele are loc un schimb constant de componente chimice, iar energia pentru procese este furnizată de lumina soarelui.

Sinteză și energie

Unul dintre cele mai importante tipuri de organisme vii de pe planeta noastră este fotoautotrofele, adică organisme care sunt capabile să producă materie organică din minerale în prezența energiei solare. Fotosinteza face posibilă producerea de substanțe care sunt apoi folosite pentru alimentarea cu energie a plantelor. Datorită acestor componente, formele de viață ale plantelor își pot menține funcțiile și se pot reproduce. În plus, materia organică este un material de construcție pentru formarea fitomasei.

Heterotrofele sunt ciuperci, bacterii, forme de viață mai mari care se hrănesc cu alimente create de fotoautotrofe. Componentele rezultate sunt folosite pentru a-și construi propriile țesuturi și pentru a produce energie pentru viață. Metabolizarea heterotrofelor presupune eliberarea de rezerve de energie, mineralizarea materiei, timp în care apar fosfații și nitrații. Astfel de produse sunt necesare pentru viața autotrofilor. Astfel, ciclul compușilor chimici este organizat în mediul din jurul nostru.

Caracteristici structurale

În multe feluri, proprietățile ecosistemelor sunt determinate de specificul organizării structurale a unui anumit obiect. Există o serie de modele care descriu conexiunile dintre părțile individuale. Diferite sisteme diferă în aceste reguli, dar în mod normal există două tipuri de elemente - componente vii și nevii. Organismele sunt biote. Sistemul care descrie relația lor cu mediul ne permite să formulăm care este structura sistemului ecologic.

De obicei, la determinarea compoziției și structurii, se acordă atenție:

• anorganice;
• organice;
• aer, apă, substrat;
• producători;
• consumatori;
• distrugători.

Despre ce este vorba?

Substanțele anorganice includ minerale, componente chimice care participă la metabolism. Organele sunt grăsimi, structuri proteice, molecule de carbohidrați. Mediul include nu numai aer și solul, ci și clima și caracteristicile sale, factori fizici (de exemplu, temperatura). Se obișnuiește să se clasifice producătorii ca autotrofi, capabili să producă materie organică din materie anorganică simplă folosind energia solară. Producătorii predominanți de pe planeta noastră sunt algele, plantele verzi și unele bacterii.

Consumatorii sunt carnivore și ierbivore. Într-un cuvânt, aici aparțin diverse heterotrofe, animale care mănâncă diverse organisme. În cele din urmă, destructorii sunt heterotrofe capabili să prelucreze materia organică moartă. În cea mai mare parte, această categorie include ciuperci, bacterii, deși există mai multe soiuri de nevertebrate.

Este curios

Factorii anorganici, organici, chimici, fizici în total formează un biotop, adică un element al unui ecosistem care nu are propria viață. Alte componente sunt viața, adică biocenoza. Destructorii, consumatorii, producătorii sunt obiecte care formează structura sistemului. Producătorii sunt capabili să capteze energie și, pe baza acesteia, să creeze legături chimice, iar consumatorii care le folosesc pentru alimente cheltuiesc rezervele de energie pentru viață. Volumele de energie stocate în acest fel, mai devreme sau mai târziu, se epuizează, creatura moare, devenind hrană pentru distrugător, capabilă să despartă materia organică complexă în minerale care pot fi hrană pentru producători. Ciclul se repetă.

Structura sistemului ecologic reprezintă legăturile reciproce dintre cele trei tipuri principale de viață care asigură circulația gazelor, solidelor, lichidelor pe planetă. Domeniul lor de responsabilitate este prelucrarea energiei solare. Ecosistemele, indiferent de mediul în care se află, reprezintă întotdeauna o influență reciprocă constantă a producătorilor și heterotrofii unul asupra celuilalt. În același timp, există o diviziune spațială care reglementează posibilitățile de interacțiune. Procesele pentru care sunt responsabili autotrofii sunt active în nivelul superior al sistemului, care are acces la lumina soarelui, în timp ce heterotrofei sunt mai intensi în cele inferioare, unde există acces la sedimente, sol și acumulări de materie organică.

Subiectul 1.2. : Ecosistemul și proprietățile sale

Introducere……………………………………………………………………………………………..3.

1. Ecosistem - conceptul de bază al ecologiei ………………………………………………………4

2. Structura biotică a ecosistemului ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………….

3. Factori de mediu ………………………………………………………………….6

4. Funcționarea ecosistemelor…………………………………………………………………..12

5. Impactul uman asupra ecosistemului…………………………………………………………...14

Concluzie …………………………………………………………………………………….16

Referințe……………………………………………………………………………….17

Introducere

Cuvânt "ecologie" format din două cuvinte grecești: „oicos”, care înseamnă casă, locuință și „logos” - știință și se traduce literal ca știința casei, a habitatului. Acest termen a fost folosit pentru prima dată de zoologul german Ernst Haeckel în 1886, definind ecologia ca un domeniu de cunoaștere care studiază economia naturii - studiul relației generale a animalelor atât cu natura vie, cât și cu cea nevie, incluzând toate cele prietenoase și neprietenoase. relaţiile cu care animalele şi plantele vin direct sau indirect în contact. Această înțelegere a ecologiei a devenit universal recunoscută și astăzi cea clasică Ecologia este știința care studiază relația organismelor vii cu mediul lor.

Materia vie este atât de diversă încât este studiată la diferite niveluri de organizare și din puncte de vedere diferite.

Se disting următoarele niveluri de organizare a biosistemelor (Vezi anexe (Fig. 1)).

Nivelurile organismelor, populațiilor și ecosistemelor sunt o zonă de interes pentru ecologia clasică.

În funcție de obiectul de studiu și de unghiul de vedere din care este studiat, în ecologie s-au format direcții științifice independente.

De dimensiunile obiectului Studiile de ecologie sunt împărțite în autecologie (un organism și mediul său), ecologia populației (o populație și mediul său), sinecologie (comunități și mediul lor), biogeocitologie (studiul ecosistemelor) și ecologie globală (studiul biosferei Pământului). ).

Depinzând de obiect de studiu ecologia este subdivizată în ecologia microorganismelor, ciupercilor, plantelor, animalelor, oamenilor, agroecologiei, ecologiei industriale (inginerie), ecologiei umane etc.

De medii și componente distinge între ecologia pământului, a apei dulce, a mării, a deșerților, a zonelor muntoase și a altor spații de mediu și geografice.

Ecologia include adesea un număr mare de ramuri conexe ale cunoașterii, în principal din domeniul protecției mediului.

În această lucrare, în primul rând, sunt luate în considerare bazele ecologiei generale, adică legile clasice ale interacțiunii organismelor vii cu mediul.

1. Ecosistem - conceptul de bază al ecologiei

Ecologia are în vedere interacțiunea dintre organismele vii și natura neînsuflețită. Această interacțiune, în primul rând, are loc în cadrul unui anumit sistem (sistem ecologic, ecosistem) și, în al doilea rând, nu este haotică, ci organizată într-un anumit fel, supusă legilor.

ecosistem numit un set de producători, consumatori și detritofagi care interacționează între ei și cu mediul lor prin schimbul de materie, energie și informații în așa fel încât acest sistem unic să rămână stabil pentru o lungă perioadă de timp.

Astfel, un ecosistem natural se caracterizează prin trei caracteristici:

1) un ecosistem este în mod necesar o combinație de componente vii și nevii ((vezi anexa (Fig. 2));

2) în cadrul ecosistemului se realizează un ciclu complet, începând cu crearea materiei organice și terminând cu descompunerea acesteia în componente anorganice;

3) ecosistemul rămâne stabil pentru o perioadă de timp, ceea ce este asigurat de o anumită structură de componente biotice și abiotice.

Exemple de ecosisteme naturale sunt lacul, pădurea, deșertul, tundra, pământul, oceanul, biosfera.

După cum se poate observa din exemple, ecosistemele mai simple sunt incluse în altele mai complexe. În același timp, se realizează o ierarhie de organizare a sistemelor, în acest caz, ecologice.

Astfel, structura naturii ar trebui considerată ca un întreg sistemic, constând din ecosisteme imbricate unul în altul, dintre care cel mai înalt este un ecosistem global unic - biosfera. În cadrul său, există un schimb de energie și materie între toate componentele vii și nevii la scară planetară. Catastrofa care amenință întreaga omenire este că unul dintre semnele că un ecosistem ar fi trebuit să fie încălcat: biosfera ca ecosistem a fost scoasă dintr-o stare de stabilitate de activitatea umană. Datorită amplorii și diversității interrelațiilor sale, nu ar trebui să moară din aceasta, va trece într-o nouă stare stabilă, schimbându-și în același timp structura, în primul rând, neînsuflețită, iar după aceasta, inevitabil, vie. Omul, ca specie biologică, are cele mai puține șanse de a se adapta la noile condiții externe care se schimbă rapid și este probabil să fie primul care va dispărea. Un exemplu instructiv și ilustrativ în acest sens este povestea Insulei Paștelui.

Pe una dintre insulele polineziene, numită Insula Paștelui, ca urmare a proceselor complexe de migrație din secolul al VII-lea, a luat naștere o civilizație închisă izolată de întreaga lume. Într-un climat subtropical favorabil, de-a lungul a sute de ani de existență, a atins anumite culmi de dezvoltare, creând o cultură și o scriere originală, care până în prezent nu poate fi descifrată. Și în secolul al XVII-lea, a pierit fără urmă, distrugând mai întâi flora și fauna insulei, apoi distrugându-se în sălbăticie progresivă și canibalism. Ultimii insulari nu mai au voința și materialul pentru a construi „chivotele lui Noe” salvatoare – bărci sau plute. În amintirea ei înșiși, comunitatea dispărută a lăsat o insulă semipustică cu figuri uriașe de piatră - martori ai fostei sale puteri.

Deci, ecosistemul este cea mai importantă unitate structurală a structurii lumii înconjurătoare. După cum se poate observa din fig. 1 (vezi Anexa), baza ecosistemelor este materia vie, caracterizată biotic structura , și habitat, datorită totalității factori de mediu . Să le luăm în considerare mai detaliat.

2. Structura biotică a ecosistemelor

Ecosistemul se bazează pe unitatea materiei vii și a materiei nevii. Esența acestei unități se manifestă în cele ce urmează. Din elementele naturii neînsuflețite, în principal molecule de CO2 și H2O, sub influența energiei solare, se sintetizează substanțe organice care compun toată viața de pe planetă. Procesul de creare a materiei organice în natură are loc simultan cu procesul opus - consumul și descompunerea acestei substanțe din nou în compușii anorganici originali. Totalitatea acestor procese are loc în ecosisteme de diferite niveluri de ierarhie. Pentru ca aceste procese să fie echilibrate, natura de-a lungul miliardelor de ani a funcționat un anumit structura materiei vii a sistemului .

Forța motrice în orice sistem material este energia. În ecosisteme, provine în principal de la Soare. Plantele, datorită clorofilei pigmentului conținut în ele, captează energia radiației solare și o folosesc pentru a sintetiza baza oricărei substanțe organice - glucoza C6H12O6.

Energia cinetică a radiației solare este astfel convertită în energie potențială stocată în glucoză. Din glucoză, împreună cu nutrienții minerali obținuți din sol - nutrienți - se formează toate țesuturile lumii vegetale - proteine, carbohidrați, grăsimi, lipide, ADN, ARN, adică materia organică a planetei.

Pe lângă plante, unele bacterii pot produce materie organică. Ei își creează țesuturile, depozitând în ele, ca și plantele, energia potențială din dioxid de carbon fără participarea energiei solare. În schimb, folosesc energia care este generată de oxidarea compușilor anorganici, precum amoniacul, fierul și în special sulful (în bazinele oceanice adânci, unde lumina soarelui nu pătrunde, dar unde hidrogenul sulfurat se acumulează din abundență, au fost descoperite ecosisteme unice. ). Aceasta este așa-numita energie a sintezei chimice, așa că sunt numite organismele chimiosintetice .

Astfel, plantele și chimisinteticele creează materie organică din constituenți anorganici folosind energia mediului. Ei sunt numiti, cunoscuti producători sau autotrofi . Eliberarea de energie potențială stocată de producători asigură existența tuturor celorlalte tipuri de viață de pe planetă. Se numesc speciile care consumă materie organică creată de producători ca sursă de materie și energie pentru activitatea lor de viață consumatori sau heterotrofi .

Consumatorii sunt o mare varietate de organisme (de la microorganisme la balene albastre): protozoare, insecte, reptile, pești, păsări și, în sfârșit, mamifere, inclusiv oameni.

Consumatorii, la rândul lor, sunt împărțiți într-un număr de subgrupe în funcție de diferențele dintre sursele lor alimentare.

Animalele care se hrănesc direct cu producători sunt numite consumatori primari sau consumatori de ordinul întâi. Ei înșiși sunt consumați de consumatori secundari. De exemplu, un iepure care mănâncă un morcov este un consumator de ordinul întâi, iar o vulpe care vânează un iepure este un consumator de ordinul al doilea. Unele tipuri de organisme vii corespund mai multor astfel de niveluri. De exemplu, atunci când o persoană mănâncă legume, este un consumator de ordinul întâi, carnea de vită este un consumator de ordinul doi, iar când mănâncă pește răpitor, el acționează ca un consumator de ordinul trei.

Se numesc consumatorii primari care se hranesc numai cu plante erbivore sau fitofage . Consumatorii de ordinul doi și superioare - carnivore . Speciile care mănâncă atât plante, cât și animale sunt omnivore, cum ar fi oamenii.

SISTEMUL ECOLOGIC

3.1 Structura și proprietățile ecosistemului

3.2 Lanțurile trofice. Niveluri trofice

3.3 Produse energetice și ecosistemice

3.4. Procese dinamice într-un ecosistem

3.5. Tipuri de ecosisteme

După cum știți, organismele vii și mediul lor neviu (abiotic) sunt inseparabil legate între ele și sunt în interacțiune constantă, formând ecosisteme.

Ecosistem - este totalitatea tuturor organismelor vii care trăiesc într-o zonă comună împreună cu mediul lor neînsuflețit.

Ecosistemul este principala unitate funcțională în ecologie, deoarece include atât organisme, cât și mediul neînsuflețit - componente care se influențează reciproc reciproc proprietățile și sunt necesare pentru a menține viața în forma ei care există pe Pământ.

Fiecare ecosistem terestru are o componentă abiotică - biotop (gr. topos- loc) – un sit cu aceleași condiții peisagistice, climatice, de sol; și componenta biotică biocenoza (gr. koinos - general) - totalitatea tuturor organismelor vii care locuiesc într-un biotop dat (Fig. 3.1). Biotopul este un habitat comun pentru toți membrii comunității.

Biocenozele constau din reprezentanți ai multor specii de plante, animale și microorganisme. Aproape fiecare specie din biocenoză este reprezentată de mulți indivizi de sex și vârstă diferit. Ele formează populatia (sau o parte dintr-o populație) a unei anumite specii dintr-un ecosistem. Este foarte dificil să se ia în considerare o biocenoză separat de un biotop, prin urmare se introduce un astfel de concept precum o biogeocenoză (biotop + biocenoză).

Biogeocenoza- o secțiune a suprafeței terestre în care, într-o măsură cunoscută, biocenoza și părțile corespunzătoare ale atmosferei, litosferei, hidrosferei și pedosferei rămân omogene și au aceeași natură de interacțiune între ele.

Semne ale ecosistemelor:

1) independența față de sursele externe de materie și energie, dar nu față de lumina soarelui. Energia este capacitatea de a lucra.

2) capacitatea de a asigura circulația materiei.

Exemple de ecosisteme: pădure, lac, stejar izolat. Biosfera este cel mai mare ecosistem.

Uneori sistemul ecologic este numit biogeocenoză, dar aceste două concepte nu sunt sinonime.

Sistem ecologic - orice combinație de organisme și mediul lor. (ghiveci de flori, navă spațială cu echipaj, terariu).

Biogeocenozele sunt formațiuni naturale. Orice biogeocenoză este un ecosistem, dar nu orice sistem ecologic este o biogeocenoză.

Atât ecosistemele mari, cât și cele mici, de obicei, nu au granițe clare. Zona de tranziție dintre două ecosisteme adiacente se numește ecoton . Ecotonul include reprezentanți 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.

partea biotică

parte abiotică (ecotop)

Orez. 3.1 Structura ecosistemului

Toate organismele vii sunt împărțite în două grupuri mari în funcție de tipul de nutriție - autotrofiși heterotrofi. Din punct de vedere funcțional, componentele biotice pot fi împărțite în trei grupuri.

Primul grup de organisme - producători (lat. producători- organisme care creează, produc) sau autotrofe (din lat. auto-eu insumi, trofeu-gurmand. „ei înșiși fiind mâncare”

Producătorii sau autotrofele sunt organisme care folosesc substanțe anorganice simple ca material nutritiv: apă, dioxid de carbon, nitrați, fosfați etc. Producătorii folosesc fie lumina soarelui, fie energia reacțiilor chimice ca material energetic. Ele sunt împărțite în foto- și chimioautotrofe.

Fotoautotrofele folosesc lumina soarelui ca sursă de energie și, în principal, dioxidul de carbon și apa ca material nutritiv. Acest grup de organisme include toate organismele fotosintetice: plante verzi și unele bacterii. În procesul vieții, ei sintetizează substanțe organice în lumină - carbohidrați sau zaharuri (CH 2 O) n, cu care animalele se hrănesc:

n CO2+ n H2O \u003d (CH2O) n + O2

Fotosinteză(gr .fotografii- ușoară, sinteză- legătură, compoziție) - sinteza de către celule a plantelor, algelor și a unor bacterii a substanțelor organice din anorganice (CO 2, H 2 O, NH 3, PO 4 3-) cu participarea energiei luminii solare. Oxigenul este eliberat ca produs secundar.

6CO 2 + 6H 2 O + energie solară = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Chemoautotrofii folosesc energia eliberată în timpul reacțiilor chimice. Acest grup include, de exemplu, bacteriile nitrificatoare care oxidează amoniacul în acid azot și apoi acid azotic:

2NH 3 + 3O 2 \u003d 2HNO 2 + 2H 2 O + Q.

2HNO 2 + O 2 = 2HNO 3 + Q

Energia chimică (Q) eliberată în timpul acestor reacții este folosită de bacterii pentru a sintetiza substanțe organice.

Rolul principal în crearea substanțelor organice revine organismelor vegetale verzi. Rolul bacteriilor chemosintetice în acest proces este relativ mic. În fiecare an, organismele fotosintetice de pe Pământ creează aproximativ 150 de miliarde de tone de materie organică care acumulează energie solară.

Al doilea grup de organisme - consumatori (lat. a consuma- consumă), sau organisme heterotrofe (coloana heteros- o alta, trofeu- gurmand. „hrănindu-se cu alții”.

Consumatorii sau heterotrofei folosesc materia organică gata preparată ca sursă atât de energie, cât și de material nutritiv. Consumatorii efectuează procesul de descompunere a substanțelor organice. Ele sunt împărțite în fagotrofe (rp. phagos- devoratoare) și saprotrofe (gr. sapros- putred).

fagotrofe se hrănesc direct cu organisme vegetale sau animale. Acestea includ în principal animale mari - macroconsumatori.

Saprotrofe folosiți materia organică a resturilor moarte pentru alimentație. Acest grup include atât organisme mici (furnici, viermi etc.), cât și animale mari (hiene, șacali, ciori etc.).

În funcție de sursele de hrană, fagotrofele sunt împărțite în trei clase principale:

- fitofagi (erbivore)- consumatorii de ordinul întâi, hrănindu-se exclusiv cu plante. De exemplu, păsările mănâncă semințe, muguri și frunze. Căprioarele și iepurii de câmp se hrănesc cu ramuri și frunze. Lăcustele consumă toate părțile plantelor.

- prădători (carnivore)- consumatorii de ordinul doi, care se hrănesc exclusiv cu animale erbivore (fitofage), precum și consumatorii de ordinul al treilea, hrănindu-se doar cu carnivore. De exemplu, păianjenii și păsările care mănâncă insecte răpitoare și tonul care se hrănește cu hering sunt consumatori secundari. Soimul si soimul care prada serpi si stole, precum si rechinul care se hraneste cu alti pesti, sunt consumatori tertiari.

- eurifage (omnivore) Ei pot mânca atât hrană vegetală, cât și animală. De exemplu, porci, șobolani, vulpi, gândaci și oameni.

Al treilea grup de organisme - descompunetori (lat. reductio- restaurare), sau destructori (lat. distrugere- distrugere).

Reductorii sau destructorii sunt consumatori implicați în ultima etapă de distrugere, adică. în mineralizarea substanţelor organice, pe care le redau în compuşi anorganici (CO 2, H 2 O etc.). Reductorii purifică mediul natural de deșeuri, returnează substanțele în circulație, transformându-le în forme accesibile producătorilor. Astfel ciclul de viață este reluat.

Reductorii includ în principal organisme microscopice (bacterii, ciuperci etc.) - microconsumatori. Ele se disting într-o grupă separată deoarece rolul descomponenților în circulația substanțelor este extrem de mare. Fără ele, grămezi de reziduuri organice s-ar acumula în biosferă; rezervele de minerale necesare producătorilor s-ar epuiza, iar viața în forma pe care o știm ar înceta.

Deoarece organismele sunt destul de diverse în tipuri și forme de nutriție, ele intră în interacțiuni trofice complexe (alimentare) unele cu altele. Unii dintre ei produc produse, alții consumă, alții le transformă într-o formă anorganică. Astfel se formează un lanț de transfer succesiv de substanțe de la un organism la altul, care se numește lanț trofic.

Ecosistem, sau sistem ecologic(din greaca veche οἶκος - locuință, reședință și σύστημα - sistem) - un sistem biologic format dintr-o comunitate de organisme vii ( biocenoza), habitatele lor ( biotop), un sistem de conexiuni care face schimb de materie și energie între ele.

Oamenii de știință diferențiază ecosistemele în micro-ecosisteme (de exemplu, un copac), mezo-ecosisteme (pădure, iaz) și macro-ecosisteme (ocean, continent). Biosfera a devenit ecosistemul global.

Există proprietăți-trăsături care vă permit să definiți conceptul de ecosistem care acționează ca obiect al reglementării legale. Acestea includ:

1. Închiderea ecosistemului. Funcționarea sa independentă. Putem spune că, de exemplu, o picătură de apă, o pădure, o mare etc. sunt ecosisteme, deoarece fiecare dintre aceste obiecte are propriul său sistem stabil de organisme (ciliați într-o picătură, pești în mare etc.). Natura închisă a sistemelor ecologice obligă toți utilizatorii resurselor naturale să țină cont de consecințele asupra mediului ale acțiunilor lor, chiar dacă nu există manifestări vizibile ale impactului asupra naturii. Deci, așezarea unui drum într-o zonă deschisă, la prima vedere, nu afectează mediul. Dar, în anumite condiții, drumul poate deveni o sursă de dezastru ecologic, de exemplu, dacă este așezat fără a ține cont de debitul apelor de inundații, care, atunci când sunt acumulate, pot distruge acoperirea solului.

2. Interconectarea ecosistemelor. Această caracteristică necesită o abordare integrată a utilizării obiectelor naturale, care în practică se numește peisaj. De exemplu, atunci când se alocă terenuri pentru teren arabil sau se realizează reabilitarea terenurilor, este necesar să se țină cont de rutele de migrație ale reprezentanților faunei sălbatice, să se păstreze intacte tufișuri, mlaștini, bogăți etc., adică să nu se perturba peisajul care s-a dezvoltat în zonă. Abordarea peisagistică face posibilă asigurarea unei priorități ecologice generale în managementul naturii, conform căreia toate tipurile de utilizare a obiectelor naturale trebuie să fie supuse cerințelor bunăstării ecologice a mediului natural.

3. Bioproductivitate. Această caracteristică contribuie la auto-reproducerea ecosistemului, la îndeplinirea unei anumite funcții, care determină ca rezultat statutul juridic diferit al unui obiect natural. Deci, terenurile cu fertilitate crescută ar trebui alocate pentru nevoile agriculturii și pentru alte scopuri - neproductive. Productivitatea este luată în considerare și la stabilirea unei taxe pentru folosirea unui obiect natural, la impozitare, în cazul despăgubirii pagubei sau producerii unui eveniment asigurat.

Exemplu de ecosistem - un iaz cu plante care trăiesc în el, pești, nevertebrate, microorganisme care alcătuiesc componenta vie a sistemului, biocenoza. Un iaz ca ecosistem este caracterizat prin sedimente de fund cu o anumită compoziție, compoziție chimică (compoziție ionică, concentrație de gaze dizolvate) și parametri fizici (transparența apei, tendința schimbărilor anuale de temperatură), precum și anumiți indicatori ai productivității biologice, starea trofică a lacului de acumulare și condițiile specifice ale acestui rezervor.

Un alt exemplu de sistem ecologic - pădure de foioase din centrul Rusiei, cu o anumită compoziție a așternutului forestier, sol caracteristic acestui tip de pădure și o comunitate de plante stabilă și, ca urmare, cu indicatori de microclimat strict definiți (temperatură, umiditate, lumină) și un complex de animale organisme corespunzătoare unor astfel de condiţii de mediu.

Un aspect important care face posibilă determinarea tipurilor și limitelor ecosistemelor este structura trofică a comunității și raportul dintre producătorii de biomasă, consumatorii săi și organismele distrugătoare de biomasă, precum și indicatorii productivității și metabolismului materiei și energiei.

Un ecosistem este un sistem complex, auto-organizat, autoreglabil și autodezvoltat. Caracteristica principală a unui ecosistem este prezența unui mediu relativ închis, stabil în spațiu și timp fluxuri de materie si energieîntre părțile biotice și abiotice ale unui ecosistem. De aici rezultă că nu orice sistem biologic poate fi numit ecosistem, de exemplu, un acvariu sau un ciot putrezit nu sunt.

Astfel de sisteme ar trebui numite comunități de rang inferior sau microcosmos. Uneori se folosește conceptul de facies pentru ei (de exemplu, în geoecologie), dar nu este capabil să descrie pe deplin astfel de sisteme, în special de origine artificială.

Un ecosistem este un sistem deschis și se caracterizează prin fluxuri de materie și energie de intrare și de ieșire. Baza existenței aproape oricărui ecosistem este fluxul de energie solară, care este o consecință a reacției termonucleare a Soarelui, fie sub formă directă (fotosinteză), fie indirectă (descompunerea materiei organice). Excepție fac ecosistemele de adâncime (fumătorii „negri” și „albi”), sursa de energie în care se află căldura internă a pământului și energia reacțiilor chimice.

În conformitate cu definițiile, nu există nicio diferență între conceptele de „ecosistem” și „biogeocenoză”, biogeocenoza poate fi considerată un sinonim complet pentru termenul de ecosistem. Cu toate acestea, există o opinie larg răspândită că biogeocenoza poate servi ca un analog al unui ecosistem la nivelul inițial, deoarece termenul "biogeocenoză" pune mai mult accent pe conexiunea unei biocenoze cu o zonă specifică a pământului sau. mediu acvatic, în timp ce un ecosistem implică orice zonă abstractă. Prin urmare, biogeocenozele sunt de obicei considerate un caz special al unui ecosistem.

Un ecosistem poate fi împărțit în două componente - biotic și abiotic. Bioticele se împart în componente autotrofe (organisme care primesc energie primară pentru existență din foto- și chimiosinteză sau producători) și heterotrofe (organisme care primesc energie din procesele de oxidare a materiei organice - consumatori și descompunetori) componente care formează structura trofică a ecosistemului. .

Singura sursă de energie pentru existența unui ecosistem și menținerea diferitelor procese în acesta sunt producătorii care absorb energia soarelui (căldură, legături chimice) cu o eficiență de 0,1 - 1%, rareori 3 - 4,5% din suma initiala. Autotrofele reprezintă primul nivel trofic al unui ecosistem. Nivelurile trofice ulterioare ale ecosistemului se formează datorită consumatorilor (nivelele 2, 3, 4 și ulterioare) și sunt închise de descompozitori care transformă materia organică neînsuflețită într-o formă minerală (componentă abiotică), care poate fi asimilată de un element autotrof.

De obicei conceptul ecotop a fost definit ca un habitat al organismelor caracterizat printr-o anumită combinație de condiții de mediu: soluri, soluri, microclimat etc. Cu toate acestea, în acest caz acest concept este de fapt aproape identic cu conceptul. climatetop.

De exemplu, lava care curge în ocean pe insula Hawaii formează un nou ecotop de coastă.

În prezent, un ecotop, spre deosebire de un biotop, este înțeles ca un anumit teritoriu sau zonă de apă cu întregul set și caracteristicile solurilor, solurilor, microclimatului și a altor factori într-o formă neschimbată de organisme. Exemple de ecotop sunt solurile aluviale, insulele vulcanice sau de corali nou formate, carierele create de om și alte teritorii nou formate. În acest caz climatetop face parte din ecotop.

Biotop- un ecotop transformat de biota sau, mai exact, o bucata de teritoriu omogen din punct de vedere al conditiilor de viata pentru anumite tipuri de plante sau animale, sau pentru formarea unei anumite biocenoze.