Sistemul ecologic: concept, esență, tipuri și niveluri. Tipuri și exemple de ecosistem. Exemplu de schimbare a ecosistemului Scrieți o descriere a oricărui ecosistem artificial

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

Comunități ecologice

Ecologia este o știință care studiază toate fațetele relațiilor dintre organismele vii din natură. Prin urmare, subiectul studiului său nu este individul și condițiile existenței sale. Ecologia examinează natura, rezultatul și productivitatea interacțiunii lor. Astfel, totalitatea populațiilor determină caracteristicile de funcționare ale unei biocenoze, care include o serie de specii biologice.

Dar în condiții naturale, populațiile interacționează nu numai între ele, ci și cu o varietate de condiții de mediu. O astfel de comunitate ecologică se numește ecosistem. Termenul de biogeocenoză este folosit și pentru a desemna acest concept. Atât un acvariu în miniatură, cât și vasta taiga sunt un exemplu de ecosistem.

Ecosistem: definirea conceptului

După cum puteți vedea, ecosistemul este un concept destul de larg. Din punct de vedere științific, această comunitate este o combinație de elemente ale naturii vii și ale mediului abiotic. Luați în considerare ceva de genul stepei. Aceasta este o zonă ierboasă deschisă, cu plante și animale care s-au adaptat la condițiile de ierni reci, puțin zăpadă și veri calde și uscate. În cursul adaptării la viața în stepă, au dezvoltat o serie de mecanisme de adaptare.

Astfel, numeroase rozătoare realizează pasaje subterane în care depozitează rezerve de cereale. Unele plante de stepă au o modificare a lăstarilor numită bulb. Este tipic pentru lalele, crocusuri și ghiocei. În două săptămâni, în timp ce primăvara este suficientă umiditate, lăstarii lor au timp să crească și să înflorească. Și supraviețuiesc perioadei nefavorabile sub pământ, hrănindu-se cu nutrienții stocați anterior și cu apa din bulbul cărnos.

Plantele de cereale au o altă modificare subterană a lăstarului - rizomul. Internodurile sale alungite stochează și substanțe. Exemple de cereale de stepă sunt bromegrass, bluegrass, cocksfoot, fescue și bentgrass. O altă caracteristică sunt frunzele înguste, care împiedică evaporarea excesivă.

Clasificarea ecosistemelor

După cum se știe, granița unui ecosistem este determinată de o fitocenoză - o comunitate de plante. Această caracteristică este folosită și pentru a clasifica aceste comunități. Astfel, o pădure este un ecosistem natural, exemplele din care sunt foarte diverse: stejar, aspen, tropical, mesteacăn, brad, tei, carpen.

O altă clasificare se bazează pe caracteristicile zonale sau climatice. Un astfel de exemplu de ecosistem este o comunitate de rafturi sau litoral, deșerturi stâncoase sau nisipoase, lunci inundabile sau pajiști subalpine. Totalitatea acestor comunități de diferite tipuri formează învelișul global al planetei noastre - biosfera.

Ecosistemul natural: exemple

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

Agrobiocenoze

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

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

Compararea ecosistemelor naturale și artificiale

Cele artificiale, pe care le-am examinat deja, au o serie de dezavantaje în comparație cu cele naturale. Aceștia din urmă se disting prin stabilitatea și capacitatea lor de a se autoregla. Dar agrobiocenozele nu pot exista mult timp fără participarea omului. Deci, o grădină cu culturi de legume produce independent, timp de cel mult un an, plante erbacee perene - aproximativ trei. Deținătorul recordului în acest sens este grădina, ale cărei culturi de fructe se pot dezvolta independent până la 20 de ani.

Ecosistemele naturale primesc doar energie solară. Oamenii introduc surse suplimentare de ea în agrobiocenoze sub formă de cultivare a solului, îngrășăminte, aerare și combatere a buruienilor și dăunătorilor. Cu toate acestea, există multe cazuri în care activitatea economică umană a dus la consecințe nefavorabile: salinizarea și îndesarea solurilor, deșertificarea teritoriilor și poluarea mediului natural.

Ecosisteme urbane

În stadiul actual de dezvoltare, omul a făcut deja schimbări semnificative în compoziția și structura biosferei. Prin urmare, se distinge o coajă separată, creată direct de activitatea umană. Se numește noosferă. Recent, un astfel de concept precum urbanizarea a fost dezvoltat pe scară largă - rolul crescând al orașelor în viața umană. Mai mult de jumătate din populația planetei noastre trăiește deja în ele.

Ecosistemul urban are propriile sale caracteristici distinctive. Raportul elementelor din ele este perturbat, deoarece reglarea tuturor proceselor asociate cu transformarea substanțelor și a energiei este efectuată exclusiv de oameni. În timp ce își creează toate beneficiile posibile, el creează și o mulțime de condiții nefavorabile. Aerul poluat, problemele de transport și locuințe, ratele ridicate de morbiditate și zgomotul constant afectează negativ sănătatea tuturor locuitorilor orașului.

Ce este succesiunea

Foarte des, schimbări succesive apar într-o zonă. Acest fenomen se numește succesiune. Un exemplu clasic de schimbare a ecosistemului este apariția unei păduri de foioase în locul uneia de conifere. Din cauza incendiului, pe teritoriul ocupat se păstrează doar semințe. Dar este nevoie de mult timp pentru ca ele să germineze. Prin urmare, mai întâi, la locul incendiului apare vegetația erbacee. În timp, acesta este înlocuit cu arbuști, iar aceștia, la rândul lor, sunt înlocuiți cu foioase. Astfel de succesiuni sunt numite secundare. Ele apar sub influența factorilor naturali sau a activităților umane. În natură se găsesc destul de des.

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

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

Exemple de ecosisteme naturale: păduri de foioase, tundră, iazuri etc. În fiecare dintre aceste ecosisteme se găsesc toate cele trei grupe de organisme necesare unui ecosistem viabil: producătorii, plantele verzi, macroconsumatorii - ierbivore și prădători, microconsumatorii - descompunetorii - sunt ciuperci. și bacterii care se hrănesc cu rămășițe de plante și animale moarte.

Exemple de ecosisteme artificiale: acvariu, stații de epurare biologică. Ecosistemele artificiale sunt heterotrofe, adică consumă alimente gata preparate. Un exemplu de ecosistem artificial heterotrof este un oraș (vezi Fig. 1.4 din ANEXA 2).

Orașul, ca ecosistem, se distinge prin faptul că mediul de intrare și mediul de ieșire joacă un rol foarte important pentru el. Orașul diferă de ecosistemele naturale:

1) un aflux mare de energie concentrată din exterior (combustibil, fosile, electricitate),

2) o nevoie mai mare de aprovizionare cu substanțe din exterior,

3) un flux de deșeuri mai puternic și mai toxic, dintre care multe sunt sintetice, adică mai toxice decât materia primă.

Biosfera este cel mai mare ecosistem

Cel mai mare ecosistem este biosferă a planetei noastre. Biosferă - zona de existență a materiei vii (V.I. Vernadsky) este cel mai mare ecosistem de pe Pământ. Biosfera include atât materie vie, cât și materie nevie („inertă” conform lui Vernadsky). Biosfera a apărut 3,4 - 4,5 miliard cu ani în urmă. Este rezultatul interacțiunii materiei vii cu materie nevii (biota cu abiotic).

Structura biosfera: litosfera - partea superioară a suprafeței solide a scoarței terestre; hidrosfera -învelișul de apă al Pământului (mări, oceane, râuri, lacuri): troposfera - straturile inferioare ale atmosferei terestre.

Limita superioară a biosferei este situată la o altitudine de ~ 20-25 km, unde stratul de ozon este cel mai dens, protejând materia vie și viața de radiațiile UV. Limita inferioară a biosferei este de aproximativ 2-3 km adâncime pe uscat și 1-2 km sub fundul oceanului. Pe parcursul existenței sale, biosfera a parcurs o cale complexă de dezvoltare - evoluție. Etapa principală a fost apariția vieții pe Pământ. Există diverse ipoteze care explică apariția vieții. De exemplu:

1. Viața a apărut pe Pământ ca urmare a unei combinații aleatorii de substanțe și condiții adecvate (metan, hidrogen + temperatura, radiații UV).

2. Ipoteza originii extraterestre a vieții – așa-zisa. teoria panspermiei, conform căreia viața a fost adusă pe Pământ din spațiu etc.

În urmă cu aproximativ 1,5 milioane de ani, omul a apărut pe Pământ, a cărui origine este contestată și de diverse teorii, precum:

Omul s-a format ca urmare a evoluției;

Omul a venit din Spațiu etc.

Odată cu apariția societății umane, a apărut o forță naturală puternică care schimbă în mod conștient, intenționat, natural și ireversibil întreaga natură, întreaga biosferă. În ce direcție? V.I Vernadsky, ale cărui lucrări sunt dedicate viitorului planetei noastre, a văzut-o astfel: „Stapa naturală și inevitabilă de dezvoltare a biosferei este etapa. reglementarea rezonabilă a relației dintre om și natură.În această perioadă de evoluție a biosferei, dezvoltarea acesteia va urma calea noogeneza. Sarcina principală a acestei perioade este de a corecta încălcările și daunele pe care umanitatea le-a provocat naturii și de a preveni încălcări similare în viitor.

Un ecosistem include toate organismele vii (plante, animale, ciuperci și microorganisme) care, într-o măsură sau alta, interacționează între ele și cu mediul neînsuflețit din jurul lor (clima, sol, lumina soarelui, aer, atmosferă, apă etc.) .

Un ecosistem nu are o dimensiune specifică. Poate fi la fel de mare ca un deșert sau un lac, sau la fel de mic ca un copac sau o băltoacă. Apa, temperatura, plantele, animalele, aerul, lumina și solul interacționează împreună.

Esența ecosistemului

Într-un ecosistem, fiecare organism are propriul său loc sau rol.

Luați în considerare ecosistemul unui lac mic. În ea, puteți găsi toate tipurile de organisme vii, de la microscopice la animale și plante. Acestea depind de lucruri precum apa, lumina soarelui, aerul și chiar cantitatea de nutrienți din apă. (Faceți clic pentru a afla mai multe despre cele cinci nevoi de bază ale organismelor vii).

Diagrama ecosistemului lacului

De fiecare dată când un „străin” (o creatură (e) vie sau un factor extern, cum ar fi creșterea temperaturii) este introdus într-un ecosistem, pot apărea consecințe catastrofale. Acest lucru se întâmplă deoarece noul organism (sau factor) este capabil să distorsioneze echilibrul natural al interacțiunilor și să provoace potențiale daune sau distrugeri ecosistemului non-nativ.

De obicei, membrii biotici ai unui ecosistem, împreună cu factorii lor abiotici, depind unul de celălalt. Aceasta înseamnă că absența unui membru sau a unui factor abiotic poate afecta întregul sistem ecologic.

Dacă nu există suficientă lumină și apă, sau dacă solul conține puțini nutrienți, plantele pot muri. Dacă plantele mor, animalele care depind de ele sunt, de asemenea, în pericol. Dacă mor animalele care depind de plante, atunci vor muri și alte animale care depind de ele. Ecosistemul din natură funcționează în același mod. Toate părțile sale trebuie să funcționeze împreună pentru a menține echilibrul!

Din păcate, ecosistemele pot fi distruse de dezastre naturale precum incendii, inundații, uragane și erupții vulcanice. Activitatea umană contribuie, de asemenea, la distrugerea multor ecosisteme și.

Principalele tipuri de ecosisteme

Sistemele ecologice au dimensiuni nedefinite. Ele pot exista într-un spațiu mic, de exemplu sub o piatră, un ciot de copac putrezit sau într-un lac mic și, de asemenea, ocupă suprafețe mari (cum ar fi întreaga pădure tropicală). Din punct de vedere tehnic, planeta noastră poate fi numită un ecosistem uriaș.

Diagrama unui mic ecosistem al unui ciot putrezit

Tipuri de ecosisteme în funcție de scară:

Microecosistem- un ecosistem la scară mică, cum ar fi un iaz, o băltoacă, un ciot de copac etc.
Mezoecosistemul- un ecosistem, cum ar fi o pădure sau un lac mare.
Biomul. Un ecosistem foarte mare sau o colecție de ecosisteme cu factori biotici și abiotici similari, cum ar fi o întreagă pădure tropicală cu milioane de animale și copaci și multe corpuri de apă diferite.

Granițele ecosistemelor nu sunt marcate de linii clare. Ele sunt adesea separate de bariere geografice, cum ar fi deșerturi, munți, oceane, lacuri și râuri. Deoarece granițele nu sunt strict definite, ecosistemele tind să fuzioneze unele cu altele. Acesta este motivul pentru care un lac poate avea multe ecosisteme mici, cu propriile caracteristici unice. Oamenii de știință numesc acest amestec „Ecotone”.

Tipuri de ecosisteme după tipul de apariție:

Pe lângă tipurile de ecosisteme de mai sus, există și o împărțire în sisteme ecologice naturale și artificiale. Un ecosistem natural este creat de natură (pădure, lac, stepă etc.), iar unul artificial este creat de om (grădină, teren personal, parc, câmp etc.).

Tipuri de ecosisteme

Există două tipuri principale de ecosisteme: acvatice și terestre. Fiecare alt ecosistem din lume se încadrează într-una dintre aceste două categorii.

Ecosisteme terestre

Ecosistemele terestre pot fi găsite oriunde în lume și sunt împărțite în:

Ecosisteme forestiere

Acestea sunt ecosisteme care au o abundență de vegetație sau un număr mare de organisme care trăiesc într-un spațiu relativ mic. Astfel, în ecosistemele forestiere densitatea organismelor vii este destul de mare. O mică schimbare în acest ecosistem poate afecta întregul său echilibru. De asemenea, în astfel de ecosisteme puteți găsi un număr mare de reprezentanți ai faunei. În plus, ecosistemele forestiere sunt împărțite în:

Păduri tropicale veșnic verzi sau păduri tropicale tropicale:, primind o precipitatie medie de peste 2000 mm pe an. Se caracterizează printr-o vegetație densă, dominată de arbori înalți aflați la diferite înălțimi. Aceste zone sunt un refugiu pentru diverse specii de animale.
Păduri tropicale de foioase: Alături de o mare varietate de specii de arbori, aici se găsesc și arbuști. Acest tip de pădure se găsește în destul de multe colțuri ale planetei și găzduiește o mare varietate de floră și faună.
: Au un număr destul de mic de copaci. Aici predomină copacii veșnic verzi, reînnoindu-și frunzișul pe tot parcursul anului.
Păduri de foioase: Sunt situate în regiunile temperate umede care primesc suficiente precipitații. În lunile de iarnă, copacii își vărsă frunzele.
: Situată direct în fața, taiga este definită de copaci de conifere veșnic verzi, temperaturi sub zero pentru jumătate de an și soluri acide. În sezonul cald, puteți găsi un număr mare de păsări migratoare, insecte și.

ecosistem deșertic

Ecosistemele deșertice sunt situate în zonele deșertice și primesc mai puțin de 250 mm de precipitații pe an. Ele ocupă aproximativ 17% din suprafața totală a pământului. Datorită temperaturilor extrem de ridicate ale aerului, accesului slab și luminii intense a soarelui, și nu sunt la fel de bogate ca alte ecosisteme.

Ecosistem de luncă

Pajiștile sunt situate în regiuni tropicale și temperate ale lumii. Zona de luncă este formată în principal din ierburi, cu un număr mic de arbori și arbuști. Pajiștile sunt locuite de animale de pășunat, insectivore și ierbivore. Există două tipuri principale de ecosisteme de luncă:

: Pajiști tropicale care au un sezon uscat și se caracterizează prin arbori care cresc individual. Ele furnizează hrană unui număr mare de ierbivore și sunt, de asemenea, terenuri de vânătoare pentru mulți prădători.
Prerii (pajişti temperate): Aceasta este o zonă cu acoperire moderată de iarbă, complet lipsită de arbuști și copaci mari. Preeriile conțin plante medicinale și ierburi înalte și se confruntă cu condiții climatice aride.
Pajiști de stepă: Zone de pajiști uscate care sunt situate în apropierea deșerților semiaride. Vegetația acestor pajiști este mai scurtă decât cea a savanelor și a praiilor. Copacii sunt rari și se găsesc de obicei pe malurile râurilor și pâraielor.

Ecosisteme montane

Terenul muntos oferă o gamă diversă de habitate unde pot fi găsite un număr mare de animale și plante. La altitudine predomină de obicei condiții climatice dure în care doar plantele alpine pot supraviețui. Animalele care trăiesc sus în munți au haine groase pentru a le proteja de frig. Pantele inferioare sunt de obicei acoperite cu păduri de conifere.

Ecosisteme acvatice

Ecosistem acvatic - un ecosistem situat într-un mediu acvatic (de exemplu, râuri, lacuri, mări și oceane). Acesta include flora acvatică, fauna și proprietățile apei și este împărțit în două tipuri: sisteme ecologice marine și de apă dulce.

Ecosisteme marine

Sunt cele mai mari ecosisteme, acoperă aproximativ 71% din suprafața Pământului și conținând 97% din apa planetei. Apa de mare conține cantități mari de minerale și săruri dizolvate. Sistemul ecologic marin este împărțit în:

Oceanic (o parte relativ puțin adâncă a oceanului care se află pe platforma continentală);
Zona profundă (zonă de adâncime nepătrunsă de lumina soarelui);
Regiunea Benthal (zonă locuită de organisme de fund);
Zona intertidală (locul dintre mareele joase și înalte);
estuare;
Recif de corali;
Mlaștinile sărate;
Gurile hidrotermale în care chemosintetizatoarele formează alimentarea cu alimente.

În ecosistemele marine trăiesc multe specii de organisme și anume: alge brune, corali, cefalopode, echinoderme, dinoflagelate, rechini etc.

Ecosisteme de apă dulce

Spre deosebire de ecosistemele marine, ecosistemele de apă dulce acoperă doar 0,8% din suprafața Pământului și conțin 0,009% din rezervele totale de apă ale lumii. Există trei tipuri principale de ecosisteme de apă dulce:

Calm: ape în care nu există curent, cum ar fi piscine, lacuri sau iazuri.
Curgător: ape cu mișcare rapidă, cum ar fi pâraiele și râurile.
Zone umede: Locuri unde solul este inundat constant sau periodic.

Ecosistemele de apă dulce găzduiesc reptile, amfibieni și aproximativ 41% din speciile de pești din lume. Apele cu mișcare rapidă conțin de obicei concentrații mai mari de oxigen dizolvat, susținând astfel o biodiversitate mai mare decât apele stagnante ale iazurilor sau lacurilor.

Structura ecosistemului, componente și factori

Un ecosistem este definit ca o unitate ecologică funcțională naturală formată din organisme vii (biocenoză) și mediul lor neînsuflețit (abiotic sau fizico-chimic), care interacționează între ele și creează un sistem stabil. Iaz, lac, deșert, pășuni, pajiști, păduri etc. sunt exemple comune de ecosisteme.

Fiecare ecosistem este format din componente abiotice și biotice:

Structura ecosistemului

Componente abiotice

Componentele abiotice sunt factori nelegați ai vieții sau ai mediului fizic care influențează structura, distribuția, comportamentul și interacțiunile organismelor vii.

Componentele abiotice sunt reprezentate în principal de două tipuri:

Factorii climatici, care includ ploaia, temperatura, lumina, vântul, umiditatea etc.
Factori edafici, inclusiv aciditatea solului, topografia, mineralizarea etc.

Importanța componentelor abiotice

Atmosfera oferă organismelor vii dioxid de carbon (pentru fotosinteză) și oxigen (pentru respirație). Procesele de evaporare și transpirație au loc între atmosferă și suprafața Pământului.

Radiația solară încălzește atmosfera și evaporă apa. Lumina este, de asemenea, necesară pentru fotosinteză. oferă plantelor energie pentru creștere și metabolism, precum și produse organice pentru hrănirea altor forme de viață.

Majoritatea țesuturilor vii constă dintr-un procent mare de apă, până la 90% sau mai mult. Puține celule sunt capabile să supraviețuiască dacă conținutul de apă scade sub 10%, iar majoritatea mor atunci când conținutul de apă este mai mic de 30-50%.

Apa este mediul prin care produsele alimentare minerale pătrund în plante. Este necesar și pentru fotosinteză. Plantele și animalele primesc apă de la suprafața Pământului și a solului. Principala sursă de apă sunt precipitațiile.

Componente biotice

Ființele vii, inclusiv plantele, animalele și microorganismele (bacterii și ciuperci), prezente într-un ecosistem sunt componente biotice.

Pe baza rolului lor în sistemul ecologic, componentele biotice pot fi împărțite în trei grupe principale:

Producătorii produce substanțe organice din cele anorganice folosind energia solară;
Consumatori se hrănesc cu substanțe organice gata preparate produse de producători (erbivore, prădători etc.);
Descompunetoare. Bacteriile și ciupercile care distrug compușii organici morți ai producătorilor (plante) și consumatorilor (animale) pentru nutriție și eliberează în mediu substanțe simple (anorganice și organice) formate ca produse secundare ale metabolismului lor.

Aceste substanțe simple sunt produse în mod repetat prin metabolismul ciclic între comunitatea biotică și mediul abiotic al ecosistemului.

Nivelurile ecosistemelor

Pentru a înțelege nivelurile unui ecosistem, luați în considerare următoarea figură:

Diagrama la nivel de ecosistem

Individual

Un individ este orice creatură vie sau organism. Indivizii nu se reproduc cu indivizi din alte grupuri. Animalele, spre deosebire de plante, sunt de obicei clasificate sub acest concept, deoarece unii membri ai florei se pot încrucișa cu alte specii.

În diagrama de mai sus, puteți vedea că peștele auriu interacționează cu mediul său și se va reproduce exclusiv cu membrii propriei specii.

Populația

Populația este un grup de indivizi dintr-o anumită specie care trăiesc într-o anumită zonă geografică la un moment dat. (Un exemplu ar fi peștele auriu și speciile sale). Vă rugăm să rețineți că o populație include indivizi din aceeași specie, care pot avea diferite diferențe genetice, cum ar fi culoarea hainei/ochilor/pieii și dimensiunea corpului.

Comunitate

O comunitate include toate organismele vii dintr-o anumită zonă la un moment dat. Poate conține populații de organisme vii de diferite specii. În diagrama de mai sus, observați cum peștii aurii, salmonidele, crabii și meduzele coexistă într-un anumit mediu. O comunitate mare include de obicei biodiversitatea.

Ecosistem

Un ecosistem include comunități de organisme vii care interacționează cu mediul lor. La acest nivel, organismele vii depind de alți factori abiotici precum rocile, apa, aerul și temperatura.

Biomul

Cu cuvinte simple, este o colecție de ecosisteme care au caracteristici similare cu factorii lor abiotici adaptați mediului.

Biosferă

Când luăm în considerare diferiți biomi, fiecare ducând în altul, se formează o comunitate imensă de oameni, animale și plante, care trăiesc în anumite habitate. este totalitatea tuturor ecosistemelor prezente pe Pământ.

Lanțul trofic și energia în ecosistem

Toate ființele vii trebuie să mănânce pentru a obține energia necesară pentru a crește, a se mișca și a se reproduce. Dar ce mănâncă aceste organisme vii? Plantele își iau energia de la Soare, unele animale mănâncă plante, iar altele mănâncă animale. Această relație de hrănire într-un ecosistem se numește lanț alimentar. Lanțurile trofice reprezintă de obicei secvența cine mănâncă pe cine într-o comunitate biologică.

Mai jos sunt câteva organisme vii care se pot încadra în lanțul trofic:

Diagrama lanțului trofic

Un lanț alimentar nu este același lucru cu . Rețeaua trofică este o colecție de mai multe lanțuri trofice și este o structură complexă.

Transfer de energie

Energia este transferată prin lanțurile trofice de la un nivel la altul. O parte din energie este folosită pentru creștere, reproducere, mișcare și alte nevoi și nu este disponibilă pentru nivelul următor.

Lanțurile trofice mai scurte stochează mai multă energie decât cele mai lungi. Energia cheltuită este absorbită de mediu.

Spre deosebire de ecosistemele naturale, agroecosistemele:

nu se pot autoregla din cauza numărului mic de specii din ele;
slab rezistent, deoarece speciile din ele sunt sub influența nu a selecției naturale, ci a artificială;
Sursa de energie pentru agrocenoze nu este doar energia soarelui, ci și energia cheltuită de oameni pentru irigare, producerea de îngrășăminte și funcționarea mașinilor.

Ciclul elementelor din agroecosisteme este însoțit de intervenția umană, deoarece acestea sunt îndepărtate odată cu recolta. Pentru a completa aceste elemente, în sol se adaugă îngrășăminte minerale și organice.

În prezent, aproximativ 10% din teren este teren arabil, iar 20% pășune. Majoritatea agroecosistemelor din Asia, Africa și America de Sud se caracterizează printr-o fertilitate scăzută și nu sunt capabile să producă cantități suficiente pentru regiunile industriale. Creșterea fertilității agroecosistemelor necesită o cheltuială mare de energie pentru producția de combustibil, substanțe chimice și operarea mașinilor. Adesea, cantitatea de energie cheltuită depășește cantitatea de energie conținută în produsele alimentare, ceea ce duce la scăderea profitabilității agroecosistemelor în condiții de criză economică.

Ecosistemele create artificial necesită monitorizare constantă. Agroecosistemele formate dintr-o anumită specie (de exemplu, bumbacul) pot oferi beneficii economice temporare. Monocultura de bumbac pe suprafețe foarte mari duce însă la modificări ale structurii solului, sterilizarea acestuia, proliferarea dăunătorilor și, în cele din urmă, moartea ecosistemului.

Introducerea rotațiilor de culturi și introducerea unor componente suplimentare în comunitatea ecologică, precum insectivore (entomofage) și albine polenizatoare, contribuie la stabilizarea sistemului ecologic. Material de pe site

Pentru a crește fertilitatea ecosistemelor naturale precum deșerturile, pajiștile și stepele, care sunt pășuni, puteți folosi însămânțarea ierburilor cu randament ridicat, îngrășămintele și irigarea artificială a solului (Fig. 73).

Creșterea în continuare a eficienței economice a agrocenozelor necesită utilizarea tehnologiilor industriale pentru prelucrarea culturilor, utilizarea metodelor de inginerie genetică și biotehnologie pentru a crea noi soiuri de plante și hibrizii acestora.

Poze (fotografii, desene)

Pe această pagină există material pe următoarele subiecte:

Ecosistem artificial - este un ecosistem antropic, creat de om. Toate legile de bază ale naturii sunt valabile pentru ea, dar spre deosebire de ecosistemele naturale, nu poate fi considerată deschisă. Crearea și observarea unor ecosisteme artificiale mici ne permite să obținem informații extinse despre posibila stare a mediului din cauza impactului uman la scară largă asupra acestuia. Pentru a produce produse agricole, oamenii creează un agroecosistem instabil, creat artificial și întreținut regulat (agrobiocenoză ) - câmpuri, pășuni, grădini de legume, livezi, vii etc.

Diferențele dintre agrocenoze și biocenoze naturale: diversitate nesemnificativă a speciilor (agrocenoza este formată dintr-un număr mic de specii cu abundență mare); scurtcircuite de putere; ciclu incomplet de substanțe (unii dintre nutrienți sunt efectuate odată cu recolta); sursa de energie nu este doar Soarele, ci și activitatea umană (recuperarea terenurilor, irigații, folosirea îngrășămintelor); selecția artificială (efectul selecției naturale este slăbit, selecția este efectuată de oameni); lipsa de autoreglare (reglementarea este efectuată de oameni), etc. Astfel, agrocenozele sunt sisteme instabile și pot exista doar cu sprijin uman. De regulă, agroecosistemele se caracterizează printr-o productivitate ridicată în comparație cu ecosistemele naturale.

Sisteme urbane (sisteme urbane) -- sisteme artificiale (ecosisteme) care iau naștere ca urmare a dezvoltării urbane și reprezintă o concentrare de populație, clădiri de locuit, obiecte industriale, gospodărești, culturale etc.

Acestea includ următoarele teritorii: zone industriale , unde sunt concentrate instalațiile industriale ale diverselor sectoare ale economiei și sunt principalele surse de poluare a mediului; zone rezidentiale (zone rezidentiale sau de dormit) cu cladiri rezidentiale, cladiri administrative, obiecte de zi cu zi, facilitati culturale etc.); zone de agrement , destinat recreerii oamenilor (parcuri forestiere, centre de recreere etc.); sisteme si structuri de transport , pătrunzând întregul sistem urban (drumuri și căi ferate, metrouri, benzinării, garaje, aerodromuri etc.). Existența ecosistemelor urbane este susținută de agroecosisteme și de energia combustibililor fosili și de industria nucleară.

Un ecosistem este o colecție de organisme vii care fac schimb continuu de materie, informații și energie între ele și cu mediul. Energia este definită ca fiind capacitatea de a produce muncă. Proprietățile sale sunt descrise de legile termodinamicii. Prima lege a termodinamicii, sau legea conservării energiei, afirmă că energia se poate schimba de la o formă la alta, dar nu este distrusă sau creată din nou.

A doua lege a termodinamicii spune: în timpul oricărei transformări de energie, o parte din aceasta se pierde sub formă de căldură, adică. devine indisponibilă pentru utilizare ulterioară. Măsura cantității de energie indisponibilă pentru utilizare sau, altfel, măsura schimbării în ordine care are loc în timpul degradării energiei este entropia. Cu cât este mai mare ordinea sistemului, cu atât entropia acestuia este mai mică.

Procesele spontane conduc sistemul la o stare de echilibru cu mediul, la o creștere a entropiei și la producerea de energie pozitivă. Dacă un sistem neînsuflețit, dezechilibrat cu mediul, este izolat, atunci toată mișcarea în el va înceta în curând, sistemul în ansamblu se va estompa și se va transforma într-un grup inert de materie care se află în echilibru termodinamic cu mediul, adică într-o stare cu entropie maximă.

Aceasta este starea cea mai probabilă pentru sistem și nu va putea ieși spontan din ea fără influențe externe. Deci, de exemplu, o tigaie fierbinte, după ce s-a răcit, după ce a disipat căldura, nu se va încălzi singură; energia nu s-a pierdut, a încălzit aerul, dar s-a schimbat calitatea energiei, nu mai poate lucra. Astfel, în sistemele nevii starea lor de echilibru este stabilă.

Sistemele vii au o diferență fundamentală față de sistemele nevii - ele efectuează o muncă constantă împotriva echilibrului cu mediul. În sistemele vii, o stare de neechilibru este stabilă. Viața este singurul proces natural spontan de pe Pământ în care entropia scade. Acest lucru este posibil deoarece toate sistemele vii sunt deschise schimbului de energie.

Există o cantitate imensă de energie liberă de la Soare în mediul înconjurător, iar în cadrul sistemului viu însuși există componente care au mecanisme de captare, concentrare și, ulterior, disiparea acestei energie în mediu. Disiparea energiei, adică o creștere a entropiei, este un proces caracteristic oricărui sistem, atât neînsuflețit, cât și viu, iar captarea și concentrarea independentă a energiei este capacitatea doar a unui sistem viu. În acest caz, ordinea și organizarea sunt extrase din mediu, adică se generează energie negativă - neentropie. Acest proces de formare a ordinii într-un sistem din haosul mediului se numește autoorganizare. Ea duce la o scădere a entropiei unui sistem viu și contracarează echilibrul acestuia cu mediul.

Astfel, orice sistem viu, inclusiv un ecosistem, își menține activitatea vitală datorită, în primul rând, prezenței excesului de energie liberă în mediu; în al doilea rând, capacitatea de a capta și concentra această energie și, atunci când este utilizată, de a disipa stări cu entropie scăzută în mediu.

Plantele - producători - captează energia Soarelui și o transformă în energie potențială a materiei organice. Energia primită sub formă de radiație solară este transformată în energia legăturilor chimice în timpul procesului de fotosinteză.

Energia Soarelui care ajunge pe Pământ este distribuită astfel: 33% din ea este reflectată de nori și praful atmosferei (aceasta este așa-numita albedo sau reflectivitate a Pământului), 67% este absorbită de atmosferă, suprafața Pământului și a oceanului. Din această cantitate de energie absorbită, doar aproximativ 1% este cheltuită pentru fotosinteză, iar toată energia rămasă, încălzind atmosfera, pământul și oceanul, este reradiată în spațiul cosmic sub formă de radiație termică (infraroșie). Acest 1% din energie este suficient pentru a furniza toată materia vie de pe planetă.

Procesul de acumulare a energiei în corpul fotosinteticului este asociat cu o creștere a greutății corporale. Productivitatea ecosistemului este rata la care producătorii absorb energia radiantă prin procesul de fotosinteză, producând materie organică care poate fi folosită ca hrană. Masa de substanțe create de producătorul fotosintetic este desemnată ca producție primară, aceasta este biomasa țesuturilor vegetale. Producția primară este împărțită în două niveluri - producția brută și producția netă. Producția primară brută este masa totală de materie organică brută creată de o plantă pe unitatea de timp la o anumită rată de fotosinteză, inclusiv cheltuielile pentru respirație (parte din energia care este cheltuită pentru procesele vitale; aceasta duce la o scădere a biomasei).

Acea parte din producția brută care nu este cheltuită pentru respirație se numește producție primară netă. Producția primară netă este o rezervă, o parte din care este folosită ca hrană de către organisme - heterotrofe (consumatori de prim ordin). Energia primită de heterotrofi cu alimente (așa-numita energie înaltă) corespunde costului energetic al cantității totale de alimente consumate. Cu toate acestea, eficiența absorbției alimentelor nu atinge niciodată 100% și depinde de compoziția furajului, temperatură, sezon și alți factori.

Conexiuni funcționale în ecosistem, de ex. structura sa trofică poate fi reprezentată grafic sub formă de piramide ecologice. Baza piramidei este nivelul producătorului, iar nivelurile ulterioare formează etajele și vârful piramidei. Există trei tipuri principale de piramide ecologice.

Piramida numerelor (piramida lui Elton) reflectă numărul de organisme de la fiecare nivel. Această piramidă reflectă un model - numărul de indivizi care formează o serie secvențială de legături de la producători la consumatori este în scădere constantă.

Piramida biomasei indică clar cantitatea de materie vie la un anumit nivel trofic. În ecosistemele terestre, se aplică regula piramidei biomasei: masa totală a plantelor depășește masa tuturor ierbivorelor, iar masa lor depășește întreaga biomasă a prădătorilor. Pentru ocean, regula piramidei biomasei este invalidă - piramida arată cu susul în jos. Ecosistemul oceanic se caracterizează prin acumularea de biomasă la niveluri ridicate, printre prădători.

Piramida energiei (produselor) reflectă cheltuirea energiei în lanțurile trofice. Regula piramidei energetice: la fiecare nivel trofic anterior, cantitatea de biomasă creată pe unitatea de timp (sau energie) este mai mare decât la următorul.