Екосистема (от гръцката дума oikos - обиталище, жилище) - всеки природен комплекс (биоинертна система). Състои се от живи организми (биоценоза) и тяхното местообитание: инертно (например атмосфера) или биоинертно (почва, резервоар и др.), Свързани помежду си с потоци от материя, енергия и информация. Гниещият пън с всичките си многобройни обитатели (гъбички, микроорганизми, безгръбначни) е екосистема в малък мащаб. Езеро с водни и близки до водата организми (включително птици, които се хранят с водни животни и крайбрежна растителност) също е екосистема, но в по-голям мащаб. Най-голямата екосистема е цялата биосфера като цяло. В една екосистема винаги има входяща и изходяща енергия. По-голямата част от енергията за съществуването на екосистемите идва от енергията на Слънцето, предимно уловена от автотрофи, по-голямата част от които са зелени растения. Чрез хранителните вериги тази енергия и материя се включват в цикъла, характерен за всяка екосистема. Първичните и вторичните хетеротрофи (тревопасни и месоядни животни) използват натрупаната енергия и субстанция, създадени от автотрофи, които след това влизат отново в цикъла след разлагането и минерализацията си от сапрофитни хетеротрофи (гъби, микроорганизми). Изходът от този цикъл е в седиментни скали (виж Цикъл на веществата в природата). Терминът "екосистема" е предложен през 1935 г. от английския ботаник А. Тансли. През 1944 г. съветският биолог В. Н. Сукачев въвежда понятието „биогеоценоза“, което е близко до него. Биогеоценозата, според разбирането на В. Н. Сукачев, се различава от екосистемата по определеността на нейния обем. Една екосистема може да обхване пространство от всякаква степен - от капка вода в езерото до биосферата. Биогеоценозата е определена област от територия, през която не преминава значителна биоценотична (виж Биоценоза), хидроложка, климатична, почвена или геохимична граница. Биогеоценозите са градивните елементи, които изграждат цялата биосфера. На сушата границите на биогеоценозата обикновено се отличават от естеството на растителната покривка: промените в растителността маркират почвата, геохимичните и други граници. Размерите на биогеоценозите са различни - от няколкостотин квадратни метра до няколко квадратни километра, а по вертикала - от няколко сантиметра (на скали) до няколкостотин метра (в гори). Съвкупността от популации на организми, включени в една екосистема (обикновено в рамките на биогеоценоза), чийто живот е тясно свързан с един централен вид, се нарича консорциум (от латинската дума consortium - общност). Обикновено централният вид на консорциума е растение, което определя цялостния характер на биогеоценозата: в смърчовите гори - смърч, в борови гори - бор, в степта на кочина - кочина и др. Връзката между централния вид и почивката в консорциума може да бъде много различна: чрез хранителни вериги като местообитание (лишайник на боров ствол), създаване на удобни микроклиматични условия (влажност, сянка под короната на дърветата).

17. Екосистеми и биогеоценози

Екосистема е всяко цяло, което включва всички организми и целия комплекс от физични и химични фактори и взаимодейства с външната среда. Екосистемите са основните природни единици на земната повърхност.

Учението за екосистемите е създадено от английския ботаник Артър Тансли (1935 г.).

Екосистемите се характеризират с различни видове метаболизъм не само между организмите, но и между техните живи и неживи компоненти. При изучаването на екосистемите се обръща специално внимание на функционални връзки между организмите енергийни потоци И цикъл на веществата .

Пространствено-времевите граници на екосистемите могат да се определят доста произволно. Екосистемата може да бъде издръжлив(например биосферата на Земята) и краткосрочен(например екосистеми от временни резервоари). Екосистемите могат да бъдат естественоИ изкуствени. От гледна точка на термодинамиката природните екосистеми винаги са отворени системи (обменят материя и енергия с външната среда); изкуствените екосистеми могат да бъдат изолирани (обменят само енергия с външната среда).

Биогеоценози. Успоредно с учението за екосистемите се развива и учението за биогеоценозите, създадено от Владимир Николаевич Сукачев (1942 г.).

Биогеоценоза – това е колекция на определено разстояние земната повърхностеднородни природни явления (атмосфера, растителност, фауна и микроорганизми, почва, скали и хидрологични условия), което има свое специфично взаимодействие на съставните компоненти и определен тип обмен на материя и енергия между тях и други природни явления и представлява вътрешно противоречиво единство, разположено V постоянно движение, развитие.

Биогеоценозите се характеризират със следните характеристики:

– биогеоценозата е свързана с определена област от земната повърхност; за разлика от екосистемата, пространствените граници на биогеоценозите не могат да бъдат начертани произволно;

– съществуват биогеоценози дълго време;

– биогеоценозата е биоинертна система, представляваща единството на живата и неживата природа;

– биогеоценозата е елементарна биохорологична клетка на биосферата (т.е. биологично-пространствена единица на биосферата);

– биогеоценозата е арена на първични еволюционни трансформации (т.е. еволюцията на популациите се извършва в специфични природни исторически условия, в специфични биогеоценози).

По този начин, подобно на екосистемата, биогеоценозата представлява единството на биоценозата и нейното неодушевено местообитание; в този случай основата на биогеоценозата е биоценозата. Понятията екосистема и биогеоценоза са външно сходни, но в действителност са различни. С други думи, всяка биогеоценоза е екосистема, но не всяка екосистема е биогеоценоза.

Структура на екосистемата

Поддържането на жизнената активност на организмите и циркулацията на веществата в екосистемата е възможно само благодарение на постоянния приток на високо организирана енергия. Основният първичен източник на енергия на Земята е слънчевата енергия.

Екосистемите преживяват постоянно енергиен поток , който преминава от една форма в друга.

Фотосинтезиращите организми преобразуват енергията на слънчевата светлина в енергията на химичните връзки на органичните вещества. Тези организми са производители, или производители органична материя. В повечето случаи функциите на производители в екосистемите се изпълняват от растения.

Мъртвите организми и отпадъчните продукти под всякаква форма се консумират от организми, които разграждат мъртвата органична материя до неорганични вещества – разлагачи , или деструктори. Разлагащите се включват различни животни (обикновено безгръбначни), гъби и прокариоти:

– некрофаги– трупояди;

– копрофаги(копрофили, копротрофи) – хранят се с екскременти;

– сапрофаги(сапрофити, сапрофили, сапротрофи) - хранят се с мъртва органична материя (паднали листа, кожи от линеене); Сапрофагите включват:

– ксилофаги(ксилофили, ксилотрофи) – хранят се с дървесина;

– кератинофаги(кератинофили, кератинотрофи) – хранят се с роговото вещество;

– детритиви– хранят се с полуразградена органична материя;

– крайни минерализатори– напълно разграждат органичните вещества.

Производителите и разлагащите осигуряват цикъл на веществатав екосистемата: окислени форми на въглерод и минералипревръщат се в реставрирани и обратно; Неорганичните вещества се превръщат в органични вещества, а органичните вещества се превръщат в неорганични вещества.

Хранителни вериги

С последователното прехвърляне на енергия от един организъм към друг, хранителни (трофични) вериги .

Наричат ​​се трофични вериги, които започват с производители пасищни вериги , или вериги за хранене . Отделните връзки в хранителните вериги се наричат трофични нива . В пасищните вериги се разграничават следните нива:

1-во ниво – производители(растения);

Ниво 2 – потребители от първи ред(фитофаги);

Ниво 3 – потребители от втори ред(зоофаг);

Ниво 4 – потребители от трети ред(хищници);

Мъртвите организми и отпадъчните продукти от всяко ниво се унищожават от разлагащите устройства. Наричат ​​се трофични вериги, които започват с декомпозитори детритни вериги . Детритните вериги са в основата на съществуването на зависими екосистеми, в които органичната материя, произведена от производителите, е недостатъчна, за да осигури енергия на потребителите (например дълбоководни екосистеми, пещерни екосистеми, почвени екосистеми). В този случай съществуването на екосистемата е възможно благодарение на енергията, съдържаща се в мъртвата органична материя.

Органичната материя, открита на всяко трофично ниво, може да бъде консумирана от различни организми и по различни начини. Един и същ организъм може да принадлежи към различни трофични нива. Така в реалните екосистеми хранителните вериги се превръщат в хранителни мрежи .

По-долу е даден фрагмент от хранителна мрежа от смесени гори.

Продуктивност на трофичните нива

Количеството енергия, преминаващо през трофично ниво на единица площ за единица време, се нарича производителност на трофично ниво. Производителността се измерва в kcal/ha·година или други единици (в тонове сухо вещество на 1 хектар на година; в милиграми въглерод на 1 квадратен метър или на 1 кубичен метър на ден и т.н.).

Енергията, доставена на трофично ниво, се нарича брутна първична производителност(за производители) или диета(за потребителите). Част от тази енергия се изразходва за поддържане на жизненоважни процеси (метаболитни разходи или разходи за дишане), част - на генериране на отпадъци(растителни отпадъци, екскременти, кожи от линеене и други отпадъци от животни), част - на растеж на биомаса. Част от енергията, изразходвана за растеж на биомаса, може да бъде консумирана от консуматори на следващото трофично ниво.

Енергийният баланс на трофично ниво може да се запише като следните уравнения:

(1) брутна първична продуктивност = дишане + постеля + растеж на биомаса

(2) диета = дишане + отпадъци + растеж на биомаса

Първото уравнение се отнася за производителите, второто - за потребителите и разлагащите.

Разликата между брутната първична продуктивност (диета) и разходите за дишане се нарича нетна първична производителносттрофично ниво. Енергията, която може да се консумира от потребителите на следващото трофично ниво, се нарича вторична производителностразглежданото трофично ниво.

Когато енергията преминава от едно ниво на друго, част от нея се губи безвъзвратно: във формата топлинно излъчване(разходи за дишане), под формата на отпадъчни продукти. Следователно количеството високо организирана енергия постоянно намалява по време на прехода от едно трофично ниво към следващото. Средно дадено трофично ниво получава ≈10% от енергията, получена от предишното трофично ниво; този модел се нарича правилото "десет процента" или правило на екологичната пирамида . Следователно броят на трофичните нива винаги е ограничен (4-5 връзки), например вече на четвъртото ниво пристига само 1/1000 от енергията, получена на първото ниво.

Динамика на екосистемата

В нововъзникващите екосистеми само част от увеличението на биомасата се изразходва за образуването на вторични продукти; органична материя се натрупва в екосистемата. Такива екосистеми естествено се заменят от други видове екосистеми. Естествената промяна на екосистемите на определена територия се нарича приемственост . Пример за приемственост: езеро → обрасло езеро → блато → торфено блато → гора.

Разграничават се следните форми на наследяване:

– основен –срещат се в необитаеми преди това райони (например върху необработени пясъци, скали); наричат ​​се биоценози, които първоначално се образуват при такива условия пионерски общности;

– втори -срещат се в нарушени местообитания (например след пожари, в сечища);

– обратим –възможно е връщане към вече съществуваща екосистема (напр. брезова гора → опожарено място → брезова гора → смърчова гора);

– необратимо –връщането към предишна екосистема е невъзможно (например унищожаване на реликтни екосистеми; реликтна екосистема- екосистема, запазена от минали геоложки периоди);

– антропогенен –възникващи под влияние на човешката дейност.

Натрупването на органична материя и енергия на трофични нива води до повишена стабилност на екосистемата. По време на сукцесията при определени почвени и климатични условия финалът климакс общности . В климаксните общности цялото увеличение на биомасата на трофично ниво се изразходва за образуването на вторични продукти. Такива екосистеми могат да съществуват неограничено време.

IN унизително (зависим)екосистеми енергийният баланс е отрицателен - енергията, подадена към по-ниските трофични нива, не е достатъчна за функционирането на по-високите трофични нива. Такива екосистеми са нестабилни и могат да съществуват само с допълнителен разход на енергия (например екосистеми на населени места и антропогенни ландшафти). По правило в деградиращите екосистеми броят на трофичните нива е сведен до минимум, което допълнително увеличава тяхната нестабилност.

Антропогенни екосистеми

Основните видове антропогенни екосистеми включват агробиоценози и индустриални екосистеми.

Агробиоценозите са екосистеми, създадени от човека за производство на селскостопански продукти.

В резултат на редуването на културите в агробиоценозите обикновено настъпва промяна във видовия състав на растенията. Следователно, когато се описва агробиоценоза, нейните характеристики се дават за няколко години.

Характеристики на агробиоценозите:

– обеднен видов състав на производителите (монокултура);

– систематично отстраняване на елементите на минералното хранене с прибирането на реколтата и необходимостта от прилагане на торове;

– благоприятни условия за размножаване на вредители поради монокултури и необходимост от използване на препарати за растителна защита;

– необходимостта от унищожаване на плевелите, които се конкурират с културните растения;

– намаляване на броя на трофичните нива поради изчерпване на видовото разнообразие; опростяване на захранващи вериги (мрежи);

– невъзможност за самовъзпроизвеждане и саморегулация.

За поддържане на стабилността на агробиоценозите са необходими допълнителни енергийни разходи. Например в икономически развитите страни 5-7 калории енергия от изкопаеми горива се изразходват за производството на една хранителна калория.

Индустриалните екосистеми са екосистеми, формирани на територията на промишлени предприятия . Индустриалните екосистеми се характеризират със следните характеристики:

– високо ниво на замърсяване (физическо, химично и биологично замърсяване);

– висока зависимост от външни енергийни източници;

– изключителна бедност на видовото разнообразие;

– неблагоприятно въздействие върху съседни екосистеми.

Екологичните знания се използват за наблюдение на състоянието на антропогенните екосистеми.

На първия етап от работата е необходима цялостна инвентаризация (сертификация) на антропогенните екосистеми. Получените данни трябва да бъдат анализирани, за да се определи състоянието на екосистемата и степента на нейната устойчивост. В някои случаи е необходимо да се проведат експерименти, предназначени да идентифицират ефекта на комплекс от фактори.

На следващия етап се изграждат комплексни модели, които обясняват текущото състояние на екосистемата и служат за прогнозиране на промените. Разработени са и се прилагат препоръки за подобряване на устойчивостта на екосистемите. Управлението на човешките дейности непрекъснато се коригира.

На последния етап от работата се планира и прилага система за наблюдение на състоянието на екосистемата - мониторинг на околната среда(от английски монитор- в засада). При извършване на мониторинг на околната среда се използват физични и химични методи за измерване, както и методи за биотестиране и биоиндикация.

Биотестванее контрол върху състоянието на околната среда с помощта на специално създадени тестови обекти. Тестовите обекти могат да служат като клетъчни култури, тъкани и цели организми. Създаден е например специален сорт тютюн, по листата на който при високо съдържание на озон се образуват некротични петна.

Биоиндикация- това е контрол върху състоянието на околната среда с помощта на организми, живеещи в нея. В този случай като тестови обекти се използват видовият състав на фитопланктона и спектърът от морфологични типове лишеи. Например видовият състав на тревните растения може да служи за индикация на ерозията на почвата. На почви, които не са засегнати от ерозия или слабо отмити почви, растат: безостна и ливадна детелина. На отмити почви растат: космат ястреб, подбел.

За откриване тежки металиизползва се физико-химичен анализ на тъкани на организми, които селективно натрупват различни метали. Например живовлякът избирателно натрупва олово и кадмий, а зелето избирателно натрупва живак.

20. екологията като научна основа за рационално управление на околната среда и опазване на природата ЕКОЛОГИЯ(от гръцки "ойкос" - къща, жилище, жилище и...логия), - наука за взаимоотношенията на живите организми и общностите, които те образуват помежду си и с околната среда. Терминът "екология" е предложен през 1866 г. от Е. Хекел. Обекти на екологията могат да бъдат популации от организми, видове, съобщества, екосистеми и биосферата като цяло. От средата на 20 век. поради повишена отрицателно въздействие на човека върху природатаекологията придоби особено значение като научна основа за рационално управление на околната среда и опазване на живите организми, а самият термин „екология“ има по-широко значение. Предмет на изследване на екологията са биологичните макросистеми (популации, биоценози, екосистеми) и тяхната динамика във времето и пространството. От съдържанието и предмета на изследването на екологията следват основните му задачи, които могат да се сведат до изучаване на динамиката на популациите, до изучаване на биогеоценозите в техните системи. Структурата на биоценозите, на чието ниво на формиране се случва развитието на околната среда, допринася за най-икономичното и пълно използване на жизненоважни ресурси. Следователно основната теоретична и практическа задача на екологията е да разкрие законите на тези процеси и да се научи да ги управлява в условията на неизбежна индустриализация и урбанизация на планетата. Но според изследване на Л. К. Яхонтовой и В. П. Зверева, „... този аспект на екологията не може да се ограничи, тъй като понятието местообитание предполага сложна природно-техническа система, не само биологична, но в по-малка степен и геолого-минерална и технологично-минерална , свързани с резултатите от технологичната дейност на обществото, опазването на околната среда от последствията от човешката дейност е от първостепенно значение, а изследването на техногенното минерално образуване е от особено значение при решаването на проблемите на опазването на околната среда в териториите на минното дело и промишлеността. Техногенната минерализация е безспорен индикатор за много процеси, които нанасят щети не само на околната среда (повишена концентрация на токсични вещества във водите, наличие на минерализирани разтвори в сградите и съоръженията, интензивна корозия на металите и др.). ), но и здравето на хората, живеещи в рудни райони" (Яхонтова Л. К., Зверева В. П. , 2000 г.). От 70-те години ХХ век се появява човешката екология или социалната екология, която изучава моделите на взаимодействие между обществото и околната среда, както и практическите проблеми на нейното опазване; включва различни философски, социологически, икономически, географски, геоложки и други аспекти (например градска екология, техническа екология, екологична етика, екология на геоложкото проучване и минното дело и др.). В този смисъл се говори за „екологизиране” на съвременната наука. Екологичното направление започва да се развива задълбочено в геологията (екологична геология).

Основната теоретична и практическа задача на екологията е да разкрие общите закономерности на организацията на живота и на тази основа да разработи принципи на рационално използване природни ресурсив условията на нарастващо влияние на човека върху биосферата. Екологичната ситуация в модерен святстава все по-далеч от просперитет, което е свързано с непосилната жажда за консумация на „цивилизован“ човек. Взаимодействието на човешкото общество и природата се превърна в едно от най-важните проблемимодерност, тъй като ситуацията, която се развива в отношенията между човека и природата, често става критична: резервите са изчерпани прясна водаи полезни изкопаеми (нефт, газ, цветни метали и др.), Влошава се състоянието на почвите, водните и въздушните басейни, настъпва опустиняване на огромни територии, усложнява се борбата с болестите и неприятелите по селскостопанските култури. Антропогенните промени са засегнали почти всички екосистеми на планетата, газовия състав на атмосферата и енергийния баланс на Земята. Това означава, че човешката дейност е влязла в конфликт с Природата, в резултат на което нейният динамичен баланс е бил нарушен в много области на света. За решаване на тези глобални проблемии преди всичко, проблемите на интензификацията и рационалното използване, опазването и възпроизводството на биосферните ресурси, екологията обединява в научните изследвания усилията на биолози и микробиолози, геолози и географи, придава на еволюционното учение, генетиката, биохимията и геохимията тяхната истинска универсалност. Обхватът на проблемите на околната среда включва и въпроси на екологичното образование и просвещение, морални, етични, философски и дори правни проблеми. Следователно екологията се превръща в първоначално биологична наука - сложна и социална наука. Екологичната ситуация в съвременния свят става все по-далеч от благоприятна, което е свързано с прекомерната жажда за консумация на „цивилизован“ човек. Екологичните проблеми, генерирани от съвременното социално развитие, породиха редица социално-политически движения (Зелени, Грийнпийс, Паневропейска екологична мрежа и много други), които се противопоставят на замърсяването на околната среда и за запазване или възстановяване на жизнеспособни природни екосистеми. За борба с негативните последици от научно-техническия „прогрес“, които в своята съвкупност се превърнаха в една от основните глобални заплахи за човечеството и живота на Земята.

Популациите в природата не живеят изолирано. Те взаимодействат с популациите на други видове, образувайки се заедно с тях цялостни системиоще по-високо надвидовиниво на организация - биотични общности, екосистеми.

общност (биоценоза)е съвкупност от видове растения и животни, които съжителстват дълго време в определено пространство и представляват определено екологично единство.

Тези образувания се развиват по свои собствени закони. Една от основните задачи на екологията е да идентифицира тези закони; да разберете как се поддържа устойчивото съществуване и развитие на общностите, какво влияние оказват промените в различните фактори на околната среда върху тях.

Фактът, че общностите не са случайни образувания, се доказва от факта, че в подобни географско местоположениеИ природни условияподобни общности възникват в области.

Пример:

Езерата от средната зона се характеризират с голямо сходство на фауната и флората. Сред рибната популация лесно можете да намерите такива добре познати видове като хлебарка, костур, щука, ръф и др.

Внимателното проучване разкрива не само сходството на видовете в биоценозите, но и сходството на връзките между тях. Тези връзки са изключително разнообразни. Видовете, включени в съобществото, взаимно се снабдяват с всичко необходимо за живот - храна, подслон, условия за размножаване. Взаимодействието на видовете осигурява ефективното използване на ресурсите на общността и предотвратява неконтролираното нарастване на броя на определени организми, т.е. играе ролята на регулатори, които подпомагат устойчивото функциониране на сложни природни системи.

Биогеоценозата е исторически установена съвкупност от живи организми (биоценоза) и абиотична средазаедно с площта на земната повърхност (биотопа), която заемат.

Границата на биогеоценозата се установява, като правило, по границата на растителното съобщество (фитоценоза) - най-важният компонент на биогеоценозата.

Растителните съобщества обикновено нямат резки граници и постепенно се трансформират едно в друго с промяната на природните условия.

Преходните зони между общностите се наричат ​​екотони.

Пример:

На границата на горите и тундрата в северната част на нашата страна има преходна зона - горска тундра. Редуват се гори, храсти, сфагнови блата и ливади. На границата на гората и степта има лесостепна зона. По-влажните райони на тази зона са заети от гора, докато по-сухите са заети от степ.

Не само съставът на растителността се променя от място на място, но също така животински свят, особености на обмена на вещества и енергия между организмите и физическа средатяхното местообитание.

Екосистема (от гръцки oikos - жилище и systema - асоциация) е всяка общност от живи организми заедно с тяхното физическо местообитание, обединени от метаболизъм и енергияв единен комплекс.

Разглеждането на екосистемата е важно, когато ние говорим заза потоците от материя и енергия, циркулиращи между живите и неживите компоненти на природата, за динамиката на елементите, които поддържат съществуването на живот, за еволюцията на общностите. Нито отделен организъм, нито популация, нито общност като цяло не могат да бъдат изследвани изолирано от околната среда. Екосистемата по същество е това, което наричаме природа.

Пример:

Пример за екосистема е езерце, включващо общност от неговите обитатели, физически свойстваИ химичен съставвода, особености на топографията на дъното, състав и структура на почвата, взаимодействаща с повърхността на водата атмосферен въздух, слънчева радиация.

Екосистемата и биогеоценозата са близки понятия, но ако терминът „екосистема“ е подходящ за обозначаване на системи от всякакъв ранг, тогава „биогеоценозата“ е териториална концепция, отнасяща се до такива земни площи, които са заети от определени единици растителна покривка - фитоценози.

Обърни внимание!

Не всяка екосистема е биогеоценоза, но всяка биогеоценоза е екосистема.

Екосистемата е много широко понятие и се отнася както за естествени (например тундра, океан), така и за изкуствени комплекси (например аквариум).

През целия си живот сме заобиколени от животни, различни растения, почва, въздух, вода... Всички сме свикнали да наричаме това околна среда. По принцип това е правилно, но заобикаляща средасъщо могат да бъдат различни. Може да се различава от това дали тази конкретна среда е създадена от човека или съществува самостоятелно, какви фактори от живата или неживата природа влияят върху нея. Те също така правят разлика между земно-въздушна, водна, организмова и почвена среда. Можем спокойно да наречем всичко това екосистеми, но какво тогава е биогеоценоза? Нека разберем!

Характеристики на биогеоценозата и нейните характеристики

Биогеоценозата е екосистема, в която природните явления (фауна, въздух, скали, зеленчуков святи т.н.) имат подобен характер на взаимно влияние помежду си, а също така се комбинират от обмена на енергия и циркулацията на веществата. Състои се от екотоп (атмосфера и почва) и биоценоза (животни, растения, различни микроорганизми). Оказва се, че биогеоценозата е вид екосистема? Да, биогеоценозата е екосистема, но не всяка екосистема е биогеоценоза. Как можем да разберем това? Например, не всички изкуствени екосистеми ще бъдат биогеоценози, тъй като, първо, биогеоценозата може да съществува на сушата и никъде другаде, и второ, тя има конкретно определени граници, които се определят от фитоценоза (растително съобщество, което е ограничено от границите на един биотоп).

Ако не фитоценоза, тогава биогеоценоза не може да съществува. Но когато е невъзможно да се разграничи фитоценоза, тогава вече се използва името „екосистема“. Въз основа на получената информация можем да заключим, че фитоценозата и абиотичните фактори (фактори на неживата природа) са много важни за формирането и съществуването на биогеоценозата. Най-ярките примери за биоценоза ще бъдат гора, блато, ливада, поле и др.

Разновидности на биогеоценозата

Биогеоценозата също има свой подвид. Има естествени и изкуствени биогеоценози. С естественото всичко е ясно, то се е формирало без човешка намеса и с течение на времето и доста дълго време, започвайки от 1000 години. Но в изкуствените те разграничават:

1. - създадени от хора. Човекът е този, който определя видовия състав, грижи се и обработва растенията и животните, намиращи се в дадена биогеоценоза. Ярък пример за тази екосистема е парк.
2. Агробиоценоза. Тази екосистема също е създадена от хората, но за земеделски дейности. Най-известният пример за нас е поле или плантация.

Свойства на биоценозата

Както всяка екосистема, биогеоценозата има свои собствени свойства:

• Първо, това е система, която се е развила по време на исторически промени.
• Биогеоценозата може да бъде както естествена, така и изкуствена.
• Характеризира се с циркулация на веществата.
• Той е способен на саморегулация, което е много важно за поддържане на постоянен състав на необходимото ниво.
• Основният източник на енергия е Слънцето, а биогеоценозата е отворена за извеждане и подаване на енергия.

Повечето от тези свойства също са характерни за една екосистема, което ни помага да се убедим, че биогеоценозата е екосистема.

Характеристики на екосистемата

За да дефинираме понятието „екосистема“, достатъчно е да препрочетем термина „биогеоценоза“. Екосистемата е биологична среда, в която енергиен обмен и циркулация на веществатаи всички явления на живата и неживата природа са взаимосвързани в него. Всъщност „биогеоценозата“ е синоним на понятието „екосистема“.

От какво се състои една екосистема?

Екосистемата се състои от същите компоненти като биогеоценозата:

• Биоценоза.
• Екотоп.

Видове екосистеми

Една екосистема може да бъде естествена или изкуствена:

1. Естествено, формирани под въздействието на природни фактори за дълъг период от време. Хората могат да влияят на тази екосистема. Например гора. В гората хората вадят дърва, събират гъби и горски плодове, ловуват животни и др. Но в такива биологични зони влиянието на природните фактори потиска влиянието на хората.
2. Антропогененса екосистеми, които са създадени и използвани от хората за земеделски цели. Например пасище. В антропогенните екосистеми опазването е възможно естествени екосистеми V начална формакато реки или блата.

Природните системи се отличават от антропогенните системи по източника на енергия, който ги осигурява.

Сред екосистемите има друга класификация на екосистемите:

1. Автотрофен- това са системи, които се захранват с енергия или поради това слънчева енергиякоято се консумира от продуценти - фотоавтотрофни екосистеми, или поради химическата енергия на продуценти - хемоавтотрофни екосистеми.
2. Хетеротрофене система, която използва химическа енергия, създадена от човека чрез енергийни устройства или заедно с въглерод от органична материя.

Разлики между екосистема и биогеоценоза.

• първо, биогеоценоза е специален случайекосистеми. В крайна сметка биогеоценозата е ограничена от фитоценоза и когато тя не може да бъде идентифицирана, тогава тази земна площ се нарича екосистема. Просто биоценозата има много прилики с екосистемата, така че те често се използват като синоними.
• Второ, понятието "екосистема" е много по-широко и по-разпространено от "биогеоценоза".
• Трето, в екосистемата има разнообразие от рангове, което не е така в биогеоценозата.
• Четвърто, биоценозата се разграничава само на сушата, но екосистемата може да се разграничи навсякъде.

Границата между екосистема и биогеоценоза е много фина, но тя съществува!

Помислете за вашия дом и всички предмети и обитатели в него. Вероятно имате мебели, книги, храна в хладилника си, семейство и може би дори домашни любимци. Вашият дом се състои от много живи организми и неживи обекти. Подобно на къща, всяка екосистема е общност от живи индивиди и неживи същества, които съжителстват в едно и също пространство. Тези общности имат граници, които не винаги са ясни и често е трудно да се разбере къде свършва една екосистема и къде започва друга. Това е основната разлика между него и биогеоценозата. Ще разгледаме примери за тези и други системи по-подробно по-долу.

Екосистема: Определение

Точно както автомобилният двигател се състои от няколко части, които работят заедно, една екосистема има взаимодействащи си елементи, които я поддържат работеща.

Според дефиницията на В. Н. Сукачев екосистемата е съвкупност от хомогенни природен феномен(атмосфера, скали, растителност, фауна и света на микроорганизмите, почвата и хидрологичните условия), която има специална специфика на взаимодействията на тези компоненти и определен тип метаболизъм и енергия (помежду си и с други природни явления) и представляващи вътрешно противоречиво единство, намиращо се в постоянно движение и развитие.

Живите същества са биотични черти, а неживите същества са абиотични черти. Всяка екосистема е уникална, но всички те имат три основни компонента:

• Автотрофи (производители на енергия).
• Хетеротрофи (консуматори на енергия).
• Нежива природа.

Растенията съставляват по-голямата част от автотрофите в една екосистема, докато по-голямата част от хетеротрофите са животни. Неживата природа е почва, наноси, листовка и други органична материяна земята или на дъното на резервоари. Има два вида екосистеми – затворени и отворени. Първите са тези, които нямат никакви ресурси (обмен на енергия от околната среда) или изходи (обмен на енергия от екосистемата). Отворените са тези, които имат както обмен на енергия, така и резултати от вътрешен обмен.

Класификация на екосистемите

Има екосистеми различни формии размери, но тяхната класификация помага на учените да разберат и управляват по-добре процесите, протичащи в тях. Те могат да бъдат класифицирани различни начини, но най-често се определят като сухоземни и водни. Има много видове екосистеми, но три от тях, наричани още биоми, са основните. Това:

1. Сладководни.
2. морски.
3. Земя.

Сладководни екосистеми

Ако говорим за сладководни екосистеми, можем да назовем следните примери за естествени биогеоценози:

• Езерото е сравнително малко водно тяло, което съдържа различни видове растения, земноводни и насекоми. Езерата понякога съдържат риби, които често са въведени изкуствено в тези среди от хората.
• Речна екосистема. Тъй като реките винаги са свързани с морета, те обикновено съдържат растения, риби, земноводни и дори насекоми. Това е пример за биогеоценоза, която може да включва и птици, тъй като птиците често ловуват във и около водата за малки риби или насекоми. Пример за биогеоценоза на сладководен резервоар е всяка сладководна среда. Най-малката жива част хранителната веригатук това е планктон, който често се яде от риби и други малки същества.

Морски екосистеми

Океанските екосистеми са сравнително скромни, въпреки че те, подобно на сладководните екосистеми, също включват някои птици, които ловуват риба и насекоми на повърхността на океана. Примери за естествената биогеоценоза на тези екосистеми:

• Плитка вода. Някои малки риби и корали живеят само близо до сушата.
• Дълбоки води. Големи и дори гигантски същества могат да живеят дълбоко във водите на Световния океан. Едни от най-странните същества в света живеят точно на дъното.
• Топла вода. По-топлите води, напр. Тихи океан, съдържат някои от най-впечатляващите и сложни екосистеми в света.
• Студена вода. По-малко разнообразните студени води също поддържат относително сложни екосистеми. Планктонът обикновено формира основата на хранителната верига, следвайки малки риби, които се консумират от по-големи риби или други диви животни като тюлени или пингвини.

Планктон и други растения, които са избрани океански водиблизо до повърхността са отговорни за 40% от цялата фотосинтеза, която се случва на Земята. Има и тревопасни същества (например скариди), които се хранят с планктон. След това самите те обикновено се изяждат от по-големи индивиди - риби. Интересното е, че планктонът не може да съществува в дълбокия океан, защото там фотосинтезата е невъзможна, тъй като светлината не може да проникне толкова далеч във водния стълб. Именно тук съществата се адаптираха много към условията на вечната тъмнина по интересен начини са сред най-очарователните, страшни и интригуващи живи същества на Земята.

Наземни екосистеми

Ето примери за биогеоценози, открити на земята:

• Тундрата е екосистема, намираща се в северните ширини като Северна Канада, Гренландия и Сибир. Тази общност маркира точка, наречена линията на дърветата, защото там е студът и ограничеността слънчева светлинапречат на пълния растеж на дърветата. Тундрата обикновено има сравнително прости екосистеми поради суровите условия на живот.
• Тайгата е малко по-благоприятна за растеж на дървета, тъй като се намира по-ниско по географска ширина. И въпреки това тя все още е доста студена. Тайгата се намира в северните ширини и е най-голямата сухоземна екосистема на Земята. Видовете дървета, които са се вкоренили тук са иглолистни дървета (елхи, кедри и борове).
• Умерена широколистна гора. Основава се на дървета, чиито листа се оцветяват в красиви цветове - червено, жълто и оранжево - преди да паднат. Този тип екосистема се среща в географски ширини под тайгата и именно там започваме да виждаме редуващи се сезонни промени като топли лета и студени зими. По света има много различни видове гори, включително широколистни и иглолистни. Те са обитавани от много видове животни и растения, така че екосистемата тук е много богата. Трудно е да се изброят всички примери за естествени биогеоценози в рамките на такава общност.
• Тропическите гори – обикновено имат изключително богати екосистеми, защото има толкова много на сравнително малка площ различни видовеживотни и растения.
• Пустини. Това е пример за биогеоценоза, която е противоположна на тундрата в много отношения. Въпреки че това също е сурова екосистема по отношение на условията.
• Саваните се различават от пустините по количеството валежи, които падат там всяка година. Следователно тук има по-голямо биологично разнообразие.
• Пасищата поддържат широк спектър от видове живот и могат да имат много сложни и свързани екосистеми.

Тъй като има толкова много различни видове сухоземни екосистеми, е трудно да се направят обобщения, които да ги обхванат всички. Примерите за биогеоценоза в природата са толкова разнообразни, че е трудно да се обобщят. Въпреки това има прилики. Например, повечето екосистеми съдържат тревопасни животни, които се хранят с растения (които от своя страна получават храна от слънцето и почвата) и всички имат месоядни животни, които ядат тревопасни и други месоядни животни. Някои региони, напр. Северен полюс, обитаван предимно от хищници. В света на снежната тишина няма растителност. Много животни и растения в сухоземните екосистеми също взаимодействат със сладководни и понякога океански общности.

Комплексни системи

Екосистемите са обширни и сложни. Те включват вериги от животни - от най-големите бозайници до най-малките насекоми - заедно с растения, гъби и различни микроорганизми. Всички тези форми на живот си взаимодействат и си влияят. Мечките и птиците ядат риба, земерковите ядат насекоми, а гъсениците ядат листа. Всичко в природата е в деликатен баланс. Но учените харесват технически термини, така че този баланс на организмите в една екосистема често се нарича хомеостаза (саморегулиране) на екосистемата.

IN реалния святНищо не може да бъде идеално балансирано в общностите. По този начин, когато една екосистема е в равновесие, това означава, че тя е в относително стабилно състояние: популациите на различни животни остават в същия диапазон, техният брой може да се увеличава и намалява с на определен етап, но няма обща тенденция "нагоре" или "надолу".

Условия за постепенна промяна

С течение на времето условията в природата се променят, включително размера на определена популация. Това се случва през цялото време, тъй като някои видове се конкурират с други, често поради промени в климата и ландшафта. Животните трябва да се адаптират към околната среда. Важно е да се разбере, че в природата тези процеси протичат бавно. Дори скалите и пейзажите се променят през даден геоложки период, а системите, които изглеждат в стабилно равновесие, не са.

Когато говорим за хомеостаза на екосистемата, ние се фокусираме върху относителните времеви рамки. Нека дадем сравнително прост пример за биогеоценоза: лъвовете ядат газели, а газелите ядат диви треви. Ако през определена година популацията на лъвовете се увеличи, броят на газелите ще намалее. Следователно тревното покритие на дивите растения ще се увеличи. Догодина може вече да няма достатъчно газели за храна на лъвовете. Това ще доведе до намаляване на броя на хищниците, а с повече трева популацията на газелите ще се увеличи. Това ще продължи няколко непрекъснати цикъла, които карат популациите да се движат нагоре и надолу в рамките на определен диапазон.

Можем да дадем примери за биогеоценози, които няма да бъдат толкова балансирани. Това се дължи на въздействието антропогенен фактор- изсичане на дървета, освобождаване парникови газове, които затоплят планетата, лов на животни и др. В момента можем да наблюдаваме най-бързото изчезване определени формив историята. Всеки път, когато едно животно изчезне или популацията му бързо намалява, можем да говорим за неравновесие. Например от началото на 2016 г. в света са останали само 60 амурски леопарда, както и само 60 явански носорога.

Какво е необходимо за оцеляване?

Какви важни неща са необходими за оцеляване? Има пет елемента, които са необходими за всички живи същества:

• слънчева светлина;
• вода;
• въздух;
• храна;
• местообитание с правилната температура.

Какво е екосистема? Това е специфична зона във вода или на сушата. Екосистемите могат да бъдат малки (място под камък или вътре в ствол на дърво, езеро, езеро или гора) или големи, като океана или цялата ни планета. Живите организми в една екосистема, растения, животни, дървета и насекоми, взаимодействат и зависят от неживи компоненти като време, почва, слънце и климат.

Хранителни вериги

В една екосистема всички живи същества се нуждаят от храна за енергия. Зелените растения се наричат ​​производители в хранителната верига. С помощта на слънцето те могат да произвеждат собствена храна. Това е първото ниво на хранителната верига. Първичните консуматори, като насекоми, гъсеници, крави и овце, консумират (ядат) растения. Животните (лъвове, змии, диви котки) са вторични консуматори.

Екосистемата е термин, много често използван в биологията. То, както вече беше споменато, е общност от растения и животни, взаимодействащи помежду си в дадена област, както и с неживата среда. Неживите компоненти включват климатични и метеорологични условия, слънце, почва и атмосфера. И всички тези различни организмиживеят в непосредствена близост един до друг и взаимодействат помежду си. Пример за горска биогеоценоза, където има както зайци, така и лисици, ясно показва взаимоотношенията между тези представители на фауната. Лисицата изяжда заека, за да оцелее. Тази връзка оказва влияние върху други същества и дори растения, които живеят в същите или подобни условия.

Примери за екосистеми и биогеоценози

Екосистемите могат да бъдат огромни, с много стотици различни животни и растения, живеещи в деликатен баланс, или могат да бъдат относително малки. В суровите места, особено на полюсите, екосистемите са относително прости, защото има само няколко вида, които могат да издържат на суровите условия. Някои същества могат да живеят в няколко различни общности по света и да имат различни взаимоотношения с други или подобни същества.

Земята като екосистема се откроява в цялата Вселена. Възможно ли е да се контролира екологични системи? Използвайки примера на биогеоценозите, можете да видите как всяка намеса може да предизвика много промени, както положителни, така и отрицателни.

Цяла екосистема може да бъде унищожена, ако температурите се покачат, морското равнище или климатичните промени. Може да повлияе на естествения баланс и да навреди на живите организми. Това може да се случи поради човешки дейности като обезлесяване, урбанизация, както и природни явления като наводнения, бури, пожари или вулканични изригвания.

Хранителни вериги на биогеоценозата: примери

На основен функционално нивобиогеоценозата обикновено включва първични производители (растения), които могат да събират енергия от слънцето чрез процес, наречен фотосинтеза. След това тази енергия преминава през хранителната верига. Следват консуматорите: първични (тревопасни) и вторични (месоядни). Тези консуматори се хранят с уловена енергия. Разлагащите се действат на дъното на хранителната верига.

Мъртва тъкан и отпадъчни продукти се срещат на всички нива. Чистачите, разрушителите и разлагащите не само консумират тази енергия, но и унищожават органичната материя, разграждайки я на нейните компоненти. Микробите са тези, които завършват работата по разграждането и произвеждат органични компоненти, които могат да бъдат използвани отново от производителите.

Биогеоценоза в гората

Преди да дадем примери за горска биогеоценоза, нека се върнем отново към понятието екосистема. Гората има изобилие от флора, така че е обитавана от голям бройорганизми, съществуващи в сравнително малко пространство. Плътността на живите организми тук е доста висока. За да проверите това, трябва да разгледате поне няколко примера за горски биогеоценози:

• Тропическа вечнозелена гора. Получава впечатляващо количество валежи годишно. Основната характеристика е наличието на гъста растителност, която включва високи дърветана различни нива, всяко от които е убежище за различни видове животни.
• Тропическата широколистна гора се състои от храсти и гъсти храсти, заедно с голямо разнообразие от дървета. Този тип се характеризира с голямо разнообразие от фауна и флора.
• Умерена вечнозелена гора - има доста дървета, както и мъхове и папрати.
• Умерените широколистни гори са разположени във влажни умерени ширини с достатъчно валежи. Лятото и зимата са ясно определени, а дърветата губят листата си през есенните и зимните месеци.
• Тайгата, разположена точно преди арктическите региони, се характеризира с вечнозелени иглолистни дървета. Температурата е ниска (под нулата) в продължение на шест месеца и животът тук сякаш замръзва по това време. През други периоди тайгата е пълна с мигриращи птици и насекоми.

планини

Друг ярък примерестествена биогеоценоза. Планинските екосистеми са много разнообразни и тук се срещат голям брой животни и растения. основна характеристикапланини - зависимостта на климата и почвата от надморската височина, т.е. височинната зона. На внушителни височини обикновено преобладават сурови условия на околната среда и оцелява само безлесна алпийска растителност. Животните, които се срещат там, имат гъста козина. По-ниските склонове обикновено са покрити с иглолистни гори.

Човешко влияние

Заедно с термина "екосистема" в екологията се използва подобно понятие - "биогеоценоза". Примери с описания са дадени за първи път през 1944 г. от съветския еколог Сукачев. Той предложи следното определение: биогеоценозата е взаимодействието между набор от организми и местообитание. Той дава първите примери за биогеоценоза и биоценоза (жива съставна част на екологична система).

Днес биогеоценозата се разглежда като относително хомогенна част от земята, обитавана от определен състав от живи същества, които са в тясна връзка с елементите на неживата природа и свързаните с нея метаболизъм и енергия. Примерите за биогеоценоза в природата са разнообразни, но всички тези общности си взаимодействат в ясна рамка, определена от хомогенна фитоценоза: ливада, борова гора, езерце и т.н. Възможно ли е по някакъв начин да се повлияе на хода на събитията в екосистемите?

Нека разгледаме на примера на биогеоценозите възможностите за управление на екологичните системи. Хората винаги са основната заплаха за околната среда и въпреки че има много екологични организации, природозащитниците ще бъдат една крачка назад в усилията си, когато се сблъскат с големи корпоративни предприятия. Градското развитие, изграждането на язовири, отводняването на земята - всичко това допринася за непрекъснато нарастващото унищожаване на различни природни екосистеми. Въпреки че много бизнес корпорации са били предупредени за тяхното разрушително въздействие, не всички приемат тези проблеми сериозно.

Всяка биогеоценоза е екосистема, но не всяка екосистема е биогеоценоза

Ярък пример за биогеоценоза е борова гора. Но локвата на нейната територия е екосистема. Не е биогеоценоза. Но цялата гора също може да се нарече екосистема. Следователно и двете понятия са сходни, но не и идентични. Пример за биогеоценоза е всяка екосистема, ограничена от определена фитоценоза - растително съобщество, което включва набор от растително видово разнообразие, определено от условията на околната среда. Интересен пример е биосферата, която е огромна екосистема, но не е биогеоценоза, тъй като самата тя се състои от множество тухли - биогеоценози, разнообразни по форма и съдържание.

Биогеоценозата е понятие, което съчетава три принципа: „биос” (живот), „гео” (земя) и „койнос” (общо). Въз основа на това думата "биогеоценоза" се отнася до специфична развиваща се система, в която живите организми и неодушевените обекти постоянно взаимодействат. Те са звена в една и съща хранителна верига и са обединени от едни и същи енергийни потоци. Това се отнася преди всичко за мястото на контакт между живата и неживата природа. За първи път V.N. говори за биогеоценозата. Сукачев, известен съветски учен и мислител. През 1940 г. той дешифрира това понятие в една от статиите си и този термин започва да се използва широко в руската наука.

Биогеоценоза и екосистема

Понятието „биогеоценоза“ е термин, който се използва само от руски учени и техните колеги от страните от ОНД. На Запад има аналог на термина, автор на английския ботаник А. Тансли. Той въвежда думата „екосистема“ в научна употреба през 1935 г. и в началото на 40-те години тя вече е станала общоприета и обсъждана. В същото време понятието "екосистема" има по-широко значение от "биогеоценоза". До известна степен можем да кажем, че биогеоценозата е клас екосистема. И така, какво е екосистема? Това е връзката на всички видове организми и техните местообитания в една система, която е в баланс и хармония, живее и се развива според собствените си закони и принципи. В същото време екосистемата, за разлика от биогеоценозата, не е ограничена до парче земя. Следователно биогеоценозата е част от екосистемата, но не и обратното. Една екосистема може да съдържа няколко вида биогеоценози наведнъж. Да кажем, че екосистемата на пояса включва биогеоценозата на континента и биогеоценозата на океана.

Структура на биогеоценозата

Структурата на биогеоценозата е много широко понятие, в което липсват конкретни показатели. Това се обяснява с факта, че се основава на различни организми, популации и обекти от заобикалящия свят, които могат да бъдат разделени на биотични (живи организми) и абиотични (околна среда) компоненти.

Абиотичната част също се състои от няколко групи:

• неорганични съединения и вещества (кислород, водород, азот, вода, сероводород, въглероден диоксид);
• органични съединения, които служат като храна за организми от биотичната група;
• климат и микроклимат, който определя условията за живот на всички системи, които се намират в него.