ЕКОСИСТЕМИ
1. Екосистеми
ЕКОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ
Екосистема (біогеоценоз) – природна одиниця, яка складається з низки живих та неживих компонентів. У результаті їхньої взаємодії створюється стабільна система, у якій постійно відбувається колообіг речовин.
У вітчизняній літературі частіше використовувалися терміни «біоценоз» і «біогеоценоз», у той час як у західних публікаціях загальновизнаними є терміни «угруповання» і «екосистема»
Структура екосистеми
Продуценти (зелені рослини) – виробники органічних речовин.
Консументи (рослиноїдні і м'ясоїдні тварини, гриби) – споживачі органічних речовин.
Редуценти (гриби, мікроорганізми) – руйнівники органічних речовин до простих мінеральних сполук.
• Лісові екосистеми Ліс – це елемент географічного ландшафту, що складається із сукупності деревних, кущових, трав’яних рослин, тварин і мікроорганізмів, що біологічно взаємозв’язані та впливають один на одного, як і на зовнішнє середовище. Існує шість зональних типів лісу: хвойні, змішані, вологі, екваторіальні, тропічні, ліс сухих областей.
• Екосистеми травяних ландшафтів До цих екосистем належать степі луг, пасовища, сінокоси,агробіоценози. Степ займає 6% суходолу і вкритий переважно злаками й багаторічниками. Степ буває субтропічним, саванноподібним різнотрав’ям, чагарниковим, луговим тощо.
• Агробіоценози – поля, штучні пасовища, городи, сади, виноградники, плантації горіха, ягідники, квітники,лісопаркові смуги. Основа агробіоценозу – цештучний фітоценоз, якість якогозалежить від умов середовища,ґрунту, вологи, мікроорганізмів.
• Водні екосистеми Океан – екосистема, взаємопов’язана і взаємообумовлена геофізичними й геохімічними процесами, явище глобального масштабу.
Характеристики екосистеми
Видове розмаїття – сукупність популяцій різних видів
Щільність популяцій – кількість особин, віднесена до одиниці площі, об'єму
Біомаса – загальна кількість органічної речовини (суха маса на одиницю площі, об'єму)
Біологічна продуктивність – швидкість утворення біомаси
Площа чи об'єм, який займає екосистема
Цілісність – у результаті взаємодій організмів між собою та факторами неживої природи виникають потоки енергії та колообіг речовин, які об'єднують їх у єдине ціле
Здатність до самовідтворення
Стійкість
Саморегуляція – підтримка сталості видового складу та чисельності організмів у мінливих умовах середовища.
Порушення взаємозв'язків в екосистемах може призвести до порушення саморегуляції та небажаних наслідків.
Симбіоз – усі форми співіснування різних видів.
Паразитизм – форма співжиття організмів різних видів, із яких один (паразит) живе за рахунок іншого (хазяїна).
Коменсалізм – форма співжиття між двома видами тварин, коли один із них (коменсал) користується якимись перевагами за рахунок іншого (хазяїна), не завдаючи йому шкоди.
Мутуалізм – форма співжиття організмів, при якій кожний із організмів, що живуть разом, приносить іншому певну користь.
Ланцюги живлення
У природі відбувається безперервний колообіг біогенних речовин, необхідних для життя: хімічні речовини добуваються автотрофами з навколишнього середовища й знову до нього потрапляють в основному через гетеротрофів. У процесі еволюції в екологічних системах склались певні ланцюги живлення.
Ланцюг живлення – це послідовність взаємозв'язаних видів, які послідовно добувають органічну речовину та енергію із початкової поживної речовини, кожна попередня ланка є поживною для наступної.
Трофічна сітка – сукупність напрямків переміщення речовини в межах екосистеми.
Трофічний рівень – сукупність учасників екосистеми, які належать до однієї категорії живлення.
Екологічна піраміда
Потік енергії та речовини в харчових ланцюгах описується правилом екологічної піраміди: маса кожної наступної ланки харчового ланцюга зменшується в 5 – 10 разів порівняно з попередньою ланкою. Для побудови екологічної піраміди підраховують кількість організмів на даній території, що групуються за харчовими рівнями. Число особин кожної групи зображують у вигляді прямокутника, площа якого пропорційна кількості організмів, які живуть на даній території (або у відповідному об'ємі водної екосистеми). В основі екологічної піраміди є маса рослин-продуцентів, вище – менше число рослиноїдних тварин (первинних консументів). Наступний ярус займає ще менше число дрібних хижаків (вторинних консументів). На вершині піраміди виявляються нечисленні великі хижаки.
Розрізняють три типи екологічних пірамід:
− піраміда чисел − відображає чисельність окремих організмів на кожному рівні;
− піраміда біомаси − кількість органічної речовини, синтезованої на кожному з рівнів;
− піраміда енергії − величина потоку енергії.
Послідовну зміну в часі одних екосистем іншими називають сукцесією
|
Причини змін екосистем |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Зміни, викликані життєдіяльністю організмів |
|
Фактори фізичного середовища |
||
Рано чи пізно одна екосистема змінюється іншою. Здатність до змін – одна з найважливіших властивостей екосистеми.
Якщо кліматичні умови та тип ґрунту визначають рослинність місцевості, то рослинність, у свою чергу, впливає на ґрунт і в невеликих масштабах також на клімат. Ця взаємодія приводить до стану рівноваги (клімаксу) між рослинністю, кліматом і ґрунтом певної зони. Будь-яка зміна в одному із цих факторів започатковує ланцюгову реакцію послідовних екологічних змін, метою якої є відновлення рівноваги.
Пожежа
Уже за рік на місці пожежі виростають трави, які люблять світло
Незабаром з'являються пагони беріз та осик, що потребують багато світла й швидко ростуть
Через 60 років утворюється березовий ліс, під захистом якого ростуть і ялиці
Протягом 150 років берези витісняються ялицями; ялини можуть рости в затінку ялиць
Ялини витісняють ялиці, що не можуть рости в затінку. Через 500 років після пожежі відновлюється первісний ялиновий ліс
Приклад послідовності екологічних змін після пожежі в ялиновому лісі
Агроценоз – це штучна екосистема, угруповання рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, створене для отримання сільськогосподарської продукції, яке регулярно підтримується людиною.
Штучні екосистеми характеризуються такими самими показниками, що і природні. Вони мають таку саму структуру, тільки обов'язковою ланкою живильного ланцюга є людина.
порівняння природних та штучних екосистем
|
Біоценоз |
Агроценоз |
|
Діє природний добір (виживають найпристосованіші до умов існування організми) |
Діє штучний добір (зберігаються організми з великою продуктивністю) |
|
Основне джерело енергії – Сонце |
Крім сонячної енергії присутнє інше джерело – добрива, зрошування тощо |
|
Кругообіг речовин здійснюється повністю |
Кругообіг не відбувається |
|
Велике різномаїття видів організмів |
Кількість видів обмежена двома-трьома видами |
|
Саморегуляція |
Регулюються і контролюються людиною |
|
Різна продуктивність |
Значна продуктивність |