Екосистема - це біологічна система, яка складається з сукупності живих організмів, їх довкілля, а також системи зв'язків, які здійснюють обмін енергії між ними. Нині цей термін є основним поняттям екології.

Будова

Вивчаються порівняно недавно. Вчені виділяють у ній два основні компоненти - біотичний та абіотичний. Перший ділиться на гетеротрофний (включає організми, які отримують енергію в результаті окислення органічної речовини - консументи і редуценти) і отримують первинну енергію для здійснення фотосинтезу і хемосинтезу, тобто продуценти).

Єдиним та найважливішим джерелом енергії, необхідної для існування всієї екосистеми, є продуценти, які засвоюють енергію сонця, тепла та хімічних зв'язків. Тому автотрофи є представниками першої всієї екосистеми. Другий, третій та четвертий рівні формуються за рахунок консументів. Замикаються редуцентами, здатними перевести неживу органічну речовину абіотичний компонент.

Властивості екосистеми, коротко про які ви можете прочитати в цій статті, мають на увазі можливість природного розвитку та відновлення.

Головні компоненти екосистеми

Структура і якості екосистеми - его основні поняття, якими займається екологія. Прийнято виділяти такі показники:

Кліматичний режим, температура навколишнього середовища, а також вологість та режим освітлення;

Органічні речовини, що пов'язують абіотичну та біотичну складові у кругообігу речовин;

Неорганічні сполуки, включені в кругообіг енергії;

Продуценти – це організми, які створюють первинні продукти;

Фаготрофи – гетеротрофи, які харчуються іншими організмами або великими частинками органічної речовини;

Сапротрофи - гетеротрофи, здатні зруйнувати мертву органічну речовину, мінералізувати її і повернути в кругообіг.

Сукупність останніх трьох компонентів формує біомасу екосистеми.

Екосистема, властивості та якої вивчаються в екології, функціонує завдяки блокам організмів:

1. Сапрофаги – харчуються мертвою органічною речовиною.
2. Біофаги – поїдають інших живих організмів.

Стійкість та біорізноманіття екосистем

Властивості екосистеми пов'язані з різноманітністю видів, що у ній живуть. Чим ширше біорізноманіття і складніше, тим вище стійкість екосистеми.

Біорізноманіття є дуже важливим, тому що воно дає можливість формувати велику кількість спільнот, що відрізняються за формою, структурою та функціями, та забезпечує реальну можливість їх формування. Тому чим вища біорізноманіття, тим більша кількість угруповань може проживати, і тим більша кількість біогеохімічних реакцій може здійснюватися, забезпечуючи при цьому комплексне існування біосфери.

Чи вірні такі міркування щодо властивостей екосистеми? Для даного поняття характерні цілісність, стійкість, саморегуляція та самовідтворюваність. Безліч наукових експериментів та спостережень дають ствердну відповідь на це питання.

Продуктивність екосистем

Під час вивчення продуктивності було висунуто такі поняття, як біомаса та врожай на корені. Другий термін визначає масу всіх організмів, що мешкають на одиниці площі води чи суші. А ось біомаса - це також вага цих тіл, але в перерахунку на енергію чи суху органічну речовину.

Біомаса включає тіла цілком (у тому числі і відмерлі тканини у тварин і рослин.) Біомаса стає некромасою тільки тоді, коли вмирає весь організм.

Співтовариства – це утворення біомаси продуцентами без винятку енергії, яку можна витратити на дихання на одиницю площі за одиницю часу.

Виділяють валову та чисту первинну продукцію. Різницею між ними є витрати на дихання.

Чиста продуктивність спільноти – це швидкість накопичення органіки, яку не споживають гетеротрофи, а внаслідок – і редуценти. Прийнято обчислювати протягом року чи вегетаційний період.

Вторинна продуктивність спільноти – це швидкість накопичення енергії консументами. Чим більше в екосистемі споживачів, тим більших обсягів переробляється енергія.

Саморегуляція

Властивості екосистеми включають і саморегуляцію, ефективність якої регулюється різноманітністю мешканців і харчових відносин між ними. Коли знижується кількість одного з первинних консументів, хижаки переходять до інших видів, які раніше для них мали другорядне значення.

Довгі ланцюги можуть перетинатися, створюючи у своїй можливість різноманітності харчових взаємин у залежність від чисельності жертв чи врожайності рослин. У найсприятливіші часи чисельність видів може відновлюватися – таким чином нормалізуються відносини у біогеноценозі.

Нерозумне втручання людини в екосистему може мати негативні наслідки. Завезені до Австралії дванадцять пар кроликів за сорок років розмножилися до кількох сотень мільйонів особин. Таке сталося через недостатню кількість хижаків, які ними харчуються. В результаті пухнасті звірята знищують всю рослинність на материку.

Біосфера

Біосфера - це екосистема найвищого рангу, що об'єднує в одне ціле всі екосистеми і забезпечує можливість життя планети Земля.

Як глобальну екосистему вивчає наука екологія. Важливо знати, як влаштовані процеси, що впливають життя всіх організмів загалом.

До складу біосфери входять такі складові:

- Гідросфера– це водна оболонка Землі. Є рухомий і проникає всюди. Вода – унікальна сполука, яка є однією з основ життя будь-якого організму.

- Атмосфера- Найлегша повітряна межує з космічним простором. Завдяки їй відбувається обмін енергії із зовнішнім простором;

- Літосфера- тверда оболонка Землі, що складається з магматичних та осадових порід.

- Педосфера- верхній шар літосфери, що включає ґрунт та процес ґрунтоутворення. Межує з усіма попередніми оболонками, і замикає всі цикли енергії та речовини у біосфері.

Біосфера не є замкнутою системою, оскільки майже повністю забезпечується сонячної енергією.

Штучні екосистеми

Штучні екосистеми – це системи, створені внаслідок людської діяльності. Сюди входять агроценози та природно-господарські системи.

Склад та основні властивості екосистеми, створеної людиною, мало відрізняються від справжньої. Вона також має продуцентів, консументів та редуцентів. Але є відмінності у перерозподілі потоків речовини та енергії.

Штучні екосистеми відрізняються від природних такими параметрами:

1. Набагато меншою кількістю видів та явним переважанням одного або кількох з них.
2. Порівняно невеликою стійкістю та сильною залежністю від усіх видів енергії (у тому числі і від людини).
3. Короткими харчовими ланцюжками через невелику різноманітність видів.
4. Незамкненим кругообігом речовин через вилучення продукції спільноти або врожаю людиною. У той же час природні екосистеми, навпаки, включають у кругообіг якомога більшу його частину.

Властивості екосистеми, створеної в штучному середовищі, поступаються властивостям природною. Якщо не підтримувати енергетичні потоки, то за певний час відновляться природні процеси.

Екосистема лісу

Склад та властивості екосистеми лісу відрізняються від інших екосистем. У цьому середовищі випадає набагато більше осадом, ніж над полем, але більша частина так і не досягає поверхні землі і випаровується прямо з листя.

Екосистему листопадного лісу представляють кілька сотень видів рослин та кілька тисяч видів тварин.

Рослини, які ростуть у лісі, є справжніми конкурентами і борються за сонячне світло. Чим нижче ярус, тим більше тіньовитривалі види там оселилися.

Первинними консументами є зайці, гризуни та птиці та великі травоїдні. Всі поживні речовини, що містяться влітку в листі рослин, восени переходять у гілки та коріння.

Також до первинних консументів належать гусениці та короїди. Кожен харчовий рівень представлений великою кількістю видів. Дуже важлива роль травоїдних комах. Вони є запилювачами і є джерелом харчування для наступних рівень харчових ланцюжків.

Екосистема прісної водойми

Найсприятливіші умови для життєдіяльності живих організмів створені у прибережній зоні водойми. Саме тут вода найкраще прогрівається і містить найбільше кисню. І саме тут мешкає велика кількість рослин, комах та дрібних тварин.

Система харчових відносин у прісній водоймі дуже складна. Вищі рослини використовують рослиноїдні риби, молюски та личинки комах. Останні, у свою чергу, є джерелом харчування для рачків, риб та амфібій. Хижі риби харчуються дрібнішими видами. Тут же знаходять для себе їжу та ссавці.

А ось залишки органіки падають на дно водойми. На них розвиваються бактерії, яких споживають найпростіші та фільтруючі молюски.

Природа - це невпинне відмінювання
дієслів «є» і «бути їдою».
Вільям Індж

З яких основних компонентів складаються екосистеми? Що таке трофічні ланцюги та трофічні мережі? Якою є трофічна структура екосистеми?

Урок-лекція

ОСНОВНІ КОМПОНЕНТИ ЕКОСИСТЕМИ. Екосистеми являють собою елементарну функціональну одиницю живої природи, в якій здійснюються взаємодії між усіма її компонентами, відбувається кругообіг речовин та енергії. До складу екосистеми входять неорганічні речовини (вода, вуглекислий газ, сполуки азоту та ін.), які включаються до кругообігу, та органічні сполуки (білки, вуглеводи, жири та ін.), що пов'язують біотичну (живу) та абіотичну (неживу чи відсталу) її частини. Для кожної екосистеми характерне певне середовище (повітряне, водне, наземне), що включає кліматичний режим і певний набір параметрів фізичного середовища (температура, вологість тощо). По ролі, яку виконують організми в екосистемі, їх поділяють на три групи:

• продуценти- автотрофні організми, головним чином зелені рослини, здатні створювати органічні речовини з неорганічних;
• консументи- гетеротрофні організми, переважно тварини, які харчуються іншими організмами чи частинками органічної речовини;
• редуценти- гетеротрофні організми, переважно бактерії та гриби, що забезпечують розкладання органічних сполук.

Навколишнє середовище та живі організми взаємопов'язані процесами циркуляції речовини та енергії.

Продуценти вловлюють сонячне світло і переводять його енергію в енергію хімічних зв'язків органічних сполук, що ними синтезуються. Консументи, поїдаючи продуцентів, використовують енергію, що вивільняється при розщепленні цих хімічних зв'язків, для побудови свого власного тіла. Редуценти поводяться аналогічним чином, але як джерело їжі використовують або мертві тіла, або продукти, що виділяються у процесі життєдіяльності організмів. При цьому редуценти розкладають складні органічні молекули до простих неорганічних сполук - вуглекислого газу, оксидів азоту, води, солей амонію і т.д. Цикл замикається. Слід зазначити, що це живі істоти певною мірою є редуцентами. У процесі метаболізму вони отримують необхідну їм енергію при розщепленні органічних сполук, виділяючи в якості кінцевих продуктів вуглекислий газ і воду.

В екосистемах живі компоненти вишиковуються в ланцюжки. харчовіабо трофічні ланцюги, У яких кожна попередня ланка служить їжею для наступного. В основі трофічного ланцюга знаходяться продуценти, які з неорганічної речовини та енергії світла створюють живу речовину – первинну біомасу. Друга ланка складають споживаючі цю первинну біомасу тварини фітофаги - це консументи першого порядку. Вони, своєю чергою, служать їжею для організмів, що становлять наступний трофічний рівень, - консументів другого порядку. Далі йдуть консументи третього порядку і т. д. Наведемо приклад простого ланцюга:

А ось приклад складнішого ланцюга:

У природних екосистемах харчові ланцюги не ізольовані одна від одної, а тісно переплетені. Вони формують харчові мережі, принцип освіти яких полягає в тому, що кожен продуцент може служити їжею не одному, а багатьом тваринам-фітофагам, які, у свою чергу, можуть бути з'їдені різними видами консументів другого порядку тощо (рис. 49).

Мал. 49. Харчова мережа оселедця

Харчові мережі складають каркас екосистем, і порушення в них можуть призводити до непередбачуваних наслідків. Особливо вразливими виявляються екосистеми з відносно простими харчовими ланцюгами, тобто ті, в яких коло об'єктів харчування конкретного виду вузьке (наприклад, багато екосистем Арктики). Випадання однієї з ланок може спричинити розпад всієї трофічної мережі та деградацію екосистеми в цілому.

ТРОФІЧНА СТРУКТУРА ЕКОСИСТЕМИ ТА ЕНЕРГЕТИКА. Зелені рослини вловлюють 1-2% енергії Сонця, що потрапляє на них, перетворюючи її в енергію хімічних зв'язків. Консументи I порядку засвоюють близько 10% усієї енергії, укладеної в з'їдених ними рослинах. На кожному наступному рівні губиться 10-20% енергії попереднього. Подібна закономірність перебуває у повній відповідності до другого закону термодинаміки. Відповідно до цього закону за будь-яких трансформацій енергії значна її частина розсіюється у вигляді недоступної для використання теплової енергії. Таким чином, енергія швидко зменшується в харчових ланцюгах, що обмежує їх довжину. З цим пов'язане і зменшення на кожному наступному рівні чисельності та біомаси (кількість живої речовини, виражена в одиницях маси або калоріях) живих організмів. Однак це правило, як ми побачимо нижче, має низку винятків.

В основі стійкості кожної екосистеми лежить певна трофічна структура, яка може бути виражена у вигляді пірамід чисельності, біомаси та енергії. При побудові значення відповідного параметра кожного трофічного рівня зображують як прямокутників, поставлених друг на друга.

Форма пірамід чисельності (мал. 50) значною мірою залежить від обсягу організмів кожному трофічному рівні, особливо продуцентів. Наприклад, чисельність дерев у лісі значно нижча, ніж трави на лузі.

Починаючи з консументів I порядку більш менш дотримується правило, згідно з яким розміри живих істот збільшуються на кожному наступному трофічному рівні. Хоча і тут є винятки: зграя вовків може загнати оленя чи лося - видобуток, значно більший, ніж кожен вовк окремо.

Піраміди біомаси краще відбивають реальну структуру екосистеми. Якщо розміри живих істот на різних трофічних рівнях не дуже відрізняються, можна отримати ступінчасту піраміду (див. рис. 50). Однак в екосистемах з дуже дрібними продуцентами (фітопланктон) та великими консументами загальна маса останніх буде вищою, і ми отримаємо звернену піраміду. Така картина типова більшість морських і прісноводних екосистем.

Мал. 50. Екологічні піраміди

Піраміди енергії дають найбільш повне уявлення про функціональну організацію екосистеми. Число та маса організмів на кожному трофічному рівні залежать від великої кількості їжі на попередньому рівні в даний момент часу. Тому піраміди чисельності та біомаси відображають статику екосистеми, тобто характеризують кількість організмів на момент дослідження. Піраміда ж енергії відбиває швидкість проходження їжі через трофічний ланцюг. Кожна її сходинка символізує кількість енергії (у перерахунку на одиницю площі чи обсягу), що пройшла через певний трофічний рівень за певний період. Тому на форму піраміди енергії не впливають зміни розмірів, чисельності та біомаси. Вона має форму трикутника з вершиною, зверненої вгору, що пов'язані з втратою енергії під час переходу з одного трофічного рівня в інший (див. рис. 50).

Вивчення трофічної структури екосистем, особливо законів перетворення енергії, має першорядне значення пізнання механізмів, які у основі забезпечення їх стабільності. Без цього неможливо правильно розрахувати допустимі межі впливу на довкілля, вихід за рамки яких завдасть їй непоправної шкоди.

Трофічні зв'язки між організмами формують основу екосистеми. У будь-якій екосистемі неодмінно присутні первинні виробники органічної речовини - продуценти, і організми, це речовина споживають і переробні - консументи і редуценти. Ці основні компоненти екосистеми формують трофічні ланцюги та мережі, через які проходить потік речовини та енергії. Відповідно до другого закону термодинаміки кожному трофічному рівні відбувається істотна втрата енергії як тепла, що обмежує довжину трофічних ланцюгів. Екосистема функціонує як єдина система, що розвивається, що володіє саморегуляцією.

• Поясніть, чому можна виділити загальні компоненти в будь-якій екосистемі.
• Що є основою взаємодії компонентів екосистеми?
• Яке значення стійкості екосистеми має різноманіття її компонентів?

Екосистема (біогеоценоз)- Сукупність різних організмів і неживих компонентів середовища, тісно пов'язаних між собою потоками речовини та енергії.

Головним предметом дослідження при екосистемному підході в екології стають процеси трансформації речовини і енергії між біотопом і біоценозом, тобто біогеохімічний кругообіг речовин, що виникає, в екосистемі в цілому.

До екосистем можна віднести біотичні співтовариства будь-якого масштабу із середовищем їх проживання (наприклад, від калюжі до світового океану, від гнилого пня до великого лісового масиву тайги).

У зв'язку з цим виділяють рівні екосистем

Рівні екосистем:

1. мікроекосистеми(трухлявий пень з комахами, мікроорганізмами та грибами, що мешкають у ньому; квітковий горщик);

2. мезоекосистеми(став, озеро, степ та ін.);

3. макроекосистеми(Континент, океан);

4. Світова екосистема(Біосфера Землі).

Екосистема – цілісна система, до складу якої входять біотичні та абіотичні компоненти. Вони взаємодіють між собою. Усі екосистеми є відкритими системами та функціонують, споживаючи сонячну енергію.

Абіотичні компоненти включають неорганічні речовини, що включаються в кругообіги, органічні сполуки, які пов'язують біотичну та абіотичну частину: повітряне, водне, субстратне середовище.

Біотичні компоненти екосистеми мають видову, просторову та трофічну структуру.

Просторова структура екосистеми проявляється в ярусності: автотрофні процеси найбільше активно протікають у верхньому ярусі – «зеленому поясі», де доступне сонячне світло. Гетеротрофні процеси найінтенсивніші для нижнього ярусу. - "коричневого пояса". Тут у ґрунтах та опадах накопичуються органічні речовини.

Трофічна структура екосистеми представлена ​​продуцентами – виробниками органічної речовини та консументами – споживачами органічної речовини, а також редуцентами – руйнуючими органічні сполуки до неорганічних. Екосистема може забезпечити кругообіг речовини тільки в тому випадку, якщо включає необхідні для цього чотири складові частини: запаси біогенних елементів, продуценти, консументи та редуценти. Продуценти – автотрофи, консументи – геторотрофи. Гетеротрофи діляться на фаготрофи (живляться іншими організмами) та сапрофіти, деструктори (бактерії та гриби, що розкладають мертві тканини).

У будь-якій екосистемі відбувається взаємодія автотрофних та гетеротрофних компонентів у процесі круговороту речовин. Речовина та енергія на кожному етапі трофічного ланцюга втрачається до 90%, лише 10% переходить до чергового споживача (правило 10 відсотків). Швидкість створення органічної речовини в екосистемах – біологічна продукція залежить від енергії Сонця. Біологічна продукція екосистем - це швидкість створення в них біомаси. Продукція рослин первинна, тварин – вторинна. У будь-якому біоценозі продукція кожного трофічного рівня менша від попереднього в 10 разів. Біомаса рослин більша за біомасу травоїдних, маса хижаків у 10 разів менша за масу травоїдних (правило піраміди біологічної продукції). В океанах одноклітинні водорості діляться з більшою швидкістю та дають високу продукцію. Але їхня загальна кількість змінюється мало, тому що з меншою швидкістю їх поїдають фільтратори. Водорості ледве встигають розмножуватися, щоби вижити. Риби, головоногі молюски, великі ракоподібні ростуть і розмножуються повільніше, але ще повільніше поїдаються ворогами, тому їхня біомаса накопичується. Якщо зважити всі водорості та всіх тварин океану, то останні переважать. Піраміда біомас в океані виявляється перевернутою. У наземних екосистемах швидкість виїдання рослинного приросту нижча і піраміда біомас нагадує піраміду продукції. Найменш продуктивні екосистеми жарких та холодних пустель та центральних частин океанів. Середню продукцію дають ліси помірного поясу, луки та степу. Найвищий приріст рослинної маси – у тропічних лісах, на коралових рифах у океані.

1. Взаємозв'язки в екосистемі

Екологічні взаємодії популяцій та окремих організмів в екосистемі мають речовинно-енергетичний та інформаційний характер. Насамперед, це трофічні (харчові) взаємодії, які набувають різних форм: травоїдність – фітофагія; м'ясоїдність - зоофагія, поїдання одними тваринами інших, включаючи і хижацтво.

Популяції травоїдних, хижих та всеїдних тварин є споживачами органічної речовини – консументами, які можуть бути первинними, вторинними, третинними. Рослини – продуценти.

Одним із найбільш досліджених екологічних зв'язків є між популяціями хижака та жертви. Хижацтво- це спосіб добування їжі та харчування тварин. Значення хижаків для населення жертви позитивно, т.к. хижаки в першу чергу винищують хворих та слабких особин. Це сприяє збереженню видової різноманітності, т.к. регулює чисельність популяцій низьких трофічних рівнів.

Симбіоз (мутуалізм). Майже всі види дерев співіснують із мікрозними грибами. Грибний міцелій обплітає тонкі ділянки коренів, проникає у міжклітинний простір. Маса найтонших грибних ниток виконує функцію кореневих волосків, насаджуючи поживний ґрунтовий розчин.

Конкуренція –ще один вид взаємовідносин. Закономірності конкурентних відносин називаються – принцип конкурентного виключення: два виду що неспроможні стійко існувати обмеженому просторі, якщо зростання чисельності лімітований одним життєво важливим ресурсом.

Якщо види, що спільно живуть, пов'язані тільки через ланцюг інших видів і не взаємодіють, уживаючись в одному співтоваристві, то їх відносини називають нейтральними. Синиці та миші в одному лісі нейтральні види.

протокооперація(Співдружність)

Коменсалізм(один має користь)

Аменсалізм(один вид пригнічує зростання іншого)

1. Енергетичні потоки в екосистемі

Природні екосистеми – це відкриті системи : вони повинні отримувати та віддавати речовини та енергію.

Усередині екосистем відбувається безперервний кругообіг речовини та енергії. Стадії цього кругообігу забезпечуються різними групами організмів, що виконують різні функції:

1. Продуценти(Від латів. producentis - Виробляє, що створює) організми, що утворюють органічні речовини з неорганічних. Насамперед, це рослини, що створюють у процесі фотосинтезу з води та вуглекислого газу глюкозу, використовуючи енергію сонця.

а) в океаніта інших водоймах продуцентами є мікроскопічні водорості

фітопланктон, а також великі водорості.

б) на суші- Це великі вищі рослини (дерева, чагарники, трави).

2. Консументи(від латів. consume – споживаю) – організми, які живуть рахунок органічного речовини, створеного продуцентами. До консументів відносять всіх тварин, що поїдають рослини та одна одну.

а) консументи I порядку – фітофаги(травоїдні тварини - копитні, гризуни, деякі комахи);

б ) консументи II порядку– м'ясоїдні тварини (комахоїдні птахи та ссавці, амфібії, риби);

в) консументи III порядку- Великі хижаки (хижі риби, птиці, ссавці).

3. Редуценти(від лат. reducentis - повертає, що відновлює) - організми, які отримують енергію шляхом розкладання відмерлої органіки ( детриту ), при цьому редуценти вивільняють неорганічні елементи живлення продуцентів. До них належать бактерії, гриби.

В результаті взаємодії цих груп організмів відбувається кругообіг речовини та енергії в екосистемі

Екологія Зубанова Світлана Геннадіївна

5. Організація (структура) екосистем

Щоб екосистеми функціонували довго і як єдине ціле, вони повинні мати властивості зв'язування та вивільнення енергії, кругообіг речовин. Екосистема також повинна мати механізми, що дозволяють протистояти зовнішнім впливам.

Існують різні моделі екосистем.

1. Блокова модель екосистеми.Кожна екосистема складається з 2 блоків: біоценоз та біотоп.

Біогеоценоз, за В. Н. Сукачову , включає блоки та ланки. Це поняття зазвичай застосовують до сухопутних систем. У біогеоценозах обов'язкове наявність як основної ланки – рослинної спільноти (луг, степ, болото). Існують екосистеми без рослинної ланки. Наприклад, ті, які формуються на базі органічних залишків, що розкладаються, трупів тварин. У них достатньо лише присутність зооценозу та мікробоценозу.

Кожен біогеоценоз – екосистема, але з кожна екосистема – биогеоценозна.

Біогеоценози та екосистеми розрізняються за тимчасовим фактором. Будь-який біогеоценоз потенційно безсмертний, оскільки постійно отримує енергію від діяльності рослинних фото- чи хемосинтезирующих організмів. А також екосистеми без рослинної ланки, закінчуючи своє існування вивільняють у процесі розкладання субстрату всю енергію, що міститься в ньому.

2. Видова структура екосистем.Під нею розуміють кількість видів, що утворюють екосистему, та співвідношення їх чисельностей. Видове розмаїття обчислюється сотнями та десятками сотень. Воно тим значніше, чим багатшим біотоп екосистеми. Найбагатшими за видовою різноманітністю є екосистеми тропічних лісів. Багатство видів залежить від віку екосистем. У екосистемах, що сформувалися, зазвичай виділяється один або 2 - 3 види явно переважаючих за чисельністю особин. Види, які вочевидь переважають за чисельністю особин, – домінантні (від латів. dom-inans – «пануючий»). Також у екосистемах виділяються види – едифікатори (від латів. aedifica-tor – «будівельник»). Це ті види, які є утворювачами середовища (ялина в ялиновому лісі поряд із домінантністю має високі едифікаторні властивості). Видова різноманітність – важлива властивість екосистем. Різноманітність забезпечує дублювання її стійкості. Видову структуру використовують із оцінки умов місцевиростання по рослинам-індикаторам (лісова зона – кислиця, вона свідчить про умови зволоження). За рослинами-едифікаторами або домінантами і рослинами-індикаторами називають екосистеми.

3. Трофічна структура екосистем.Ланцюги живлення. Кожна екосистема включає кілька трофічних (харчових) рівнів. Перший – рослини. Другий – тварини. Останній – мікроорганізми та гриби.

З книги Як звати вашого бога? Великі афери XX століття [журнальний варіант] автора Голубицький Сергій Михайлович

Структура Ієрархія «Амвея» непохитна, як залізний ескадрон, і продумана до найменших нюансів у результаті майже півстолітньої нелюдської напруги маркетингової хитрості. В основі піраміди товпляться незліченні мурахи - рядові дистриб'ютори. 1999-го їх

З книги Жінка. Підручник для чоловіків [Друга редакція] автора Новосьолов Олег Олегович

З книги Регіонознавство автора Сибікеєв Костянтин

З книги Біологія [Повний довідник для підготовки до ЄДІ] автора Лернер Георгій Ісаакович

З книги Своя контррозвідка [Практичний посібник] автора Землянов Валерій Михайлович

7.2. Екосистема (біогеоценоз), її компоненти: продуценти, консументи, редуценти, їхня роль. Видова та просторова структура екосистеми. Ланцюги та мережі живлення, їх ланки. Типи харчових кіл. Складання схем передачі речовин та енергії (ланцюгів живлення). Правило екологічне

З книги Екологія автора Зубанова Світлана Геннадіївна

7.3. Різноманітність екосистем (біогеоценозів). Саморозвиток та зміна екосистем. Виявлення причин стійкості та зміни екосистем. Стадії розвитку екосистеми. Сукцесія. Зміни у екосистемах під впливом діяльності. Агроекосистеми, основні відмінності від природних

З книги Регіонознавство автора Сибікеєв Костянтин

7.4. Кругообіг речовин і перетворення енергії в екосистемах, що у ньому організмів різних царств. Біологічна різноманітність, саморегуляція та кругообіг речовин – основа сталого розвитку екосистем Кругообіг речовин та енергії в екосистемах обумовлений

З книги Жінка. Керівництво для чоловіків автора Новосьолов Олег Олегович

З книги Жінка. Підручник для чоловіків автора Новосьолов Олег Олегович

6. Стабільність та стійкість екосистем Поняття «стабільність» і «стійкість» в екології часто розглядаються як синоніми, і під ними розуміють здатність екосистем зберігати власну структуру та функціональні властивості при дії зовнішніх факторів.

З книги Підручник виживання військових розвідників [Бойовий досвід] автора Ардашев Олексій Миколайович

8. Динаміка та розвиток екосистем. Сукцесії Екосистеми, пристосовуючись до змін довкілля, перебувають у стані динаміки. Ця динаміка може відноситися як до окремих ланок екосистем, так і до системи загалом. Динаміка пов'язана з адаптаціями до зовнішніх

З книги автора

51. Руйнування екосистем. Опустелювання До екологічних уронів, які мають найдовшу історію і завдали біосфері максимально збитків, відносять руйнування екосистем, їх опустелювання, тобто втрата здатності до саморегулювання та самовідновлення.

З книги автора

54. Територіальна організація та структура виробничих сил Далекосхідного району Провідні галузі ринкової спеціалізації Далекосхідного району ґрунтуються на широкому використанні його природних багатств. Головними галузями промисловості є рибна,

З книги автора

З книги автора

З книги автора

1.5 Первісне плем'я. функціональна структура. Структура ієрархії. Структура міжстатевих відносин Навіть найпримітивніші народи живуть в умовах культури, відмінної від первинної, у тимчасовому відношенні такої ж старої, як і наша, а також відповідної більш пізньої,

Незважаючи на те, що екосистему приймають за елементарну одиницю біосфери, за своєю структурою екосистема є дуже складним і багатокомпонентним механізмом. Населення різних видів завжди утворюють у біосфері Землі складні спільноти - біоценози. Біоценоз - сукупність рослин, тварин, грибів і найпростіших, що населяють ділянку суші або водойми і перебувають у певних відносинах між собою. Біоценози разом із займаними ними конкретними ділянками земної поверхні та прилеглої атмосферою і називають екосистемами. Вони можуть бути різного масштабу - від краплі води або мурашиної купи до екосистеми острова, річки, континенту та всієї біосфери загалом. Таким чином, екосистема - взаємозумовлений комплекс живих та відсталих компонентів, пов'язаних між собою обміном речовин та енергії. Провідна активна роль процесах взаємодії компонентів екосистеми належить живим істотам, тобто. біоценозу. Компоненти біоценозу тісно пов'язані та взаємодіють з літосферою, атмосферою, гідросферою. У результаті поверхні Землі утворюється ще один елемент екосистем - грунт (педосфера).

Поняття екологічної системи ієрархічно. Це означає, що будь-яка екологічна система певного рівня включає ряд екосистем попереднього рівня, менших за площею і сама вона, у свою чергу, є складовою більшої екосистеми. В якості елементарної екосистеми можна уявити купину або мочажину на болоті, а більш загальною екосистемою, що охоплює безліч аласів і міжласкові простори, з'явиться відповідна залісована поверхня тераси або пенеплена. Продовжуючи цей ряд вгору, можна підійти до екологічної системи Землі - біосфери, а рухаючись вниз - до біогеоценозу, як елементарної біохорологічної (хора - простір, гр.) одиниці біосфери. Враховуючи вирішальне значення на розвиток живої речовини Землі зональних факторів, правомірно уявити собі такий територіальний ряд супідрядних екосистем:

елементарні > локальні > зональні > глобальні.

Всі групи екосистем - продукт спільного історичного розвитку видів, що відрізняються за систематичним становищем; види при цьому пристосовуються один до одного. Первинною основою для складання екосистем є рослини і бактерії - продуценти органічної речовини (атмосфери). У ході еволюції до заселення рослинами та мікроорганізмами певного простору біосфери не могло бути й мови про заселення його тваринами.

Населення різних видів в екосистемах впливають один на одного за принципом прямого і зворотного зв'язку. У цілому нині існування екосистеми регулюється переважно силами, діючими всередині системи. Автономність та саморегуляція екосистеми визначає його особливе положення у біосфері як елементарної одиниці на екосистемному рівні.

Екосистеми, що утворюють разом біосферу нашої планети, взаємопов'язані кругообігом речовин і потоком енергії. У цьому кругообігу життя Землі постає як провідний компонент біосфери. Обмін речовин між сполученими екосистемами може здійснюватися у газоподібній, рідкій та твердій фазах, а також у формі живої речовини (міграція тварин).

Щоб екосистеми функціонували довго і як єдине ціле, вони повинні мати властивості зв'язування та вивільнення енергії, кругообіг речовин. Екосистема також повинна мати механізми, що дозволяють протистояти зовнішнім впливам.

Існують різні моделі організації екосистем.

• 1. Блокова модель екосистеми. Кожна екосистема складається з 2 блоків: біоценоз та біотоп. Біогеоценоз, за ​​В.М. Сукачеву, включає блоки та ланки. Це поняття зазвичай застосовують до сухопутних систем. У біогеоценозах обов'язкова наявність як основної ланки – рослинної спільноти (луг, степ, болото). Існують екосистеми без рослинної ланки. Наприклад, ті, які формуються на базі органічних залишків, що розкладаються, трупів тварин. У них достатньо лише присутність зооценозу та мікробіоценозу.
• 2. Видова структура екосистем. Під нею розуміють кількість видів, що утворюють екосистему, та співвідношення їх чисельностей. Видове розмаїття обчислюється сотнями та десятками сотень. Воно тим значніше, чим багатшим біотоп екосистеми. Найбагатшими за видовою різноманітністю є екосистеми тропічних лісів. Багатство видів залежить від віку екосистем. У екосистемах, що сформувалися, зазвичай виділяється один або 2 - 3 види явно переважаючих за чисельністю особин. Види, які явно переважають за чисельністю особин, – домінантні (від латів. dom-inans – «пануючий»). Також в екосистемах виділяються види – едифікатори (від латів. aedifica-tor – «будівельник»). Це ті види, які є утворювачами середовища (ялина в ялиновому лісі поряд із домінантністю має високі едифікаторні властивості). Видова різноманітність - важлива властивість екосистем. Різноманітність забезпечує дублювання її стійкості. Видову структуру використовують з оцінки умов місцезростання по рослинам-індикаторам (лісова зона - кислиця, вона свідчить про умови зволоження). За рослинами-едифікаторами або домінантами і рослинами-індикаторами називають екосистеми.
• 3. Трофічна структура екосистем. Ланцюги живлення. Кожна екосистема включає кілька трофічних (харчових) рівнів. Перший – рослини. Другий – тварини. Останній - мікроорганізми та гриби.

З погляду трофічної структури екосистему можна розділити на два яруси:

• 1) Верхній автотрофний ярус, або «зелений пояс», що включає рослини або їх частини, що містять хлорофіл, де переважають фіксація енергії світла, використання простих неорганічних сполук та накопичення складних органічних сполук.
• 2) Нижній гетеротрофний ярус, або «коричневий пояс» грунтів і опадів, речовин, що розкладаються, коренів і т.д., в якому переважають використання, трансформація і розкладання складних сполук.

При цьому важливо розуміти, що живі організми в «зеленому» та «коричневому» поясах відрізнятимуться. У верхньому ярусі переважатимуть комахи та птахи, які харчуються листям і, наприклад, нирками. У нижньому ж ярусі, переважатимуть мікроорганізми та бактерії, що розкладають органіку та неорганіку. Також у цьому поясі буде значна кількість великих тварин.

З іншого боку, якщо говорити про перенесення поживної речовини та енергії, у складі екосистеми зручно виділяти такі компоненти:

• 1) Неорганічні речовини (C, N, CO2, H2O та ін), що включаються в круговороти.
• 2) Органічні сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди, гумусові речовини тощо), що зв'язують біотичну та абіотичну частини.
• 3) Повітряне, водне та субстратне середовище, що включає кліматичний режим та інші фізичні фактори.
• 4) Продуценти, автотрофні організми, в основному зелені рослини, які можуть виробляти їжу з простих неорганічних речовин
• 5) Макроконсументів, чи фаготрофів - гетеротрофних організмів, переважно тварин, які харчуються іншими організмами чи частинками органічного речовини.
• 6) Мікроконсументів, сапротрофів, деструкторів, або осмотрофів - гетеротрофних організмів, в основному бактерій і грибів, що отримують енергію або шляхом розкладання мертвих тканин, або шляхом поглинання розчиненої органічної речовини, що виділяється мимовільно або витягнутого сапротрофами з рослин. Внаслідок діяльності сапротрофів вивільняються неорганічні елементи живлення, придатні для продуцентів; крім того, сапротрофи постачають їжу макроконсументам і часто виділяють гормоноподібні речовини, що інгібують або стимулюють функціонування інших біотичних компонентів екосистеми.

Одна із загальних рис усіх екосистем, чи то наземні, прісноводні, морські чи штучні екосистеми (наприклад, сільськогосподарські), - це взаємодія автотрофних та гетеротрофних компонентів. Організми, що у різних процесах круговороту, частково розділені у просторі; автотрофні процеси найактивніше протікають у верхньому ярусі («зеленому поясі»), де доступне сонячне світло. Гетеротрофні процеси найбільш інтенсивно протікають у нижньому ярусі («коричневому поясі»), де в ґрунтах та опадах накопичується органічна речовина. Крім того, ці основні функції компонентів екосистеми частково розділені і за часом, оскільки можливий значний розрив тимчасового між продукуванням органічної речовини автотрофними організмами і його споживанням гетеротрофами. Наприклад, основний процес у пологах лісової екосистеми – фотосинтез.

екосистема гетеротрофний беогеоценоз