Выделяют микроэкосистемы (например, лиственный опад одного дерева и др.), мезоэкосистемы (пруд, небольшая роща и др.), макроэкосистемы (континент, океан) и, наконец, глобальная экосистема — биосфера Земли, которая нами уже достаточно подробно рассмотрена выше (рис. 37).[ …]

В лабораторной модели микроэкосистемы можно скомбинировать автотрофную и гетеротрофную сукцессии, если пробы из уже развитых систем добавить в среду, обогащенную органическим веществом. Вначале, когда «цветут» гетеротрофные бактерии, система становится мутной, затем, когда нужные водорослям биогенные и ростовые вещества (в частности, тиамин) благодаря активности бактерий поступают в среду, система становится ярко-зеленой. Это, конечно, хорошая модель искусственной звтрофикации.[ …]

Иногда экосистемы классифицируют на микроэкосистемы (например, ствол упавшего дерева или поляна в лесу), мезоэкосистемы (лесной массив или степной колок) и макроэкосистемы (тайга, море). Экосистемой высшего (глобального) уровня является биосфера Земли.[ …]

Можно выделить два типа биологических микрокосмов: 1) микроэкосистемы, взятые непосредственно из природы путем множественного засева культуральной среды пробами из различных природных местообитаний, и 2) системы, созданные путем сочетания видов, выращенных в «чистых», или аксенических, культурах (свободных от других организмов), пока не получится желаемая комбинация. Системы первого типа — это, в сущности, «демонтированная» или «упрощенная» природа, сведенная к тем микроорганизмам, которые могут длительное время поддерживаться и функционировать в условиях выбранного экспериментатором сосуда, культуральной среды, освещенности и температуры. Такие системы, следовательно, обычно имитируют какие-то определенные природные ситуации. Например, микрокосм, показанный на рис. 2.17,5, происходит из очистного пруда; на рис. 2.19 — из сообщества, живущего на залежи. Одна из проблем, возникающая при работе с такими производными экосистемами, состоит в том, что трудно определить их точный видовой состав, особенно состав бактерий (Gorden et al., 1969). Начало использованию в экологии производных или «множественных» систем положили работы Г. Одума и его учеников (Н. Odum, Hoskins, 1957; Beyers 1963).[ …]

Существующие на Земле экосистемы разнообразны. Выделяют микроэкосистемы (например, ствол гниющего дерева), мезоэкосистемы (лес, пруд и т. д.), макроэкосистемы (континент, океан и др.) и глобальную — биосфера.[ …]

Хотя непосредственная экстраполяция маленькой лабораторной микроэкосистемы к природе, может быть, и не вполне правомерна, некоторые данные позволяют считать, что основные тенденции, наблюдаемые в лаборатории, характерны для сукцессии на суше и в крупных водоемах. Сезонные сукцессии часто происходят по той же самой схеме— вслед за «цветением» в начале сезона, которое характеризуется быстрым ростом нескольких доминирующих видов, к концу сезона развивается высокое отношение В/P, увеличивается разнообразие и относительная, хотя и временная, устойчивость, как это установлено в терминах Р и R (Маргалеф, 1963). В открытых системах на зрелых стадиях понижения общей, или валовой, продукции, наблюдаемого в пространственно ограниченном микрокосме, может и не происходить, но общая схема биоэнергетических изменений в последнем, судя по всему, хорошо имитирует природу.[ …]

К анализу проблемы можно подойти и экспериментально, создавая опытные популяции в микроэкосистемах. Одна из таких экспериментальных моделей представлена на фиг. 107. Аквариумную рыбку гуппи (1еЫз1ез гейси1аЫз) использовали для имитации популяции промысловой рыбы, облавливаемой человеком. Можно видеть, что максимальный устойчивый выход продукции получали в том случае, когда в каждый репродуктивный период изымалась одна треть популяции, что приводило к уменьшению равновесной плотности до величины, составлявшей несколько меньше половины плотности необлавливавшейся популяции. Эксперимент показал также, что эти отношения независимы от предельной емкости системы, которая поддерживалась на трех разных уровнях путем изменения количества пищи.[ …]

Очевидно, что экологические системы могут быть разного уровня. Например, классические экосистемы могут быть: микроэкосистемами (например, горшок с цветком, ствол гниющего дерева и т.п.); мезоэкосистемами (лес, пруд и т.д.); макроэкосистемами (океан, континент и т.п.).[ …]

Проблемы, связанные с прямым подсчетом колоний, хорошо иллюстрирует работа Гордена и др. (1969). В). Данные подсчета колоний в табл. 65 показывают, что численность Bacillus sp. сначала быстро возрастает, а потом уменьшается до низкого, но постоянного уровня. Однако прямой подсчет в микроскопе показывает, что через 3 дня Bacillus sp. образуют споры и становятся в этой системе неактивными. В данном случае подсчет живых колоний не дает ясного представления о всей последовательности событий и приводит к завышению числа активных клеток в системе, поскольку споры Bacillus sp. прорастали и давали начало колониям в среде для их подсчета.[ …]

Часто безранговость понятия «экосистема» создает определенные трудности для характеристики антропогенных систем. Поэтому целесообразно выделять три категории экосистем: микроэкосистемы (экосистема пня, муравейника, навозной кучи и т.д.); мезоэкосистемы (экосистема в границах фитоценоза) и макроэкосистемы (типа тундры, океана и т.д.).[ …]

Е. э. с. — понятие многоплановое.

Раздаточные тесты по экологии с ответами (стр. 1 )

Существует общепланетарная Е. э. с., охватывающая всю планету Земля; межконтинентальные Е. э. с.; национальные; Е. э. с. территорий гос-в; региональные; местные; микроэкосистемы. Они различаются не только по территориям, но и набором природных компонентов: растительность; животный мир, в т. ч. микроорганизмы; биоценоз; биомасса. Между ними происходит взаимообмен и взаимосвязь органических и неорганических веществ, компонентов на основе естественного природного Закона равновесия в природе, окружающей среде.[ …]

Основа природоохранительного просвещения — это классная работа, но никоим образом она не может ограничиться только уроками. Вполне доступными многим школам для проведения занятий по тематике охраны природы и приобщения детей к практическим работам могут быть — школьный двор, расположенный неподалеку от школы участок природного ландшафта, городской парк, микроэкосистемы (пруд, поле, отвал горной породы). При этом важно добиваться того, чтобы школьники участвовали в выполнении исследований и в обсуждении проблем.[ …]

Переходим к наиболее важному обобщению, а именно что отрицательные взаимодействия со временем становятся менее заметными, если экосистема достаточно стабильна и ее пространственная структура обеспечивает возможность взаимного приспособления популяций. В модельных системах типа хищник— жертва, описываемых уравнением Лотки—Вольтерры, если в уравнение не введены дополнительные члены, характеризующие действие факторов самоограничения численности, то колебания происходят непрерывно и не затухают (см.
вонтин, 1969). Пиментел (1968; см. также Пиментел и Стоун, 1968) экспериментально показал, что такие дополнительные члены могут отражать взаимные адаптации или генетическую обратную связь. Когда же новые культуры создавали из особей, ранее на протяжении двух лет совместно существовавших в культуре, где их численность подвергалась значительным колебаниям, оказалось, что у них выработался экологический гомеостаз, при котором каждая из популяций была «подавлена» другой в такой степени, что оказалось возможным их сосуществование при более стабильном равновесии.[ …]

Размеры экосистем различны. Такие крупные наземные экосистемы, или макроэкосистемы, как тундра, тайга, степь, пустыня, называются био-мами. Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам, связанных друг с другом экосистем (площадью от миллиона квадратных километров до небольшого пространства, занимаемого лесом, лугом, болотом). Существуют очень маленькие экосистемы, или микроэкосистемы, такие как ствол гниющего дерева, нижние слои озера. Четкие границы между экосистемами встречаются редко. Обычно между экосистемами находится переходная зона с видами, свойственными обеим соседствующим системам. Экосистемы не изолированы друг от друга, а плавно переходят одна в другую. Существует и взаимодействие различных экосистем, как прямое, так и опосредованное.[ …]

А.Тенсли понятия “экосистема”, хотя немец К.Мебиус еще в 1877 г.
сал о сообществе организмов на коралловом рифе как о биоценозе. Для выражения такой холистической, по выражению Ю.Одума (1975), точки зрения ранее использовались и другие термины, среди которых следует назвать природный комплекс В. В. Доку чае в а, ландшафт Л.С.Берга, биокосная система В.И.Вернадского. Экосистема объединяет компоненты в функциональное целое. Позже стали выделять микроэкосистемы, мезоэкосистемы и макроэкосистемы, хотя понимание объема этих подразделений может быть неодинаковым у разных исследователей.[ …]

Действительно, принимая за основу первое из приведенных в теме 8 определение экосистемы: «…любое непрерывно меняющееся единство, включающее…«, можно считать экосистемой любой биоценоз, отвечающий таким требованиям, как наличие трофических уровней, влияние на микроклимат и т. д. Но вспомним другую формулировку, в ней, в отличие от первой, заключен фактор времени: «…исторически сложившаяся система…». Видимо, «население» пня или комплекс видов-сапрофагов, живущих в лепешке навоза, правильнее рассматривать лишь как фрагменты экосистемы, существующие непродолжительное время. Автономность микроэкосистемы относительна и существенно зависит от остальных фрагментов экосистемы. Исходя из этих рассуждений, минимальной размерной единицей экосистемы следует считать более крупные, чем микроэкосистемы, единства: луг, лес, поле, озеро и т. д.[ …]

Если многие .пруды и озера хррошо изучены как целые экосистемы, то реки в этом отношении изучены очень мало.
кое положение объясняется главным образом тем, что, как будет показано ниже, реки представляют собой большие и неполные системы. Имеется ряд превосходных исследований по энергетике пищевых цепей в реках; в этих работах особое внимание уделяется рыбам. Группой исследователей хсфошо изучена Темза в Англии (см. Манн, 1964, 1965, 1969). Поскольку большинство рек в окрестностях городов хотя бы на некотором протяжении сильно загрязнены, хорошим справочником для начинающих послужит небольшая книга Хайнеса (1960) «Биология загрязненных вод».[ …]

В настоящее время концепция экосистемы — это одно из наиболее главных обобщений биологии — играет весьма важную роль в экологии. Во многом этому способствовали два обстоятельства, на которые указывает Г. А. Новиков (1979): во-первых, экология как научная дисциплина созрела для такого рода обобщений и они стали жизненно необходимы, а во-вторых, сейчас как никогда остро встали вопросы охраны биосферы и теоретического обоснования природоохранных мероприятий, которые опираются прежде всего на концепцию биотических сообществ — экосистем. Кроме того, как считает Г. А. Новиков, распространению идеи экосистемы способствовала гибкость самого понятия, так как к экосистемам можно относить биотические сообщества любого масштаба с их средой обитания — от пруда до Мирового океана, и от пня в лесу до обширного лесного массива, например, тайги.[ …]

В настоящее время концепция экосистемы — это одно из наиболее главных обобщений биологии — играет весьма важную роль в экологии.
многом этому способствовали два обстоятельства, на которые указывает Г. А. Новиков (1979): во-первых, экология как научная дисциплина созрела для такого рода обобщений и они стали жизненно необходимы, а во-вторых, сейчас как никогда остро встали вопросы охраны биосферы и теоретического обоснования природоохранных мероприятий, которые опираются прежде всего на концепцию биотических сообществ — экосистем. Кроме того, как считает Г. А. Новиков, распространению идеи экосистемы способствовала гибкость самого понятия, так как к экосистемам можно относить биотические сообщества любого масштаба с их средой обитания — от пруда до Мирового океана, и от пня в лесу до обширного лесного массива, например, тайги.[ …]

Источник: laservirta.ru

(8-й класс)

Цель урока:

формирование понятий «экосистема», «биогеоценоз», изучение отличительных признаков природного сообщества и экосистемы, компонентов экосистемы: продуцентов, консументов, редуцентов.

Оборудование

1. Плакаты:

• «Познание экосистемного строения среды обитания позволит человеку оптимально взаимодействовать с природой»;

• «Запомните! Понятие экосистема в экологию ввел английский ученый Артур Тенсли в 1935 г. В 1940 г. русский ученый Владимир Сукачев ввел близкий по смыслу термин – биогеоценоз».

2. Схема «Матрешка экосистем».

3. Планы местности (См. Биология, № 30–31/2002):

– околица деревни;
– улица города;
– зимний лес;
– лес и берег озера.

4. Карточки с изображением консументов и продуцентов.

Схема урока

1. Экологические факторы:

– абиотические;
– биотические;
– антропогенные;
– техногенные.

2. Экосистема – совокупность организмов и неживых компонентов среды их обитания:

– микросистемы (мелкие);
– мезосистемы (средние, промежуточные);
– макросистемы (большие, крупных размеров);
– естественные, антропогенные.

3. Биотическая среда:

– продуценты;
– консументы;
– детритофаги;
– редуценты.

ХОД УРОКА

Учитель зачитывает слова В.И. Вернадского:

«Ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится. Все организмы неразрывно и непрерывно связаны, прежде всего питанием и дыханием – с окружающей их материально-энергетической средой. Вне ее в природных условиях они существовать не могут».

Записывает на доске тему урока.

Живые организмы тесно связаны между собой и со средой обитания: рыбы живут в воде, волки, лисицы, зайцы – в лесу. Взаимно обеспечивая жизнедеятельность друг друга, они образуют устойчивые сообщества, а в комплексе со средой обитания – устойчивую систему, которая получила название «экосистема» (от греческого экос – жилище, местообитание).
Термин экосистема предложил в 1935 г. английский ботаник Артур Джордж Тенсли, который утверждал, что экосистема является основой природной единицы поверхности, что для экосистем характерен разного рода обмен веществ между живыми и неживыми ее частями.

(Демонстрирует схему «Матрешка экосистем».)

Посмотрите на эту схему. Вы видите своеобразную «матрешку», составленную из различных экосистем.
Чем меньше размер экосистемы, тем теснее взаимодействуют входящие в ее состав организмы. Экосистема муравейника входит в состав лесного биогеоценоза, а он, в свою очередь, – часть географического ландшафта.
Лесная экосистема включает представителей многих видов животных, растений, грибов, бактерий. Многие из них проводят в лесу только часть времени.
В пределах ландшафта разные биогеоценозы связаны наземным и подземным движением воды, в которой растворены минеральные вещества.
В экосистему водосборного бассейна входят несколько разных экосистем: лес, луг, участки пашни. Организмы этих экосистем могут не иметь прямых взаимоотношений и быть связаны через надземные и подземные потоки воды, которые перемещаются к водоему.
В пределах ландшафта переносятся семена растений, перемещаются животные. Нора лисы или логово волка находятся в одном биогеоценозе, а охотятся эти хищники на большой территории, состоящей из нескольких биогеоценозов.
Ландшафты объединяются в физико-географические районы, где разные биогеоценозы связаны общим климатом, геологическим строением территории и возможностью расселения животных и растений.
Все экосистемы земного шара связаны через атмосферу и Мировой океан, куда поступают продукты жизнедеятельности организмов, и составляют единое целое – биосферу.
Итак, океан, река, тайга, степь, лес, луг, муравейник – все это экосистемы.

Запишите в тетради: «Экосистема – это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, тесно связанными между собой обменом веществ и энергии».
Сходный смысл имеет и используемый в экологии термин «биогеоценоз», предложенный известным русским ботаником, лесоводом и географом Владимиром Николаевичем Сукачевым в 1940 г. Основные его работы посвящены изучению растительности различных регионов страны.
По определению В.Н. Сукачева, «биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».

Биоценоз – это совокупность организмов, совместно населяющих участок суши или водоема. Воздух, вода, почва, горные породы, солнечный свет и т.п. называют абиотическими факторами среды. Запишите в тетради: «биоценоз + абиотические факторы среды = биогеценоз».
Обязательным компонентом биогеоценоза является растительное сообщество, или фитоценоз. В то же время экосистема может и не включать растительного сообщества, а также и почвы, например труп животного, ствол дерева в стадии разложения. Таким образом, любой биогеоценоз может быть назван экосистемой, в то время как не каждая экосистема может быть биогеоценозом.
Для удобства рассмотрения экосистемы подразделяют на микро-, мезо- и макроэкосистемы в зависимости от размеров.

• Микроэкосистемы – мелкие (например нора млекопитающего с ее обитателями, включая и паразитов, сожителей и т.д.), обычно составляющие индивидуальные сотоварищества.

• Мезоэкосистемы – средние, промежуточного размера: лес, пруд и т.д.

• Макроэкосистемы – большие, крупных размеров: биогеографические области океана, континента и т.п.

Человек вырубает леса, уничтожает зверей, птиц, распахивает и засеивает степи, осушает болота, строит города. Подобная деятельность приводит к разрушению существующих природных экосистем. На их месте сразу же образуются новые экосистемы. Экосистемы, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, называют антропогенными (от греческого антропос – человек, генос – происхождение, род).
На состав и жизнедеятельность экосистем оказывают влияние различные факторы внешней среды, в которой они существуют и развиваются. Эти факторы называются экологическими.

Рассмотрим подробнее, чем характеризуются группы экологических факторов. К абиотическим факторам относятся космические, планетарные, климатические и почвенные элементы среды. Космические и планетарные – это солнечное излучение и основные параметры Земли как небесного тела – форма, вращение, наклон земной оси. Солнечное излучение состоит из электромагнитного, в основном светового и теплового излучения, благодаря которому возникла жизнь на Земле. Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси обеспечивает смену времен года, дня и ночи. Наклон земной оси и форма нашей планеты влияют на распределение тепла по ее поверхности. Космические и планетарные факторы обусловили образование широтных географических поясов (экваториальный, тропические, субтропические, умеренные и полярные).
К климатическим факторам относятся свет, температура, влажность воздуха, атмосферное давление, осадки, ветер. Климат во многом определяет формирование экосистем внутри географических поясов. Так, в умеренном поясе образуются зоны хвойных, смешанных и широколиственных лесов, лесостепи, степи, полупустыни и пустыни.
В горных экосистемах от подножий к вершинам климат изменяется и, соотвественно, выделяются высотные географические пояса (высотная поясность, или зональность).
К почвенным факторам относятся тепловой режим, влажность и плодородие почв. Чем плодороднее почва, тем богаче растительность и, соответственно, разнообразнее животный мир, чем скуднее почва, тем беднее и животный мир.
К биотическим факторам относятся живые организмы с учетом таких показателей как количество, рост и возраст, особенности их поведения (забота о потомстве), внутривидовая и межвидовая конкуренция, разные формы пищевых связей (например, взаимоотношения хищник–жертва или паразит–хозяин).
Антропогенные факторы складываются из прямого и косвенного воздействия человека на природу: рубка лесов, распашка полей, истребление или переселение животных и растений, загрязнение воды, почвы, атмосферы. Наиболее ощутимое воздействие человека на природу связано с работой промышленных предприятий и применением тяжелой техники. В этих случаях антропогенные факторы называются техногенными.

Каждая природная экосистема имеет установившуюся структуру (строение). Она состоит из двух основных сред: абиотической и биотической.
Каковы характеристики этих сред? Абиотическая среда – часть экосистемы, включающая земную кору, рельеф, почву, поверхностные и подземные воды, атмосферу, солнечный свет и тепло, питательные вещества. Она обеспечивает условия жизни живым организмам.

Биотическая среда – часть экосистемы, состоящая из организмов.
В зависимости от способа питания среди организмов можно выделить следующие группы: продуценты, консументы, детритофаги и редуценты.

• Продуценты (от лат. производящий) с помощью фотосинтеза (или хемосинтеза) создают органическое вещество. К продуцентам относятся высшие растения (трава, кустарники, деревья), водоросли, фотосинтезирующие и некоторые другие бактерии. Зеленые растения при фотосинтезе выделяют в атмосферу кислород.

• Консументы (от лат. потребитель) питаются продуцентами и другими консументами. К консументам относятся звери, птицы, рыбы, насекомые и т.д. Консументы первого порядка – типичные травоядные животные: насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие (грызуны, копытные). В воде – моллюски и мелкие ракообразные, личинки. К консументам первого порядка относятся некоторые растения, животные–паразиты растений.

• Консументы второго порядка питаются травоядными; консументы третьего порядка – консументами второго порядка и травоядными. Они могут быть хищниками и охотиться – схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами.

• Детритофаги питаются отмершими растительными остатками и трупами животных. К детритофагам относятся дождевые черви, крабы, муравьи, жуки-навозники, крысы, шакалы, грифы, вороны и др.

• Редуценты – разрушители мертвого органического вещества. К редуцентам относятся бактерии и грибы, которые в отличие от детритофагов, разлагают мертвое органическое вещество до минеральных соединений. Эти соединения возвращаются в почву и снова используются растениями для питания.

Есть всеядные животные, которые могут питаться и растительной, и животной пищей (медведь, енот и другие, в том числе и человек).

Если одно животное употребляет в пищу другое, их взаимоотношения определяются как «хищник–жертва» (лиса–заяц, волк–заяц).

Если одно животное или растение длительное время существует за счет другого организма, их взаимоотношения определяются как «паразит–хозяин» (гриб трутовик на деревьях, глисты у животных).

Нарушение человеком структуры экосистемы может привести ее к гибели: если сильно нарушена среда обитания, экосистема погибает. Если уничтожить естественную растительность, нечем будет питаться травоядным, а следовательно, и хищникам. Если ядохимикатами уничтожить редуцентов – плодородие почвы оскудеет, и земля будет засыпана несгнившими остатками, что тоже приведет к гибели экосистемы.

Закрепление материала

1. Установите соответствие терминов между двумя колонками.

1) Организм;
2) популяция;
3) биоценоз;
4) биогеоценоз;
5) агроценоз;
6) экосистема.

а) Аквариум;
б) живые организмы озера;
в) лишайник;
г) муравейник;
д) степь;
е) нерпы озера Байкал;
ж) поле пшеницы.

Ответы: 1 – в, 2 – е, 3 – б, 4 – д, 5 – ж, 6 – г, д.

2. Определите, кем по способу питания являются в экосистеме перечисленные организмы (П – продуценты, К – консументы, Р – редуценты):

1) олень;
2) жук-навозник;
3) одноклеточные водоросли;
4) дизентерийная амеба;
5) ель;
6) дятел;
7) волк;
8) гриб подосиновик;
9) гнилостные бактерии.

Ответы: П – 3, 5; К – 1, 2, 4, 6, 7; Р – 8, 9.

Работа в группах

Конструирование экосистем на планах местности. Каждая группа дает характеристику своей экосистеме.

• 1-я группа: улица города.

• 2-я группа: зимний лес.

• 3-я группа: околица деревни.

• 4-я группа: лес и берег озера.

Итог. Выставление оценок.

Домашнее задание

• 1-й вариант – кабинет биологии как модель экосистемы;

• 2-й вариант – аквариум как модель экосистемы;

• 3-й вариант – парк как экосистема.

 

Источник: bio.1sept.ru

Основным объектом изучения экологии являются экологические системы или экосистемы. Экосистема занимает следующее, после биоценоза, место в системе уровней живой природы. При характеристике биоценоза мы рассматривали только живые организмы, отмечая, что место, на котором развивается биоценоз, называется биотопом. Если же рассматривать живые организмы (биоценоз) в совокупности с факторами окружающей среды, то мы будем иметь дело с экосистемой. Таким образом, экосистема, это природный комплекс (биокосная система), образованный живыми организмами (биоценоз) и средой их обитания (косной, например атмосфера, или биокосной — почва, водоём и т.п.), связанными между собой обменом веществ и энергии.

В процессе всестороннего изучения природных комплексов взаимодействующих между собой растений, животных и микроорганизмов учёные давали этим надорганизменным единицам разные названия. Большая часть из предложенных терминов не получили распространения. Общепринятый в экологии термин «экосистема» ввел в экологию в 1935 г. английский ботаник Артур Тенсли. Он считал, что экосистемы, «с точки зрения эколога, представляют собой основные природные единицы на поверхности зем­ли», в которые входит «не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, образующих то, что мы назы­ваем средой биома,— факторы местооби­тания в самом широком смысле». Он под­чёркивал, что для экосистем характерен «разно­го рода обмен веществ не только между организмами, но и между органическим и неорганическим». Это не только комплекс живых организмов, но и все сочетание физических факторов. Всюду, где мы наблюдаем отчетливое единство растений, животных и микроорганизмов, объединенных отдельным участком окружающей среды, мы имеем пример экосистемы.

Экосистема (экологическая система) — основная функциональная единица экологии, представляющая собой единство живых организмов и среды их обитания, организованное потоками энергии и биологическим круговоротом веществ. Это фундаментальная общность живого и среды его обитания.Это любая совокупность совместно обитающих живых организмов и условий их существования (среда обитания).

Понятие «экосистема» можно применить к объектам различной степени сложности и разного размера. Это может быть частичка почвы и капля воды, кочка на болоте и само болото, лужа, озеро и океан, луг, лес, Земля в целом. Примером экосистемы может служить и тропический лес в определенном месте и в конкретный момент времени, населенный тысячами видов растений, животных и микробов, живущих вместе, и связанными миллионами происходящих между ними взаимодействий.

Таким образом, каждая конкретная экосистема может характеризоваться определенными границами (экосистема елового леса, экосистема низинного болота). Однако само понятие «экосистема» является безранговым, обладает признаком безразмерности, ей не свойственны территориальные ограничения. Обычно экосистемы разграничиваются элементами абиотической среды, например рельефом, видовым разнообразием, физико-химическими и трофическими условиями и т.п. Размер экосистем не может быть выражен в физических единицах измерения (площадь, длина, объем и т.д.). Он выражается системной мерой, учитывающей процессы обмена веществ и энергии. Поэтому под экосистемой обычно понимается совокупность биотической (живые организмы) и абиотической среды, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот, в котором участвуют продуценты, консументы и редуценты. Термин «экосистема» применяется и по отношению к искусственным образованиям, например экосистема парка, сельскохозяйственная экосистема (агроэкосистема ).

Экосистемы по их размерности можно разделить на микроэкосистемы (экосистема гниющего пня или дерева в лесу, прибрежные заросли водных растений), мезоэкосистема (болото, сосновый лес, ржаное поле) и макроэкосистема (океан, море, пустыня).

Для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл круговорота веществ, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение определенного времени.

Пространственная разграниченность экосистем в одних случаях может быть выражена относительно отчетливо, в других — границы между ними могут быть только условными. Для эколога, изучающего структуру экосистем, удобно пользоваться естественными границами (например, край болота, опушка леса, берег реки или озера). В любом случае выделение экосистем правомочно лишь в том случае, если имеет место приток из окружающей среды не только энергии, но и определенного количества вещества.

Экосистема характеризует реально существующие сообщества организмов в их активной взаимосвязи с окружающей средой — как неживой так и живой. Все экологические системы принадлежат к открытым термодинамическим системам, относительно стабильным во времени: они должны получать и отдавать энергию и обмениваться веществом. Их стабильность создается и регулируется взаимодействием круговорота веществ и потоков энергии. Исходя из общей теории систем, концепция экосистемы, как открытой системы, должна учитывать специфику связанных между собой среды на входе и среды на выходе. К примеру, для биосферы нашей Земли средой на входе будет являться энергия, земное и космическое вещество, а на выходе — осадочные биогенные породы и уходящие в космос газы.

Все компоненты экосистем взаимосвязаны между собой, устойчивое соотношение видов сложено веками. Поэтому появление в ней любого нового вида, не свойственного данной экосистеме может нарушить естественное равновесие.

Примеров множество. Наиболее известные относятся к экосистемам пятого континента.

В один из рождественских дней 1859 года в Австралию были впервые завезены 24 симпатичных кролика. Естественные хищники, которые питаются этими зверьками в местной фауне отсутствовали. Последствие – стремительное размножение этой колонии плодовитых грызунов. Фраза «Кролики съели Австралию» не шутка, а печальная быль. Эти травоядные здорово подорвали кормовую базу скотоводства на континенте и нанесли огромный урон урожаю сельскохозяйственных культур.

Еще один из примеров внедрения чужеродного вида в экосистему со свободными экологическими нишами — история нашествия кактуса из рода опунция на Австралийский континент.

Эти кактусы были ввезены в Австралию в начале века для использования в качестве живых изгородей (кстати, для охраны земель от вездесущих кроликов). Однако при отсутствии сильных конкурентов опунция быстро распространилась по всему материку, превратившись в сорняк и заняв тысячи гектаров ценных луговых и пастбищных угодий. После нескольких неудачных попыток искоренения опунции для борьбы с ней завезли из Южной Америки бабочку кактусовую огневку. Ее гусеницы кормятся на растущих побегах опунции и быстро уничтожают растение, буквально пресекая ее развитие в самом зародыше. Это насекомое оказалось таким эффективным средством борьбы, что уже через несколько лет о вреде, наносимом опунцией, вспоминали как о чем-то давно прошедшем.

Для борьбы с опунцией экологи вынуждены были изучить биологию, экологию, способ размножения не только растения-вредителя, но и могущего оказать помощь насекомого. Экологической катастрофы удалось избежать, вспышка чужестранца была подавлена. Однако опасность таких катастроф в современном мире реально существует.

 

Динамика экосистем

 

Экосистемы непрерывно подвержены изменениям. Нескончаемый поток энергии и питательных веществ постоянно влияют на состояние экосистем. Одни виды, постепенно отмирают или вытесняются, и уступают место другим. Внутри экосистем постоянно протекают процессы разрушения и новообразования. Например, старые деревья отмирают, падают и перегнивают, а рядом покоящиеся до поры до времени в почве семена прорастают, давая новый цикл развития жизни.

Такие постепенные процессы изменения экосистем могут носить иной характер в случае катастрофических воздействий на них. Если биоценоз разрушается, например, при воздействии урагана, пожара или рубки леса, то восстановление исходного биоценоза происходит медленно.

<== предыдущая лекция	|	следующая лекция ==>
Структура биоценоза	|	Изменение экосистемы во времени в результате внешних и внутренних воздействий носит название динамики экосистемы.

Источник: helpiks.org