Впервые термин "Экосистема" был предложен в 1935 году английским экологом А. Тенсли. Экосистема – это основная структурная единица экологии, представляет собой единый природный или природно-антропогенный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные экологические компоненты, объединены причинно-следственными связями, обменом веществ и распределением потока энергии. Экосистемы очень разнообразны. Существует несколько классификаций экосистем.

По происхождению различают следующие типы экосистем.

1. Природные (естественные) экосистемы — это такие экосистемы, в которых биологический круговорот протекает без прямого участия человека. По энергетическому признаку они делятся на два вида:

— экосистемы, полностью зависящие от прямого солнечного излучения, получающие мало энергии, и поэтому малопродуктивны. Однако они крайне важны, так как занимают огромные площади, на которых очищаются большие объемы воздуха, формируются климатические условия и т.д.


— экосистемы, получаемые энергию и от Солнца, и от других естественных источников. Данные экосистемы намного продуктивнее первых.

2. Антропогенные (искусственные) экосистемы — экосистемы, созданные человеком, которые способны существовать только при поддержке человека. Среди данных экосистем выделяют:

— агроэкосистемы (греч. agros — поле) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека;

— техноэкосистемы — искусственные экосистемы, возникающие в результате промышленной деятельности человека;

— урбаноэкосистемы (лат. urbanus — городской) — экосистемы, возникающие в результате создания поселений человека. В индустриально-городских экосистемах энергия топлива не дополняет, а заменяет солнечную энергию. Потребность в энергии плотно заселенных городов на 2-3 порядка больше того потока, который поддерживает жизнь в эстественных экосистемах, движимых Солнцем. Существуют и переходные между природными и антропогенным типы экосистем, например, экосистемы естественных пастбищ, используемых человеком для выпаса сельскохозяйственных животных. Все экосистемы взаимосвязаны и взаимозависимы. Существует классификация естественных экосистем в зависимости от природных и климатических условий, основанная на преобладающем типе растительности в крупных регионах-биомах. Биом – совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенной ландшафтно-географической зоне. Биом характеризуется основным типом климата, растительности или особенностями ландшафта. К основным типам природных экосистем и биомов (по Ю. Одуму, 1986) относятся следующие наземные экосистемы:


— вечнозеленый тропический дождевой лес;

— полувечнозеленый тропический лес (выраженный влажный и сухой сезоны);

— пустыня травянистая кустарниковая;

— чапараль – районы с дождливой зимой и засушливым летом;

— тропические злаковники (грасленд) и саванна;

— степь умеренной зоны;

— листопадный лес умеренной зоны;

— бореальные хвойные леса;

— тундра арктическая и альпийская.

В водных местообитаниях, где растительность малозаметна, в основе выделения экосистем находятся гидрологические и физические особенности среды, например "стоячая вода", "текучая вода". Водные экосистемы делятся на пресноводные и морские.

Пресноводные экосистемы:

— ленточные (стоячие воды) – озера, пруды и т.д.;

— лотические (текучие воды) – реки, ручьи и т.д.;

— заболоченные угодья – болота и болотистые леса.

Морские экосистемы:

— открытый океан (пелагическая экосистема);

— воды континентального шельфа (прибрежные воды);

— районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством);

— эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек и др.);

— глубоководные рифтовые зоны.

Источник: studopedia.org

Основные типы экосистем мира


В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем — биомов. Биом — совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенной ландшафтно-географической зоне (например, в тундре, тайге, степи и т. Д.). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип природной (исходной) растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности (по Ю. Одум, 1986).

наземные экосистемы

  • тундра: арктическая и альпийская;
  • бореальные хвойные леса (тайга);
  • листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса)
  • степь умеренной зоны;
  • чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом)
  • тропические злаковники (грасленд) и саванна;
  • пустыня: травянистая и кустарниковая;
  • полувечнозеленый сезонный (листопадный) тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами)
  • вечнозеленый тропический дождевой лес.

пресноводные экосистемы

  • лентични (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.60-65%
  • лотични (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.60-65%
  • заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

морские экосистемы

  • открытый океан (пелагическая экосистема)
  • воды континентального шельфа (прибрежные воды);
  • районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством)
  • эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.)60-65%
  • глубоководные рифтовые зоны.
iv>

Кроме основных типов природных экосистем (биомов) различают переходные типы — Экотон. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

экосистемы суши

Размещение по земной поверхности основных наземных биомов определяют два абиотических факторы — температура и количество осадков. Климат в разных районах земного шара неодинаков. Годовая сумма осадков изменяется от 0 до 2500 мм и более. При этом они выпадают равномерно в течение года или их основная доля приходится на определенный период — влажный сезон. Среднегодовая температура также варьирует от отрицательных величин до 38 ° С. Температуры могут быть практически постоянными в течение всего года (вблизи экватора) или меняться по сезонам.

тундры

Тундры — в северном полушарии к северу от тайги. Климат очень холодный с полярным днем ​​и полярной ночью, среднегодовая температура ниже -5 ° С. За несколько недель короткого лета земля оттаивает не более чем на 1 м в глубину. Осадков менее 200-300 мм в год. Растительность: отсутствуют деревья, господствуют медленно растущие лишайники, мхи, злаки и осоки, стелющиеся или карликовые кустарники (брусника, черника, карликовая береза).


вотный мир: крупные травоядные копытные (северный олень, мускусный бык), мелкие роющие млекопитающие (лемминги), хищники, приобретают зимой маскируя белую окраску (песец, рысь, горностай, полярная сова). В тундре коротким летом гнездится большое количество перелетных птиц, среди них особенно много водоплавающих, которые питаются имеющимся здесь в изобилии насекомыми и пресноводными беспозвоночными. Почвы тундровые — бедные с малой мощностью над слоем вечной мерзлоты.

Бореальные хвойные леса (тайга)

Бореальные хвойные леса (тайга) — северные районы Европы, Азии и Северной Америки. Климат: длинная и холодная зима, много осадков выпадает в виде снега. Растительность: господствуют вечнозеленые хвойные леса (ель, пихта, сибирская кедровая сосна, лиственница, сосна) с мощной лесной подстилкой. Животный мир: крупные травоядные копытные (лось, северный олень), мелкие растительноядные млекопитающие (заяц-беляк, белка, грызуны), волк, рысь, лиса, медведь, гризли, росомаха, норка и другие хищники, многочисленные насекомые-кровососы во время короткого летом. Множество болот и озер. Почвы подзолистые и дерново-подзолистые — маломощные и бедные.

Листопадные леса умеренной зоны

Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса) (Западная Европа, Восточная Азия, восток США). Климат сезонный с зимними температурами ниже 0 ° С, осадков 750-1500 мм в год. Растительность: господствуют леса из широколиственных листопадных пород деревьев высотой до 35-45 м (дуб, бук, клен), кустарниковый подлесок, мхи, лишайники, мощная лесная подстилка.

>
вотный мир: млекопитающие (лоси, медведи, рыси, лисы, волки, белки, землеройки), птицы (дятлы, дрозды, совы, соколы), пресмыкающиеся (змеи), земноводные (лягушки, саламандры), рыбы (форель, окунь, сом и др.). Биота адаптирована к сезонного климата: спячка, миграции, состояние покоя в зимние месяцы. Почвы бурые лесные. В этих районах человеческая цивилизация получила наибольшее развитие, поэтому большая часть широколиственных лесов заменена культурными группировками.

Степи умеренной зоны

Степи умеренной зоны (в Евразии, центр Северной Америки (прерии), юго-восток Южной Америки (пампасы), отдельные районы Африки, Австралии, Новой Зеландии (туссоки)). Климат сезонный, лето от умеренного теплого к жаркому, зимние температуры ниже 0 ° С, осадков 250-750 мм в год. Растительность: господствуют дернинни злаки высотой до 2 м и выше в некоторых прериях Северной Америки или до 50 см, например, в степях России, с отдельными деревьями и кустарниками на влажных участках. Животный мир: большие растительноядные млекопитающие — бизоны, вилороги антилопы (Северная Америка), сайгаки, а раньше дикие лошади — тарпан (Евразия), кенгуру (Австралия), жирафы, зебры, белые носороги, антилопы (Африка) мелкие роющие млекопитающие (суслики, сурки, полевки, кролики), хищники (койоты, львы, леопарды, гепарды, гиены), разнообразные птицы. Почвы: черноземы — самые плодородные почвы в мире — и каштановые. Большая часть степей в настоящее время используется под пашню, пастбища, сенокосы и т.д.


чапараль

Чапараль (Средиземноморье, южный берег Австралии, в Калифорнии, Мексике и Грузии). Климат мягкий умеренный, осадков 500-700 мм, выпадают теплой зимой, лето засушливое. Растительность: деревья (лавр, вечнозеленые дубы) и кустарники с жесткими вечнозелеными листьями. Почвы коричневые и серо-коричневые.

Тропический грасленд и саванны

Тропический грасленд и саванны (Центральная и Восточная Африка, Южная Америка, Австралия, большая часть южной Индии). Климат сухой и жаркий большую часть года, температура высокая круглый год, осадки, 750-1650 мм в год, распределяются неравномерно по сезонам (влажный и сухой сезоны). Растительность: густая травянистая растительность (злаковые) с редкими листопадными деревьями (баобабы, акации, пальмы). Животный мир: большие растительноядные млекопитающие (антилопы, зебры, жирафы, носороги), хищники (львы, леопарды, гепарды), птицы (африканский страус, грифы). Многие насекомые, например, муха-цеце. Почвы: красные ферраллитные, красно-бурые и коричнево-красные.

Пустыне травянистая и кустарниковая

Пустыне травянистая и кустарниковая (некоторые районы Африки, например Сахара, Ближнего Востока и Центральной Азии, Большой Бассейн и юго-запад США, север Мексики и др.). Климат очень сухой, с жарким днем ​​и холодными ночами, осадков менее 200-250 мм в год.


стительность: ксерофитные травы и ридкостойний кустарник, кактусы, множество эфемеров, быстро развиваются после непродолжительных дождей. Корневые системы у растений крупные, поверхностные, перехватывающие влагу редких осадков или стержневые корни, проникающие в землю до уровня грунтовых вод (30 м и глубже). Животный мир: различные грызуны, лягушки, ящерицы, змеи и другие пресмыкающиеся, совы, орлы, грифы, мелкие птицы и насекомые в большом количестве, верблюды. Почвы светло-бурые, серозёмы, такыры.

Полувечнозеленые сезонные (листопадные) тропические леса

Полувечнозеленые сезонные (листопадные) тропические леса (тропическая часть Азии, Центральная Америка). Климат с изменением сухого (4-6 месяцев) и влажного сезонов, среднегодовое количество осадков 800-1300 мм в год. Растительность: господствуют леса. Доминируют деревья верхнего яруса, сбрасывают листья в сухой сезон. Нижний ярус образуют в основном вечнозеленые деревья и кусты. С вечнозеленых деревьев этих экосистем наиболее известна пальма. Животный мир: практически так же богат, как в вечнозеленых тропических дождевых лесах. Почвы: красные ферраллитные.

Вечнозеленые тропические дождевые леса

Вечнозеленые тропические дождевые леса (север Южной Америки, Центральная Америка, западная и центральная части экваториальной Африки, Юго-Восточная Азия, прибрежные районы северо-запада Австралии, острова Индийского и Тихого океанов). Климат без смены сезонов в связи с близостью к экватору, среднегодовая температура выше 17 ° С (обычно 28 ° С), среднегодовое количество осадков превышает 2000-2500 мм в год.


стительность: господствуют леса. Деревья различной высоты образуют густой полог из трех ярусов (верхний ярус, полог и нижний ярус). Кустарники и травянистая растительность практически отсутствуют. На стволах и ветвях деревьев развиваются растения-эпифиты, корни которых не достигает почвы, и деревянистые лианы, укореняются в почве и поднимаются по деревьям к их вершинам. Видовое разнообразие растений огромно. Животный мир: видовой состав богаче, чем во всех других биомов вместе взятых. Встречаются многочисленные экзотические насекомые с яркой окраской, земноводные (лягушки), пресмыкающиеся (ящерицы, змеи, черепахи), птицы (попугаи, павлины, кондор), млекопитающие (обезьяны, муравьеды, ягуары). Почвы: красно-желтые ферраллитные — маломощные и бедные органическим веществом и минеральными элементами питания растений. Большая часть питательных веществ закреплена в биомассе растительности.

Пресноводные и морские экосистемы

Составляя очень малую часть от всех экосистем биосферы (например, в любой отрезок времени в атмосфере воды содержится в 10 раз больше, чем во всех реках мира), пресноводные экосистемы для человека имеют непреходящее значение, вследствие того, что они практически единственный источник для бытовых и промышленных нужд. Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера, болота, заполняют искусственные пруды и большие водохранилища. Пресные воды могут находиться в тикучому, в относительно неподвижном, стоячем и промежуточном состояниях.


Лимитирующие факторы водной среды — температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие водных животных — стенотермные — для них опасно даже небольшое тепловое загрязнение. Прозрачность — глубина зоны, в которой возможен фотосинтез при проникновении солнечного света. Течение влияет на распространение организмов и содержание газов и солей. Важнейшим лимитирующим фактором является концентрация кислорода. Лимитирующие из биогенных солей — нитраты и фосфаты. Разница в концентрации солей в гидробионтов с окружающим водной средой может повышать или снижать давление жидкости в теле рыбы, и то и другое ведет к ее гибели. Поэтому пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские — в пресноводной водоеме. Но есть рыбы со специальным механизмом осмотического регуляции, способные жить в обеих средах (лосось и др.).

Пищевые цепи в водоемах хорошо развиты и представлены организмами всех трофических уровней. Водные организмы, с экологических позиций, классифицируются по местонахождению в водоеме: бентос — организмы, обитающие на дне; перифитон — прикреплены к стеблям водных растений или к другим выступлений над дном водоема. Планктон — организмы, плавающие в поверхностном слое воды; нектон — организмы, свободно перемещаются в воде. Особое значение имеет распределение организмов по трем зонам водоема. Литоральная зона — толща воды, где солнечный свет доходит до дна. Лимнична зона — толща воды до глубины, куда проникает всего один процент от солнечного света и где затухает фотосинтез. Евфотичною зоной называют всю освещенную толщу воды в литоральной и лимничний зонах. Профундальна зона — дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет. В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются — перекаты и плесы. Лентични экосистемы. Озера — естественные пресноводные водоемы. Наличие в большинстве озер профундальнои зоны сказывается на температурном режиме водной толще, на ее «перемешивании» и распределении кислорода в ней. Эти процессы сезонные, как и стратификация озера по температурному режиму. Известно, что наибольшую плотность, равную 1 г / см3, вода имеет при 4 ° С, а выше и ниже этой отметки плотность ее снижается. В весенний и осенний периоды, когда вода на поверхности водоема имеет температуру 4 ° С, происходит ее перемешивание, а в летний и зимний периоды — наступают стратификация водоемы и периоды стагнации. Цветения фитопланктона приурочено к перемешиванию, когда в фотического (освещенной) зоне появляются воды, обогащенные биогенными компонентами. С точки зрения производительности озера делятся на две группы:

  1. олиготрофные (малокормных)
  2. эвтрофные (кормных).

Водохранилища создаются человеком при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не естественная экосистема, а природно-техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины. Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества. Если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию участка реки. Лотични экосистемы — реки — отличаются от стоячих водоемов тремя основными условиями:

  1. течение — важный лимитирующий и контролирующий фактор;
  2. обмен между водой и сушей значительно более активный;
  3. распределение кислорода более равномерное, так как практически отсутствует стратификация.

В больших реках наблюдается продольная зональность: в верховьях — группировка перекатов, в низовьях — плес, между ними местами возникают и те и другие. К низовьям видовой состав рыб обедняется, но увеличиваются их размеры.

Заболоченные угодья и болота. Болота по своему происхождению бывают верховые и низинные. Низменные питаются подземными водами и образуются при зарастании озер, речных стариц и других водоемов, а верховые — атмосферными осадками и могут возникнуть в любом понижении, даже на склонах гор. Болота покрыты водными макрофитами, болотными растениями и кустарниками. Болотные почвы и торфяники содержат много углерода (14-20%). Их сельскохозяйственная обработка приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа.

Морскую среду непрерывное и занимает более 70% поверхности планеты. Глубина океана огромная (до 11 км), но жизнь у всех его уголках и наиболее богатое вблизи суши. Барьерами для передвижения животных является температура, соленость, глубина, тем не менее, в океане отсутствуют абиотические зоны. Из-за постоянно действующие ветры — Пассат — в океанах и морях происходит постоянная циркуляция воды за счет мощных течений, исключает дефицит кислорода в глубинах океана. Наиболее продуктивны в Мировом океане области апвеллинга. Апвеллингов — процесс подъема холодных вод с глубины океана там, где ветры постоянно перемещают воду прочь от крутого материкового склона, взамен которой поднимается с глубины вода, обогащенная биогенами. Высокопроизводительные и богатые биогенами, за счет привноса их с суши воды эстуариев. Соленость в них колеблется по сезонам года, поэтому здесь живут эвригалинных организмы, в отличие от таковых в открытом океане (средняя соленость 35 г / л), которые являются стеногалинные.

Биогенные элементы — важный лимитирующий фактор в морской среде, где их содержится несколько частей на миллиард частей воды. Но эти элементы быстро перехватываются организмами, попадая в их трофические цепи, практически не достигнув Гетеротрофные зоны (биологический круговорот). Итак, низкая концентрация биогенов еще не свидетельствует об их общий дефицит. Главным фактором, дифференцирует морскую биоту, является глубина моря: материковый шельф резко меняется материковым склоном, плавно переходит в материковое подножие, которое опускается ниже к равному ложа океана — абиссальной равнины. Этим морфологическим частям океана примерно соответствуют следующие зоны: неритична — шельфа (с литоралью — приливно-отливные зоны), батиальных — материкового склона и его подножию; абиссальная — область океанических глубин от 2000 до 5000 м. Область открытого океана за пределами шельфа называют океанической. Все население океана, так же как и в пресноводных экосистемах, делится на планктон, нектон, бентос. Планктон и нектон, все, что живет в открытых водах, образует так называемую пелагическую зону. Самая верхняя часть океана, куда проникает свет и где создается первичная продукция, называется евфотичною. Ее мощность в открытом океане доходит до 200 м, а в прибрежной части — не более 30 м. По сравнению с километровыми глубинами, эта зона достаточно тонкая и отделяется компенсационной зоны от значительно большего водной толще, до самого дна — афотичнои зоны. Биотические группировки каждой из указанных зон, кроме евфотичнои, делятся на бентосные и пелагические. В них в первичных консументов относятся зоопланктон, насекомых в море экологически заменяют ракообразные. Подавляющее количество крупных животных — хищники. Морю характерна очень важная группа животных, которую называют сесильнимы (прикрепленными). Их нет в пресноводных системах (морские лилии). Все животные бентоса в своем жизненном цикле проходят пелагическую стадию в виде личинок. Область континентального шельфа, ограниченная глубиной моря до 200 м имеет богатую фауну в океане. Очень богатый кормом планктон за счет личинок бентосных фауны. Области апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Они богаты рыбой и птицами, которые живут на островах. Но при изменении направления ветра приходит спад «цветения» планктона и наступает массовая гибель рыб в результате развития бескислородных условиях (эвтрофикация). Лиманы — это полузамкнутый прибрежные водоемы. Они представляют собой Экотон между пресноводными и морскими экосистемами. Лиманы высокопроизводительные, является ловушками биогенных веществ. Океанические области — евфотична зона открытого океана, бедные биогенные элементы. Это воды «пустыне» по сравнению с прибрежными. Зоны Арктики и Антарктики много продуктивнее, так как плотность планктона возрастает при переходе к холодным морям и фауна рыб и китов здесь значительно богаче. Экосистемы глубоководных рифтовых зон океана находятся на глубине около 3000 м и более, в полной темноте, где невозможен фотосинтез, преобладает сероводородный загрязнения, есть выходы горячих подземных вод, высокие концентрации ядовитых металлов, и, тем не менее, здесь существует жизнь.

Источник: info-farm.ru

Чтобы полностью понять термин «экосистема» рассмотрим его на примере леса. Лес – не просто большое количество деревьев или кустарников, а сложная совокупность связанных между собой элементов живой и неживой (земля, солнечный свет, воздух) природы. К живым организмам относят:

  • растения;
  • животных;
  • насекомых;
  • мхи;
  • лишайники;
  • бактерии;
  • грибы.

Каждый организм выполняет свою четко поставленную роль, а общая работа всех живых и неживых элементов создает баланс для бесперебойной работы экосистемы. Каждый раз, когда посторонний фактор или новое живое существо проникают в экосистему, могут возникнуть негативные последствия, наносящие разрушения и потенциальный вред. Экосистема может разрушаться в результате жизнедеятельности человека или стихийных бедствий.

В зависимости масштаба проявления существует три основных вида экосистем:

  1. Макроэкосистема. Масштабная система, состоящая из маленьких систем. Примером становится пустыня, субтропический лес или океан населенный тысячами видов морских животных и растений.
  2. Мезоэкосистема. Экосистема небольшого размера (пруд, лесной массив или отдельная поляна).
  3. Микроэкосистема. Экосистема малого размера, которая имитирует в миниатюре природу различных экосистем (аквариум, труп животного, леской пень, лужа воды населенная микроорганизмами).

Уникальность экосистем в том, что они не имеют четко обозначенных границ. Чаще всего они дополняют друг друга или же разделяются пустынями, океанами и морями.

Человек играет весомую роль в жизнедеятельности экосистем. В наше время для удовлетворения собственных целей человечество создает новые и губит существующие экологические системы. В зависимости от способа образования экосистемы также делятся на две группы:

  1. Естественная экосистема. Создается в результате сил природы, способна самостоятельно восстанавливаться и создавать замкнутый круг веществ, от создания до распада.
  2. Искусственная или антропогенная экосистема. Состоит из растений и животных, которые обитают в условиях созданными руками человека (поле, пастбище, водохранилище, ботанический сад).

Одной из самых больших искусственных экосистем является город. Человек придумал его для удобства собственного существования и создал искусственные притоки энергии в виде газо- и водопроводов, электричества и отопления. Однако искусственная экосистема требует дополнительных притоков энергии и веществ извне.

Совокупность всех экологических систем составляет глобальную экосистему – биосферу. Она самая масштабная совокупность взаимодействия живой и неживой природы на планете Земля. Находится в балансе благодаря равновесию огромного множества экосистем и многообразия видов живых организмов. Она настолько огромна, что охватывает:

  • земную поверхность;
  • верхнюю часть литосферы;
  • нижнюю часть атмосферы;
  • все водные пространства.

Благодаря постоянному круговороту веществ, глобальная экосистема сохраняет свою жизнедеятельность на протяжении миллиардов лет.

Источник: ECOportal.info

Общие представления об антропогенных экосистемах

Опираясь на энергетические особенности существующих систем, можно их классифицировать, приняв энергию за основу, и выделил четыре фундаментальных типа экосистем:

1. природные: движимые Солнцем, несубсидируемые;

2. природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими естественными источниками;

3. движимые Солнцем и субсидируемые человеком;

4. индустриально-городские, движимые топливом (ископаемым, другим органическим и ядерным).

Эта классификация принципиально отличается от биомной, основанной на структуре экосистем, так как она основана на свойствах среды. Тем не менее, она хорошо дополняет ее. Первые два типа — это природные экосистемы, а третий и четвертый следует отнести к антропогенным.

К первому типу экосистем относятся океаны, высокогорные леса, являющиеся основой жизнеобеспечения на планете Земля.

Ко второму типу экосистем относятся эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т.е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра.

Экосистемы первого типа занимают громадные площади — одни океаны — это 70% территории земного шара. Ими движет энергия только самого Солнца, и они являются основой, стабилизирующей и поддерживающей жизнеобеспечивающие условия на планете.

Экосистемы второго типа обладают высокой естественной плодородностью. Эти системы «производят» столько первичной биомассы, что ее хватает не только на собственное содержание, но часть этой продукции может выноситься в другие системы или накапливаться.

Таким образом, природные экосистемы «работают» на поддержание своей жизнедеятельности и собственного развития без всяких забот и затрат со стороны человека, более того, в них создается и заметная доля пищевых продуктов и других материалов, необходимых для жизни самого человека. Но главное именно здесь очищаются большие объемы воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется климат и др.

Совсем иначе работают антропогенные экосистемы. К ним можно отнести третий тип — это агроэкосистемы, аквакультуры, производящие продукты питания и волокнистые материалы, но уже не только за счет энергии Солнца, а и дотации ее в форме горючего, поставляемого человеком.

Эти системы походят на природные, поскольку саморазвитие культурных растений в период вегетации — это процесс природный и вызван к жизни природной солнечной энергией. Но подготовка почв, сев, уборка урожая и др. — это уже энергетические затраты человека. Более того, человек практически целиком меняет природную экосистему, что выражается, прежде всего, в ее упрощении, т.е. снижении видового разнообразия вплоть до сильно упрощенной монокультурной системы (таблица 1).

Таблица 1

Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем (по Миллеру, 1993)

Природная экосистема

(болото, луг, лес)

Антропогенная экосистема

(поле, завод, дом)

Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию.

Потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива.

Продуцирует кислород и потребляет диоксид углерода.

Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемого топлива.

Формирует плодородную почву.

Истощает или представляет угрозу для плодородных почв.

Накапливает, очищает и постепенно расходует воду.

Расходует много воды, загрязняет ее.

Создает местообитания различных видов дикой природы.

Разрушает местообитания многих видов дикой природы.

Бесплатно фильтрует и обеззараживает загрязнители и отходы.

Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения.

Обладает способностью самосохранения и самовосстановления.

Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления.

Современное сельское хозяйство позволяет постоянно из года в год удерживать экосистемы на ранних стадиях сукцессий, добиваясь максимальной первичной продуктивности одной или нескольких растений. Крестьянам удается добиваться высоких урожаев, но дорогой ценой, а цена эта обуславливается затратами на борьбу с сорняками, на минеральные удобрения, на образование почв и т.д.

Устойчивое появление новых видов, например, травянистых растений, есть результат естественного сукцессионного процесса.

Животноводство — это также путь к упрощению экосистемы; охраняя полезных ему сельскохозяйственных животных, человек уничтожает диких животных: травоядных, как конкурентов в пищевых ресурсах, хищников — как уничтожающих домашний скот.

Вылов ценных видов рыб упрощает экосистемы водоемов. Загрязнение воздушной и водной сред также ведет к гибели деревьев и рыб и «обирает» природные экосистемы.

По мере роста народонаселения, люди будут вынуждены преобразовывать все новые зрелые экосистемы в простые молодые продуктивные. На поддержание этих систем в «молодом» возрасте увеличивается использование топливо-энергетичеких ресурсов. Кроме того, произойдет утрата видового (генетического) разнообразия и природных ландшафтов (таблица 1).

Молодая, продуктивная экосистема очень уязвима из-за монотипного видового состава, так как в результате какой-то экологической катастрофы (засухи), ее уже не восстановить вследствие разрушения генотипа. Но для жизни человечества они необходимы, поэтому наша задача — сохранить баланс между упрощенными антропогенными и соседствующими с ним более сложными, с богатейшим генофондом, природными экосистемами, от которых они зависят.

Энергетические затраты в сельском хозяйстве велики — природные плюс субсидируемые человеком и, тем не менее, самое продуктивное сельское хозяйство находится примерно на уровне продуктивных природных экосистем.

Продуктивность и тех и других основана на фотосинтезе действительное различие между системами лишь в распределении энергии: в антропогенной она поглощается лишь несколькими (одним-двумя) видами, а в природной — многими видами и веществами.

В экосистемах четвертого типа, к которым относятся индустриально-городские системы — энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах — здесь ее расход на два-три порядка выше.

1.2 Сельскохозяйственные экосистемы (агроэкосистемы)

Главная цель создаваемых сельхозсистем — рациональное использование тех биологических ресурсов, которые непосредственно вовлекаются в сферу деятельности человека — источники пищевых продуктов, технологического сырья, лекарственных препаратов.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая — чистой продукции автотрофов.

Обобщая все уже сказанное об агроэкосистемах подчеркнем следующие их основные отличия от природных (таблица 2).

1. В агроэкосистемах резко снижено разнообразие видов:

· снижение видов культивируемых растений снижает и видимое разнообразие животного населения биоценоза;

· видовое разнообразие разводимых человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным;

· культурные пастбища (с посевом трав) по видовому разнообразию похожи на сельскохозяйственные поля.

2. Виды растений и животных, культивируемых человеком, «эволюционируют» за счет искусственного отбора и неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

4. Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания биоценоза, а частичное ее использование вредителями, потери при уборке, которые тоже могут попасть в естественные трофические цепи. Всячески пресекаются человеком.

5. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов — это упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как и природные пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

Таблица 2

Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем.

Природные экосистемы

Агроэкосистемы

Первичные естественные элементарные единицы биосферы, сформировавшиеся в ходе эволюции.

Вторичные трансформированные человеком искусственные элементарные единицы биосферы.

Сложные системы со значительным количеством видов животных и растений, в которых господствуют популяции нескольких видов. Им свойственно устойчивое динамическое равновесие, достигаемое саморегуляцией.

Упрощенные системы с господством популяций одного вида растения и животного. Они устойчивы и характеризуются непостоянством структуры своей биомассы.

Продуктивность определяется приспособленными особенностями организмов, участвующих в круговороте веществ.

Продуктивность определяется уровнем хозяйственной деятельности и зависит от экономических и технических возможностей.

Первичная продукция используется животными и участвует в круговороте веществ. «Потребление» происходит почти одновременно с «производством».

Урожай собирают для удовлетворения потребностей человека и на корм скоту. Живое вещество некоторое время накапливается, не расходуясь. Наиболее высокая продуктивность развивается лишь на короткое время.

Упрощение природного окружения человека, с экологических позиций, очень опасно. Поэтому нельзя превращать весь ландшафт в агрохозяйственный, необходимо сохранять и умножать его многообразие, оставляя нетронутые заповедные участки, которые могли бы быть источником видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах сообществ.

Источник: eco.bobrodobro.ru