Все природные экосистемы созданы естественным путем, без воздействия каких-либо антропогенных факторов. Они характеризуются взаимосвязанностью всех компонентов (климат, неорганические вещества и органические соединения, растения и животные), между которыми происходит обмен веществом и энергией. Среди всего многообразия существующих природных экосистем выделяют 3 основные группы: наземные, морские и пресноводные. Подробнее о каждой из них вы узнаете из этой статьи.

Наземные

Главным фактором при классификации наземных экосистем является тип растительного покрова, преобладающий на определённой территории. Именно по этому критерию можно составить примерный портрет о структуре и характеристиках экосистемы той или иной местности. Опираясь на принцип широтной зональности, можно выделить 9 основных типов биомов, начнём с тех, что ближе к экватору.

Вечнозеленый дождевой тропический лес

Данный биом находится в экваториальном поясе. Здесь всегда очень влажно, и температура стабильна круглый год.
енно в таких благоприятных условиях проживает почти 70% всех известных видов растений и животных Земли. Для тропических лесов характерна древесная растительность, при этом кустарники тут практически отсутствуют, а вот лианы, наоборот, произрастают в больших количествах. Из-за плотности крон высоких деревьев солнечный свет редко проникает к земле. По этой причине подлесок на нижнем ярусе не формируется. Но в тех местах, где вдруг образовались пустоты в лиственном навесе, территория под деревьями сразу покрывается труднопроходимыми зарослями небольших деревьев, кустарников и лиан.

Сезонный тропический лес

Распространен на территориях с жарким климатом и большим количеством осадков, где в течение года влажный сезон чередуется с 1 или 2 сухими. Видовое разнообразие растений этого биома беднее, чем в вечнозеленом дождевом лесу. На характер флоры здесь значительное влияние оказывает количество осадков, выпадающих в разное время года. Для самых влажных областей характерны густые вечнозеленые леса, на территориях, где бывают непродолжительные периоды засухи, произрастают листопадные переменно-влажные леса, сменяющиеся далее саванновыми лесами и колючим редколесьем.

Саванны

Области суши с преобладанием травянистой растительности. Расположены в субэкваториальном поясе, где чётко разграничены дождливый и засушливый сезоны. Растения здесь приспособлены к сухому континентальному климату и могут выживать в условиях засухи, продолжающейся до нескольких месяцев. Помимо злаков и прочих трав в данном биоме распространены также кустарники и низкорослые деревья, но они в основном встречаются единичными экземплярами. Хотя в некоторых странах (например, в Бразилии) в саваннах произрастают редкие леса.

Пустыни

Эти природные экосистемы занимают пятую часть поверхности Земли, их главная отличительная черта — засуха. По ряду признаков выделяют песчаные и песчано-щебневые, каменистые, солончаковые и глинистые пустыни. Также к пустыням относятся отдельные участки в Антарктиде и Арктике, которые на 99% представлены заснеженными территориями. Растительный и животный мир пустынного биома беден. В жарких песчаных областях флора представлена преимущественно суккулентами, запасающими воду с помощью специальных тканей. К ним относятся многие виды молочная и кактусы. Арктические пустыни и вовсе лишены растительного покрова, там встречаются лишь некоторые мхи, лишайники, осоки и злаки.

Степь

Биом умеренных и субтропических широт, характеризующийся безлесьем. В степных регионах всегда жаркое засушливое лето, максимальная температура достигает +50°C. Зима, как правило, малоснежная, умеренно холодная, но случаются и сильные морозы с понижением температуры до 40°C. Растительный покров здесь представлен в основном многолетними ксерофитными травами, деревья почти отсутствуют. По типу растительности и особенностям режима увлажнения выделяют 5 разновидностей степей: горные, луговые или разнотравные, настоящие или ксерофильные, сазовые и пустынные. Некоторые фрагменты степей наблюдаются в лесостепной и полупустынной зонах.

Чапараль

Это биом регионов со Средиземноморским климатом, для которого характерно засушливое лето и влажная мягкая зима с обилием осадков. Фауна этих территорий представлена жестколистными кустарниками. Здесь распространены аденостомы, толокнянки, кустарники вечнозеленых дубов, а ближе к границе — и листопадные виды деревьев и кустарников. Важным элементом в функционировании данного биома является природный пожар, благодаря которому происходит возврат биогенов в экосистему. Без подобных эпизодических выгораний территории, полноценное существование чапаралей было бы невозможно.

Листопадный лес

Распространен в регионах умеренного пояса Северного полушария. Лето здесь умеренно жаркое, зима не слишком суровая, осадки равномерно распределены в течение года. Деревья этого биома являются летнезелеными, т. к. с наступлением холодов они сбрасывают всю листву, чтобы в тёплый период распустить новую. Типичные представители листопадных лесов — дубы, буки, липы, ясени и клены. Встречаются также хвойные виды, в частности ели и сосны.

Тайга

Занимает обширные площади северного умеренного пояса в Северном полушарии (около 15 млн. км). Флора данного биома представлена хвойными видами деревьев, которые образуют густые, растянувшиеся на сотни километров леса. По типам растительности тайгу делят на северную, среднюю и южную, при этом последняя имеет самый богатый видовой состав. Для северных участков обычны низкорослые сосны и ели, в средней тайге распространены ельники-черничники, немалая часть южных территорий занята березово-осинными лесами вторичного происхождения.

Тундра

Расположена между арктическими пустынями и таежными лесами. Климат здесь суровый, характерна высокая относительная влажность и сильные ветры. Вегетационный период в тундре короткий, из растений, способных выживать в таких условиях, преобладают лишайники, мхи и травы, прижимающиеся к поверхности земли. На заболоченных территориях произрастают ягодные кустарнички: голубика, клюква, княженика. Изредка встречаются карликовые деревья.

Морские

Экосистемы, сформированные в водной среде, характеризующейся высокой степенью солености (около 35%), занимают более 70% поверхности нашей планеты. При их классификации учитывается уровень глубины и степень удалённости от береговой линии.

Отрытый океан

Организмы в данной экосистеме распределены неравномерно. По степени освещённости в океане выделяют: верхнюю хорошо освещаемую зону (до 200 м) и нижнюю, почти лишенную света (свыше 200 м). По уровню глубины различают: литоральную зону (до 200 м), батиальную (2500 м), абиссальную (до 6000 м) и ультраабиссальную (свыше 6000 м). Фауна у поверхности воды гораздо богаче, чем на глубине, но и там, в кромешной темноте, есть жизнь. В глубоководных рифовых зонах (около 3000 м) обитают погонофры, креветки, двустворчатые моллюски, некоторые виды рыб и крабы.

Прибрежные воды

Самые благоприятные области для организмов, с очень богатым видовым составом животных и растений. К прибрежным зонам относят коралловые рифы, расположенные в тропических и субтропических широтах, и эстуарии — устья рек, расширяющиеся в месте впадения в моря.

Районы апвеллинга

Это места, где происходит подъем холодных, богатых биогенами вод на поверхность. Они могут располагаться практически в любой области мирового океана, но чаще встречаются у западных границ материков. Самый известный тип апвеллинга — прибрежный, оказывающий существенное влияние на жизнедеятельность человека, поддерживая продуктивность рыболовных областей мирового океана.

Пресноводные

Экосистемы, сформированные в пресноводной среде, занимают всего около 0,8% поверхности Земли и по видовому разнообразию флоры и фауны значительно уступают морским экосистемам. По скорости течения воды все пресноводные водоёмы можно разделить на проточные и стоячие.

Проточные — реки, родники, ручьи

Важным фактором, от которого зависит деятельность этих экосистем, является течение. Именно оно оказывает влияние на распределение организмов и содержание солей и газов. Данные экосистемы неразрывно взаимосвязаны с окружающей наземной средой.

Стоячие — озера, пруды, болота и прочие

Организмы стоячих экосистем в разных слоях воды неоднородны.
верхних слоях главными являются планктон и прибрежная растительность. Эти территории тесно связаны с наземными биомами, поскольку верхний слой водоёмов содержит множество организмов, служащих кормом для птиц и млекопитающих. Средний и придонный слои менее освещены, фауна здесь беднее. Типичные жители средних вод — хищные рыбы. Дно водоёмов обычно покрыто илом, песком, или же может быть каменистым. Здесь обитает большое количество бактерий и грибов, а также некоторые виды придонных рыб, моллюски и ракообразные.

Источник: NatWorld.info

Что такое экосистема?

Экосистема это система, которая объединяет живые организмы и их взаимодействие между собой и природой. У экосистемы нет определенных размеров, бывает огромной, как пустыни или моря, а также маленькой, как отдельные деревья, ручьи. В экосистеме связано абсолютно все, начиная от представителей живой природы, заканчивая неживой.

Суть экосистемы

По-своему важен каждый организм, он занимает определенное место. На примере экосистемы небольших озер можно рассматривать каждый вид живых существ, начиная от бактерий, заканчивая многоклеточными растениями, животными. Каждый организм не может жить без отдельных объектов неживой природы, всему нужен воздух, Солнце и вода. Напрямую на развитие организмов в озерах влияет даже минеральный состав вод.

Всегда, когда на экосистему воздействуют несвойственные ей организмы, могут происходит неизгладимые пагубные последствия. Новые организмы так или иначе искажают естественный порядок вещей, нарушают природный баланс, нанося вред окружающей среде. Так, на примере Австралии можно понять, что после заселения на остров собак, кошек и лисиц произошло истребление различных сумчатых.

Биотические члены любой экосистемы напрямую зависят друг от друга. Можно сказать, что если один член экосистемы исчезнет, то вся система потерпит значительные изменения. В случае, когда живым существам недостает света, воды, воздуха, они начинают постепенно вымирать, без растений невозможна жизнь животных, а без животных начинают вымирать организмы, напрямую от них зависящие.

В естественной природе системы функционируют по единому механизму. Каждая часть системы зависит от другой, работает одновременно с ней. Для поддержания природного баланса человек должен оберегать каждое живое существо. Разрушение экологических систем происходит по вине человека и природных катаклизмов.

Экосистема и биогеоценоз

Нельзя считать синонимами понятия экосистема и биогеоценоз. Они близкие по значению. Биогеоценоз – та же экосистема, ограниченная фитоценозом. Фитоценоз представляет собой сообщество растений, а также совокупность организмов, которые существуют совместно на едином участке земной поверхности. Экосистемой можно обобщить все понятия. Каждый биогеоценоз представляет собой экосистему, однако не каждая система может быть биогеоценозом.

Виды экосистем

Экосистемы могут быть разных размеров, существуют на различных пространствах, как на больших, так и на маленьких. Своя экосистема может быть под камнями, в небольших водоемах. Экологические системы могут охватывать огромные площади – леса, пустыни, степи. Технически, вся планета Земля представляет собой одну большую экосистему, общую для всех проживающих в ней существ.

Виды экосистем в зависимости от масштаба

Экосистемы бывают:

• Микросистемы – небольшие экологические системы вроде маленьких водоемов, луж, отдельно взятых деревьев и так далее.
• Мезоэкосистемы представляют собой экологические системы, охватывающие большие территории.
• Биомы (макроэкосистемы) – огромная экологическая система, а также совокупность экосистем, факторы которых аналогичны друг другу. Бывают обширные тропические леса, в которых располагаются миллионы животных, объекты неживой природы вроде озер.

Ни одна экосистема не обладает четко очерченными границами. Часто каждую систему отделяет определенный барьер: пустыни, архипелаги, реки, так далее. Так как нет четких границ, то экологические системы плавно переходят одна в другую. Именно поэтому в озерах может совмещаться несколько маленьких экосистем одновременно. При этом у каждой экосистемы получатся уникальные характеристики, отличающие ее от других. Подобные смешения экосистем называются экотонами.

Виды экосистем в зависимости от типа возникновения

Существуют определенные экосистемы, их можно различить по типу появления. Они чаще всего естественного происхождения, но бывают и искусственно созданные.

• Естественная экосистема – созданная природой. К ней можно отнести леса, озера, моря и так далее.
• Искусственные экосистемы создает сам человек: различные огороды, сады, т. д.

Типы экосистем

Бывают двух типов: водными, наземными. Остальные подтипы экосистем относятся к одной из данных групп.

Наземные экосистемы

Распространены на территории всей земли, встречаются во всех уголках планеты, бывают уникальными, как, например, в Австралии:

Лесные экосистемы

Здесь проживает большое количество живых организмов, расположенных на сравнительно небольших пространствах. Плотность заселенности лесов крайне велика, однако даже самые незначительные изменения могут сильно изменить естественный баланс на местности. В подобных экосистемах масса представителей животного и растительного мира. Лесные экологические системы разделяются на:

1. Дождевые тропические леса, где ежегодно выпадает масса осадков. Основные признаки тропических лесов такие: густая растительность с преобладанием высоких деревьев, которые располагаются на различной высоте. В подобных территориях живет множество живых организмов, где укрывается множество животных.
2. Лиственные тропические леса, в которых помимо разнообразных видов тропических деревьев произрастают кустарники. Лиственные тропики можно обнаружить во всех уголках планеты, в них живет не только масса растений, но и разнообразные животные.
3. Умеренные вечнозеленые леса, в которых не так много деревьев. В таких областях преобладают вечнозеленые растения, ежегодно постепенно обновляющие свою листву.
4. Широколиственные леса, произрастающие в регионах с умеренной влажностью, где выпадает достаточное для жизни количество осадков. Зимой деревья сбрасывают листья, обновляя покров в весеннее время.
5. Тайга, произрастающая непосредственно возле тундры. В ней располагаются вечнозеленые хвойные деревья, чаще всего отрицательна температура, а почвы крайне кислые. Летом сюда слетается множество перелетных видов птиц, просыпаются насекомые, жизнь остальных животных тайги бьет ключом.

Пример: экосистема смешанного леса

Производителями представлены разнообразными деревьями (дубами, елями, соснами, осинами, березами и др.), кустарниками (14) и травами (осокой волосистой, звездчаткой, черникой и т.д.). Потребители представлены многочисленными насекомыми (2). Первичную продукцию леса потребляют лесные полевки (9) и мыши, белки, лоси (15), кабаны (12), олени, из птиц – клесты, зяблики, сойки (7). Второй эшелон потребителей, те, которые потребляют в пищу животных, представлен пауками, хищными жуками – жужелицами, осами, муравьями (10), кровососущими комарами (11). Из млекопитающих – насекомоядными землеройками, барсуком, лисицей, куницей (4), медведем. Из птиц – насекомоядными дятлами, дроздами (8), пеночками (1), мухоловками (13), поползнями (6), а также хищными птицами – ястребами (5) и совами.

Пустынная экосистема

Здесь не так много животных, растений. Сами системы расположены рядом с полупустынными областями, занимают примерно 17% всей площади суши. Температура очень высокая, воды мало, а света слишком много.

Экосистема луга

Луга можно встретить по всему миру. На их территориях в основном произрастают травы, немного деревьев, кустарников. На лугах пасутся животные, как насекомоядные, так и растительноядные.

Можно выделить три экологические системы лугов

1. Саванны, которые представляют собой тропические луга с сухим сезоном, в саваннах отдельно произрастают деревья, кустарники. Подобные растения – основной источник пищи травоядных, на коих охотятся хищники.
2. Прерии, представляющие собой умеренные травяные луга, в которых практически нет крупных кустарников, деревьев. Там встречается разнотравье. Климат скорее засушливый.
3. Степные луга, где вокруг можно встретить короткую растительность. Территории степей часто встречаются возле полупустынь. Деревья можно встретить очень редко, как правило возле рек, ручьев. В степях живут в основном небольшие зверьки.

Горные экосистемы

В горной местности можно увидеть разнообразие мест обитаний, в которых проживают многие животные, растут растения. На вершинах гор в основном суровый климат, в котором выживают лишь альпийские растения. Проживающие в горных местностях звери часто имеют толстую шкуру, которая защищает их от холодов. На нижних склонах гор произрастают хвойные деревья.

Водные экосистемы

Водные экологические системы располагаются только в водной среде. К водным средам можно отнести каждый водный объект, несмотря на его размеры. Подобная система совмещает в себе флору, фауну, водные свойства вроде солености воды. По типу водные экосистемы разделяются на несколько видов.

Морские экосистемы

Крупными экосистемами можно считать именно морские. Они занимают более 70% территории планеты. В них находится более 97% водных запасов Земли. В морской воде содержится масса минералов, а также солей. Экосистемы морей делятся на:

• Океаническую – сравнительно небольшую часть океанов, располагающуюся на шельфе континентов;
• Профундальную часть – не насыщается солнечным светом, располагается на больших глубинах;
• Бентальную часть, где проживают донные живые организмы;
• Зона приливов;
• Зона лиманов;
• Области кораллов;
• Солончаки;
• Гидротермальные жерла, в которых множество хемосинтезирующих бактерий создают кормовую базу для других существ.

В морских экосистемах встречают массу организмов, присущих только им: кораллы, различные виды водорослей, морские организмы.

Пресноводные экосистемы

Пресноводные экосистемы представляют собой небольшую часть земной поверхности – менее 1%. В них содержится 0,009% воды от суммарного количества. Пресноводные экосистемы бывают трех видов:

1. Стоячие, в которых полностью отсутствует течение. К ним относятся бассейны, пруды и озера.
2. Проточные, воды которых быстро движутся. К ним относятся ручьи, реки.
3. Болотные, где почва постоянно затапливается.

Пресноводные экосистемы являются местами обитания рептилий, земноводных организмов и примерно 40% видов рыб от общемирового количества. В проточных экосистемах содержится высокий уровень кислорода, поддерживая множество проживающих видов. Там гораздо больше организмов, чем в стоячих водах.

Замкнутая экосистема

В замкнутой экосистеме полностью отсутствует обмен веществ с внешней окружающей средой.

Опыт с садом в бутылке Дэвида Латимера

В 1960 году британец Дэвид Латимер решил провести необычный эксперимент – он посадил небольшой сад в бутылке, не поливая его. В саду сформировалась собственная замкнутая экологическая система, куда не поступает кислород.

Дэвид посадил внутрь бутылки очень выносливые традесканции, которые постепенно заполняли объем в 40 литров. Они выживали на перерабатываемых веществах – воздухе, продуктах разложения и воде.

Бутылка все время стояла примерно в 2 метрах от окна. Так растение получало некоторое количество солнечного света, прорастая в сторону солнца. Периодически, для равномерного роста, Дэвид поворачивал ее.

Латимер сказал, что ни разу не подрезал растение, однако оно выглядит так, будто специально росло до пределов тары.

Как работают сады в бутылках?

Подобные сады в замкнутых пространствах работают как экосистема потому, что герметичность создает отдельную экологическую систему, где проживают, развиваются и размножаются живые организмы. Растения используют фотосинтез, тем самым утилизируя питательные вещества.
Единственный фактор, используемый такими экосистемами из внешней среды – это солнечный свет, без которого невозможен фотосинтез. Свет, падающий на листья растения, поглощается содержащимися в листьях белками. Некоторая часть энергии солнца остается на хранение в виде молекул АТФ.

Остальная часть света используется для переработки воды, которая поглощается из почвы корнями растения. Процесс фотосинтеза противоположен клеточному дыханию, свойственному другим организмам.

Экосистема также использует в своей деятельности клеточное дыхание, разрушая переработанные материалы. В этой части процессов участвуют почвенные бактерии, перерабатывая отходы с выделением в атмосферу углекислого газа. Растение повторно использует этот газ. Круг замыкается.

По ночам само растение использует клеточное дыхание для поддержания жизни, при этом оно разбивает сохраненные днем питательные вещества. Водный цикл в саде за стеклом также полностью автоматизирован. Вода поглощается корнями растения, во время транспирации высвобождается в окружающую среду и в качестве конденсата опадает на листья и почву. Цикл также начинается заново.

Биосфера-2

Примерно в конце 80-х годов запустили проект под названием «Биосфера-2». Биосферой-1 считается сама планета. Его цель заключалась в том, чтобы выяснить возможность воспроизведения земной экосистемы. С этой целью была построена замкнутая среда величиной в 12 000 м2, расположенная на территории пустыни Соноры, штат Аризона.

Идея проекта заключалась в том, чтобы проверить – смогут ли люди выживать в космосе долгое время в созданной искусственно земной экосистеме. 8 добровольцев рискнуло оказаться на территории «Биосферы-2» в 1991 году. Люди должны были проживать в этом месте в течение двух лет, полностью оторвавшись от цивилизации. Контакт с окружающим миром поддерживался бы через компьютер.

Эксперимент не задался с самого начала – одна из добровольцев получила повреждения и отправилась домой. Прошло около года, количество кислорода начало постепенно снижаться, поэтому его пришлось закачивать искусственным путем. О чистоте эксперимента невозможно говорить в таких условиях.

Следующая проблема, возникшая в Биосфере-2 – невозможность выращивать продукты. Люди потеряли сплоченность, разделились на две группы. Ученые начали всерьез опасаться за жизнь и здоровье испытуемых, поэтому эксперимент был прекращен.

Второй запуск эксперимента произошел в 1994 году. Некоторые проблемы, которые возникли у первой группы, решились, однако у участников группы возникали серьезные разногласия, эксперимент вновь пришлось прекратить, но уже через шесть месяцев. Сейчас проект полностью принадлежит университету Аризоны, возобновившему эксперименты в 2011 году.

Структура, компоненты, факторы экосистемы

Все составляющие экосистемы тесно связаны. Абсолютно каждая система состоит из нескольких компоненотов.

Абиотические компоненты

Абиотические компоненты это никак не взаимодействующие внешние факторы. Они напрямую влияют на поведенческие особенности, взаимодействие, жизнь существ на просторах экосистемы. Представляются двумя типами:

• температура;
• эдафические факторы.

Абиотические компоненты играют важную роль в жизни, развитии живых организмов. Растениям необходим солнечный свет, без кислорода не существует ни одно живое существо, равно как и без воды.

Биотические компоненты

Это компоненты живой природы, разделяющиеся на три типа:

1. продуценты (создают органические вещества, перерабатывают углекислый газ, энергию);
2. консументы (животные);
3. редуценты (перерабатывают отходы).

Когда круг завершен, процессы начинаются заново.

Уровни экосистемы

Для экосистем характерны следующие уровни:

1. Особь (любое живое существо).
2. Популяция (группа существ определенного вида на определенной территории).
3. Сообщество (совокупность всех существ на местности).
4. Экосистема (совокупность природных факторов).
5. Биосфера (совокупность каждой экосистемы планеты).

Пищевая цепь и энергия в экосистеме

Всем нужна энергия для жизнедеятельности и развития. Живые организмы питаются по-разному. Так, растения получают необходимые питательные вещества из почвы и от Солнца. Животные могут питаться растениями или другими животными. Подобное соотношение принято называть пищевой цепочкой.

Не стоит путать трофическую цепь с пищевой – это два разных понятия. Трофическая цепь – совокупность всех пищевых цепей, она имеет крайне сложную структуру. Энергия постепенно передается от одного элемента цепи к другому, некоторая часть используется для жизнедеятельности, поэтому она не может перейти дальше. В коротких цепях энергия сохраняется больше. В конце энергия полностью поглощается окружающим миром.

Источник: kipmu.ru

1)

Опыты по созданию замкнутых экологических систем с целью жизнеобеспечения человека (для работы в космосе или в экстремальных климатических условиях на Земле, или, скажем, спасения в случае резкого ухудшения условий жизни на планете) велись и ведутся в разных странах, в том числе и у нас. Самый, наверное, эффектный и наглядный из них проводился в 1991-94 годах в Аризоне и был первой масштабной попыткой моделирования процессов, происходящих в естественных экосистемах Земли. На площади в полтора гектара был построен герметичный комплекс из нескольких зданий и оранжерей, внутри которого, помимо жилых и технических помещений, были упрощенно смоделированы 5 биомов: тропический лес, океанский риф, пустыня, саванна и мангровый эстуарий, а также агроценоз для выращивания продуктов питания и скота. Всё это вместе должно было работать как полностью замкнутая экосистема (снаружи обеспечивался только приток энергии, но он и для земных экосистем идет извне — от Солнца), обеспечивающая автономное существование 8 человек на протяжении нескольких лет.

2)

Фотографии со строительства «Биосферы-2» неиллюзорно напоминают кадры создания планеты из фильма «Автостопом по Галактике»

3)

4)

В общей сложности в гигантскую теплицу было заключено около 3000 видов животных и растений, видовой состав которых был подобран так, чтобы наилучшим образом имитировать биосферный круговорот веществ, включающий продуцирование и разложение органики, в том числе и естественное разложение отходов жизнедеятельности людей.

5)

6)

7)

8)

Для компенсации перепадов давления в комплексе при изменениях суточной температуры в отдельном куполе был установлен прибор, получивший прозвание «легких» — огромный поднимающийся и опускающийся алюминиевый диск, соединенный со стенами гибкой резиновой мембраной. Компенсатор не столько предотвращал разрушение конструкций при критической разницы в давлении, сколько минимизировал газообмен «Биосферы-2» с атмосферой Земли через микротрещины в конструкции — идеально герметизировать столь огромное помещение практически невозможно, и потери (или приток) возрастают при увеличении градиента давления между внешней и внутренней средой. Общий объём атмосферы комплекса составлял около 204 000 кубометров, обмен с земной атмосферой в единицу времени был – специально замеряли – в 30 раз меньше, чем утечка воздуха из «Спейс Шаттла», находящегося в космосе.

9)

10)

11)

12)

26 сентября 1991 года добровольцы-исследователи — четыре мужчины и четыре женщины — закрыли за собой герметические двери и эксперимент начался. Связь с внешним миром обеспечивалась только через интернет и по телефону, ну и взглядами через стеклянные стены.

13)

14)

15)

16)

Последний кадр — современный, поэтому мониторы с ЭЛТ перемежаются жидкокристаллическими. Но сделан в том самом куполе, что виден на КДПВ.

Первые же недели эксперимента показали, что воссоздание природного равновесия — не такое уж простое дело. Уровень кислорода начал падать примерно на 0,5% каждый месяц. И дело оказалось не в том, что экспериментаторы неправильно рассчитали количество «колонистов», перенаселив станцию, а в непредвиденном размножении микроорганизмов — те буквально заполонили посевы, саванну и лес, истребляя всходы и меняя экосистему под себя, не считаясь с планами человека. Кстати, с проблемой микробов в космосе человечество столкнулось уже сейчас, например на МКС, где активно размножающиеся в труднодоступных закоулках маленькие поганцы вредят даже механизмам, повреждая полимеры и органику, способствуя коррозии металлов, формированию биопленок и «тромбов» в трубопроводах и системах регенерации воды.

17)

18)

Второй проблемой стали макроорганизмы. Из-за того, что пищевые цепи искусственных экосистем «Биосферы-2» оказались неполными, урезанными, насекомые и другие беспозвоночные тоже стали вести себя не как было запланировано, а как им вздумается. Почему-то начали вымирать опылители, а численность других созданий в отсутствие естественных врагов стала неконтролируемо расти, превращая их из помощников во вредителей. При этом обнаружились неожиданные побочные эффекты — тараканы, к примеру, взяли на себя роль опылителей, но делу это не сильно помогало: произведенный с их помощью урожай они же и старались пожрать, еще и потребляя в процессе драгоценный кислород.

19)

Положение осложнялось тем, что в эксперименте нельзя было использовать пестициды — не по этическим соображениям, а потому что процессы самоочищения в таких небольших, да еще и замкнутых экосистемах проходят очень медленно, а это значит, что отравление химикатами всех обитателей, в том числе и людей, было бы неизбежным.

20)

21)

Для очистки воды использовались в том числе водяные гиацинты (на переднем плане)

22)

В результате «колонисты» (хотя через пару недель после начала эксперимента их стало уже 7 — одна из участниц покинула проект из-за травмы) столкнулись не только с нехваткой воздуха, но и пищи. Пришлось увеличить плотность засева зерновых, а в тропическом лесу дополнительно высадить манго и папайю. На страх вредителям из внешнего мира были доставлены 40 гекконов и 50 жаб.

23)

Подселение манго и жаб в принципе не противоречило условиям эксперимента — это была, так сказать, коррекция первоначальных расчетов. Но когда содержание кислорода снизилось с 21% до 15% — как на высоте в 4 км — организаторы эксперимента в тайне от общественности пошли на прямое «читерство»: начали закачивать в комплекс кислород. Гекконы тоже не спасли положение: каждый день приходилось тратить массу времени на ручной сбор вредителей, но и он не помог справиться с продовольственным кризисом, и тогда к кислороду «с большой земли» добавились продукты (эти факты скрывались и были разоблачены впоследствии).

24)

В ходе проведения эксперимента обнаружились и другие непредвиденные обстоятельства. Некоторые просто интересные: так, по утрам в оранжереях шел дождь: влага конденсировалась на стеклянной крыше и к утру падала вниз, в результате спустя некоторое время после начала эксперимента «пустыня» стала второй «саванной».

25)

26)

Из неожиданных проблем стоит отметить отсутствие ветра: оказывается, для нормального развития деревьям нужно регулярное раскачивание, без него механические ткани древесины оказываются недостаточно развитыми — деревьям тоже нужна тренировка! Без ветра же стволы и ветви деревьев «Биосферы-2» становились хрупкими и ломались под тяжестью собственного веса.

27)

В отличие от ветра, фактор волн для полноценного функционирования «океана» и «эстуария» создатели предусмотрели — специальный механизм создавал движение воды. Кораллы за время эксперимента дали 85 дочерних колоний. Впрочем, многие другие обитатели «океана» и других биомов вымерли или уменьшились в числе.

28)

Довольно быстро в полный рост встала проблема психологической совместимости. В итоге команда постоянно запертых в компании друг друга в закрытом помещении людей распалась на две противоборствующие группы. Подробности не разглашаются, но, пишут, бывшие участники эксперимента избегают встреч с членами «противоположного лагеря» и по сей день. Фактор известный, на нем построено множество реалити-шоу, но проведению эксперимента, посвященного совсем другой тематике, это сильно мешало. И это всё происходило в условиях постоянной связи с внешним миром, возможности помощи психолога и т.п. — а какие формы может принимать неожиданно возникающий антагонизм в небольшом коллективе в полностью автономной колонии, большинство из нас может только догадываться.

29)

В итоге 26 сентября 1993 года эксперимент пришлось прервать. В 1994 году была предпринята вторая попытка, в результате которой спонсоры отказались от проекта, признавая, что эксперимент не принес ожидаемых результатов, и передали комплекс Колумбийскому университету. В 1996 году и там решили прекратить эксперимент и удалить из сооружения людей, поскольку так и не смогли решить проблему питания и сохранения неизменного состава воздуха. Исследования искусственной биосферы продолжались, но уже без подопытных людей и без строгого автономного режима. Некоторые биомы стали доступны для экскурсантов, и на фотографиях с таких экскурсий можно наблюдать сегодняшнее печальное положение искусственной биосферы:

30)

31)

В 2005 году «Биосфера-2» была выставлена на продажу, и насколько я понял, продается по сей день.

32)

33)

34)

35)

36)

Эксперимент этот можно назвать провалившимся, но не безрезультатным. Безусловно, в ходе его проведения и при последующей работе было получено множество данных, которые пригодятся (и уже пригождаются) в дальнейших исследованиях такого рода. В целом же можно сказать, что путь до создания полностью автономных и успешно регулирующихся экосистем, способных обеспечить существование, скажем, колонистов на другой планете, предстоит еще неблизкий. Впрочем, черт с ними, с колонистами — «Биосфера-2» это один из ярких примеров, когда вложения в исследования космических технологий в конечном счете помогают улучшению жизни здесь, на Земле.

37)

38)

И второй, «обратный» вывод из этой увлекательной истории: мы не сможем покорить космос, пока не научимся сохранять, восстанавливать и регулировать среду обитания на Земле. Мы пока не можем основать долгосрочные автономные поселения на орбите и других планетах, и дело отнюдь не в финансировании и мощности двигателей: у нас пока нет необходимых знаний и опыта для создания среды жизнеобеспечения. А уж «спасение в космосе от экологической катастрофы» – вообще оксюморон, вроде круглого квадрата.

39)

источник

Источник: russ-kosmos.livejournal.com

Экосистема Xiaomi

 

Понятие экосистемы имеет несколько определений. В нашем случае экосистема – это сеть умных устройств и товаров ежедневного использования, применение которых вносит инновации в жизнь человека. По сути, это система, элементы которой дополняют функционал друг друга, выполняют совместные сценарии и даже самообучаются с целью удовлетворения потребностей пользователей. Часто элементы экосистемы работают автономно (на основании установленных настроек) или по запросу (выполняя периодически поступающие от человека команды).

 

Развитие экосистемы является ключевым направлением деятельности Xiaomi. Сейчас компания не только выпускает продукцию, но и помогает развитию сторонних разработчиков. Объединение идей способствует созданию принципиально новых устройств, что и приводит к усилению позиций экосистемы Xiaomi среди потребителей из Китая и других государств. Тем более что производимые компанией электроника, техника и аксессуары действительно хороши. О них мы далее и поговорим.

 

Умный дом Xiaomi

 

Эта система предполагает частичное или комплексное оборудование объекта недвижимости ради внедрения автоматизированных опций разной направленности. Стандартно система Умный дом Xiaomi имеет единый центр диспетчеризации, причем управление всем оборудованием осуществляется удаленно – с помощью приложения Mi Home, устанавливаемого на смартфон. Подключение элементов Умного дома производится преимущественно через Wi-Fi. Для установки нового устройства требуются авторизация и добавление smart-девайса в единую сеть.

 

Представители Xiaomi предлагают пользователям готовые сборки системы Умный дом. Варианты разнятся функционалом, поэтому подбор оптимального решения зависит от потребностей покупателей. Также всегда можно купить отдельные элементы системы и создать требуемый набор самостоятельно. Во втором случае обязательно придется приобрести контроллер, а затем докупить и присоединить остальные функциональные компоненты – розетки, камеры, датчики, фильтры и другие элементы, нужные пользователю.

 

Smart-освещение Xiaomi

 

Привычные лампы накаливания выходят из моды. Их заменяют светодиодные лампы Сяоми, оснащенные полезными опциями – регулировкой яркости и интенсивности свечения, выбором цвета, включением по расписанию. Управление осуществляется голосом или с помощью пульта дистанционного управления.

 

Среди популярных моделей такой продукции стоит отметить бюджетные светодиодные лампы Xiaomi Mi Motion-Activated Night Light 2 и Xiaomi Mi LED Smart Bulb, а также их более дорогие аналоги – Xiaomi Mi LED Desk Lamp 1S и Xiaomi Mi LED Ceiling Light. Также компания предлагает сборные решения – ночники, светильники и настольные лампы.

 

Бытовая техника Xiaomi

 

На рынке представлен большой ассортимент обычной и умной бытовой техники Сяоми. Далее рассмотрим эту продукцию по категориям.

 

• Техника Xiaomi для кухни. Сюда относятся мультиварки, мясорубки, блендеры, умные чайники, а также крупногабаритная техника, такая как плиты и холодильники.
• Техника Xiaomi для дома. В эту категорию входит преимущественно продукция для чистки дома и обработки вещей. Хорошо известны фирменные отпариватели и роботы-пылесосы Сяоми.
• Климатическая техника Xiaomi. Компания поставляет все необходимое оборудование для создания в доме идеального климата – от переносных обогревателей до миниатюрных очистителей воздуха.
• Техника Xiaomi для персонального ухода. К этой категории относится много интересных устройств – бритвы, триммеры, фены и даже электрические зубные щетки.
• Дополнения к телевизорам Xiaomi. В эту группу входят смарт-приставки, наушники, колонки и другие элементы акустических систем.

 

Многие из перечисленных вещей можно использовать как составляющие части системы Умный дом или же в качестве отдельных устройств. Поэтому их приобретение считается универсальным решением.

 

Smart-устройства для здоровья и спорта от Xiaomi

 

Разработанные компанией фитнес-трекеры уже долго удерживают лидерство в соответствующем сегменте рынка, причем ежегодно представляемые модели этой продукции лишь укрепляют позиции бренда. Умные браслеты Xiaomi помогают владельцам отслеживать и анализировать ежедневную физическую активность, измерять показатели организма и даже контролировать качество сна. В то же время некоторые умные часы Xiaomi являются хорошим вариантом для автоматического определения показателей физического состояния человека (датчики измеряют ритм сердца и другие параметры). При обнаружении отклонений от нормы эти устройства отправляют уведомление на выбранный номер.

 

Заслуживают внимания и устройства, направленные на контроль конкретных медицинских показателей. В их числе присутствуют термометры и тонометры. Полезны для здоровья и ингаляторы Xiaomi. А с недавних пор спросом начали пользоваться и домашние тренажеры Сяоми – беговые дорожки, велотренажеры и даже гребные тренажеры. Ассортимент такой продукции постепенно расширяется. К примеру, относительно недавно в продаже появились складные многофункциональные системы для фитнеса. И для разработчиков Сяоми такое достижение – далеко не предел.

 

Электротранспорт Xiaomi

 

Любители комфортного передвижения зачастую приобретают моноколеса, гироскутеры и электросамокаты Xiaomi, ведь электротранспорт этого китайского производителя характеризуется повышенной надежностью и удобством управления. Дополнительно компания производит электровелосипеды для детей и взрослых.

 

Выпускает Сяоми и летательные аппараты. К примеру, их последние разработки присутствуют в актуальном топе квадрокоптеров. Конечно, эти изделия нельзя использовать для транспортировки человека – только для доставки предметов, видеосъемки и получения удовольствия от захватывающих полетов, но и такого функционала пользователям вполне достаточно.  И хотя с экосистемой Сяоми эти устройства связаны лишь косвенно, внимания они определенно заслуживают.

 

Ноутбуки и сетевое оборудование Xiaomi

 

В этом сегменте рынка специалисты Xiaomi акцентируют внимание на изготовлении ноутбуков. На сегодня представлено уже несколько линеек такой продукции, причем наибольшим спросом пользуются модели RedmiBook (бюджетный вариант для работы и учебы) и Mi Notebook Air (более дорогой вариант для игр).

 

Присутствуют в продаже и планшеты Xiaomi. Нельзя сказать, что компания уделяет этому направлению много внимания, но ассортимент планшетов все же обширен. Тем более что эти устройства используются не только для выполнения стандартных функций ПК, но и для управления системой Smart House – в ситуациях, когда пользоваться смартфоном неудобно из-за небольшого экрана или по другим причинам.

 

Набирает популярность и сетевое оборудование Сяоми. В ассортименте присутствуют надежные роутеры, ретрансляторы и сопутствующая продукция. Эти устройства обеспечивают качественную интернет-связь с минимальными потерями скорости, а потому регулярно используются для построения автоматизированных систем управления на основе взаимодействия smart-девайсов.

 

Смартфоны Xiaomi

 

Смартфоны – основной продукт Сяоми, известный во всем мире благодаря отличному сочетанию стоимости и функциональности. Впрочем, то же самое можно сказать и об остальной продукции Xiaomi. Смартфоны Сяоми – не просто средство для коммуникации и развлечений. Во многих случаях именно эти устройства применяют в роли пультов дистанционного управления для активации, настройки и контроля функционала других разработок китайского бренда.

 

Смартфоны Сяоми идеально адаптированы для управления всеми смарт-гаджетами от этого производителя, в том числе элементами системы Smart House, умной бытовой техникой и всевозможными «игрушками» (от электросамокатов для детей до современных моделей беспилотников). Специалисты Xiaomi непрерывно совершенствуют функционал фирменных приложений, благодаря чему они работают максимально быстро и без сбоев.

 

Именно смартфоны Xiaomi являются ключевым элементом созданной экосистемы, а потому их применение становится не просто обоснованным, но и максимально рациональным решением. Тем более что все нужные функции присутствуют даже в бюджетных моделях смартфонов этого бренда. Впрочем, управление – лишь опция. В остальных аспектах современные модели телефонов Xiaomi также ничем не уступают разработкам конкурентов, а во многом даже превосходят их. Особенно если учитывать высокое качество аксессуаров – наушников, портативной акустики, фирменных моноподов и зарядных устройств.

 

Источник: digitalsquare.ru