Přírodní a umělé ekosystémy. Porovnání přírodních a umělých ekosystémů

Umělé ekosystémy

Přednáška číslo 6. Umělé ekosystémy

Přírodní a umělé ekosystémy

V biosféře existují vedle přírodních biogeocenóz a ekosystémů také uměle vytvořené komunity - lidské antropogenní ekosystémy.

Přírodní ekosystémy Vyznačují se výraznou druhovou rozmanitostí, existují již dlouhou dobu, jsou schopny samoregulace, mají velkou stabilitu, odolnost. Biomasa a živiny v nich vytvořené zůstávají a používají se v biocenózách, čímž obohacují své zdroje.

Umělé ekosystémy - agrocenosy (pole pšenice, brambor, zeleninových zahrad, farem s přilehlými pastvinami, rybníky atd.) tvoří malou část povrchu půdy, ale poskytují asi 90% potravinové energie.

Rozvoj zemědělství od starověku byl doprovázen úplným zničením vegetačního pokryvu na velkých plochách, aby se vytvořil prostor pro malý počet druhů vybraných člověkem, které jsou nejvhodnější pro krmení.

Zpočátku však lidská činnost v zemědělské společnosti zapadá do biochemického cyklu a nezměnila tok energie v biosféře. V moderní zemědělské produkci se využití syntetizované energie prudce zvýšilo v mechanickém pěstování půdy, používání hnojiv a pesticidů. To narušuje celkovou energetickou rovnováhu biosféry, což může vést k nepředvídatelným důsledkům.

Porovnání přírodních a zjednodušených antropogenních ekosystémů

(po Millerovi, 1993)

Přírodní ekosystém (bažina, louka, les)	Antropogenní ekosystém (pole, rostlina, dům)
Přijímá, transformuje a ukládá sluneční energii	Spotřeba energie z fosilních a jaderných paliv
Produkuje kyslík a spotřebovává oxid uhličitý	Při spalování fosilních paliv spotřebovává kyslík a produkuje oxid uhličitý
Vytváří úrodnou půdu	Vyčerpává nebo ohrožuje úrodné půdy
Hromadí, čistí a postupně spotřebovává vodu	Plýtvá hodně vody, znečišťuje ji
Vytváří stanoviště pro různé druhy volně žijících živočichů	Ničí stanoviště mnoha druhů volně žijících živočichů
Filtry zdarma a dezinfikují nečistoty a odpad	Produkuje znečišťující látky a odpady, které musí být dekontaminovány na úkor obyvatelstva
Má schopnost sebezáchovy a samoléčení	Náklady na údržbu a zotavení

Umělé ekosystémy

Agroekosystémy

Agroekosystém (z řeckého zemědělství) - biotické společenství vytvořené a pravidelně udržované lidmi za účelem získání zemědělských produktů. Obvykle zahrnuje soubor organismů, které žijí na zemědělské půdě.

Agroekosystémy zahrnují pole, sady, zeleninové zahrady, vinice, velké hospodářské celky s přilehlými umělými pastvinami.

Charakteristickým rysem agroekosystémů je nízká ekologická spolehlivost, ale vysoká produktivita jednoho (několika) druhů nebo odrůd pěstovaných rostlin nebo zvířat. Jejich hlavním rozdílem od přírodních ekosystémů je zjednodušená struktura a vyčerpané druhové složení.

Agroekosystémy se liší od přírodních ekosystémů řada funkcí:

1. Rozmanitost živých organismů v nich je výrazně snížena, aby se dosáhlo co nejvyšší produkce.

Na poli žita nebo pšenice lze kromě monokultury obilovin nalézt jen několik druhů plevelů. Na přírodní louce je biologická rozmanitost mnohem vyšší, ale biologická produktivita je mnohonásobně nižší než produktivita osetého pole.

Umělá regulace počtu škůdců je z velké části nezbytnou podmínkou pro zachování agroekosystémů. Proto se v zemědělské praxi používají silné prostředky k potlačení počtu nežádoucích druhů: pesticidy, herbicidy atd. Environmentální důsledky těchto akcí však vedou k řadě jiných nežádoucích účinků, než pro které platí.

2. Druhy zemědělských rostlin a zvířat v agroekosystémech se získávají v důsledku působení umělého, nikoli přirozeného výběru, a nemohou vydržet boj o existenci s volně žijícími druhy bez lidské podpory.

V důsledku toho dochází k prudkému zúžení genetické základny zemědělských plodin, které jsou mimořádně citlivé na hromadnou reprodukci škůdců a chorob.

3. Agroekosystémy jsou otevřenější, z nichž se materiál a energie odebírají pomocí plodin, živočišných produktů a také v důsledku ničení půdy.

V přírodních biocenózách je primární produkce rostlin spotřebována v mnoha potravních řetězcích a opět se vrací do biologického cyklu ve formě oxidu uhličitého, vody a minerálních živin.

Kvůli neustálému sklízení a narušení procesů tvorby půdy, s dlouhodobou kultivací monokultury na obdělávané půdě, úrodnost půdy postupně klesá. Toto ustanovení v ekologii se nazývá zákon snižování plodnosti .

Pro obezřetné a racionální zemědělství je tedy třeba brát v úvahu vyčerpání půdních zdrojů a udržovat úrodnost půdy pomocí vylepšené zemědělské technologie, racionálního střídání plodin a dalších metod.

Ke změně vegetačního pokryvu v agroekosystémech nedochází přirozeně, ale podle vůle člověka, což neodráží vždy dobře kvalitu abiotických faktorů, které jsou v něm obsaženy. To platí zejména o úrodnosti půdy.

Hlavní rozdíl agroekosystémy z přírodních ekosystémů - získávání extra energie pro normální fungování.

Doplňkový odkazuje na jakýkoli druh energie zavedené do agroekosystémů. Může to být svalová síla osoby nebo zvířat, různé druhy paliva pro provozování zemědělských strojů, hnojiva, pesticidy, pesticidy, další osvětlení atd. Koncept „další energie“ zahrnuje také nová plemena domácích zvířat a odrůdy pěstovaných rostlin, které jsou zavedeny do struktury agroekosystémů.

Je třeba poznamenat, že agroekosystémy - vysoce volatilní komunity... Nejsou schopni samoléčení a samoregulace a jsou vystaveni hrozbě smrti v důsledku hromadné reprodukce škůdců nebo chorob.

Důvodem nestability je, že agrocenosy jsou složeny z jednoho (monokultura) nebo, méně často, z maximálně 2-3 druhů. To je důvod, proč jakékoli onemocnění, každý škůdce může zničit agrocenózu. Člověk však úmyslně jde o zjednodušení struktury agrocenózy, aby získal maximální výkon. Agrocenoses, v mnohem větší míře než přírodní cenózy (les, louka, pastviny), podléhají erozi, vyluhování, salinizaci a zamoření škůdci. Bez účasti člověka neexistují agrokenózy obilnin a zeleniny po dobu delší než jeden rok, bobuloviny - 3-4, ovocné plodiny - 20-30 let. Pak se rozkládají nebo umírají.

Výhodou agrocenóz přírodní ekosystémy čelí výrobě potravin nezbytných pro člověka a velkým příležitostem ke zvýšení produktivity. Jsou však realizovány pouze s trvalou péčí o úrodnost Země, zajišťují vlhkost rostlinám, chrání kulturní populace, odrůdy a plemena rostlin a živočichů před nepříznivými účinky přírodní flóry a fauny.

Všechny agroekosystémy polí, sadů, pastvin, zeleninových zahrad, skleníků uměle vytvořených v zemědělské praxi jsou speciálně osazené systémy.

Ve vztahu k komunitám rozvíjejícím se v agroekosystémech se důraz v důsledku obecného rozvoje ekologických znalostí postupně mění. Nahrazením myšlenek o fragmentaci, fragmentaci kenotických vazeb a extrémním zjednodušení agrocenóz vzniká porozumění jejich složité systémové organizaci, kde člověk významně ovlivňuje pouze individuální vazby a celý systém se nadále vyvíjí podle přirozených přírodních zákonů.

Z ekologického hlediska je mimořádně nebezpečné zjednodušit přirozené prostředí člověka a celou krajinu proměnit v zemědělskou. Hlavní strategií pro vytvoření vysoce produktivní a udržitelné krajiny by mělo být zachování a posílení její rozmanitosti.

Spolu s udržováním vysoce produkčních polí by měla být věnována zvláštní pozornost ochraně chráněných oblastí, které nejsou vystaveny antropogenním dopadům. Rezervy s bohatou druhovou diverzitou jsou zdrojem druhů pro komunity, které se zotavují v řadě po sobě.

Step, listnatý les, bažina, akvárium, oceán, pole - jakoukoli položku na tomto seznamu lze považovat za příklad ekosystému. V našem článku odhalíme podstatu tohoto konceptu a vezmeme v úvahu jeho složky.

Ekologická společenství

Ekologie je věda, která studuje všechny aspekty vztahu živých organismů v přírodě. Předmětem jeho studie proto není samostatný člověk a podmínky jeho existence. Ekologie zvažuje povahu, výsledek a produktivitu jejich vzájemného působení. Tedy, celkový počet populací určuje rysy fungování biocenózy, která zahrnuje řadu biologických druhů.

V přirozených podmínkách však populace interagují nejen navzájem, ale také s různými podmínkami prostředí. Takové ekologické společenství se nazývá ekosystém. Termín biogeocenosis je také používán označovat tento pojem. Miniaturní akvárium i neomezená tajga jsou příklady ekosystému.

Ekosystém: Definice

Jak vidíte, ekosystém je docela široký koncept. Z vědeckého hlediska je tato komunita souborem prvků živé přírody a abiotického prostředí. Zvažte takovou stepi. Jedná se o otevřený travnatý prostor s rostlinami a zvířaty, které se přizpůsobily podmínkám chladných zim s malým sněhem a horkými suchými léty. V průběhu adaptace na život v stepi vyvinuli řadu adaptačních mechanismů.

Četné hlodavce tedy dělají podzemní chodby, ve kterých jsou uloženy zásoby zrna. Některé stepní rostliny mají takovou úpravu výhonku jako žárovku. Je typické pro tulipány, krokusy, sněženky. Během dvou týdnů, kdy je na jaře dostatek vlhkosti, mají jejich výhonky čas na růst a rozkvět. A zažívají nepříznivé období v podzemí, krmení dříve uloženými živinami a vodou masité cibule.

Obiloviny mají další podzemní úpravu střílení - podzemek. Látky jsou také uloženy v prodloužených internodách. Příklady stepních trav jsou táborák, bluegrass, ježek, kostřava, polní tráva. Dalším rysem jsou úzké listy, které zabraňují nadměrnému odpařování.

Klasifikace ekosystémů

Jak víte, hranice ekosystému je stanovena fytocenózou - rostlinnou komunitou. Tato funkce se také používá při klasifikaci těchto komunit. Les je tedy přírodním ekosystémem, jehož příklady jsou velmi rozmanité: dub, osika, tropický, bříza, jedle, lípa, habr.

Další klasifikace je založena na zonálních nebo klimatických charakteristikách. Příkladem ekosystému jsou šelfová nebo pobřežní komunita, skalnaté nebo písečné pouště, lužní nebo subalpínské louky. Celek takových komunit různých typů tvoří globální obálku naší planety - biosféry.

Přírodní ekosystém: příklady

Existují také přírodní a umělé biogeocenosy. Komunity prvního typu fungují bez zásahu člověka. Přírodní ekosystém, jehož příklady jsou poměrně četné, má cyklickou strukturu. To znamená, že se rostlina opět vrací do systému oběhu látek a energie. A to navzdory skutečnosti, že nutně prochází řadou potravinových řetězců.

Agrobiocenózy

Pomocí přírodních zdrojů vytvořil člověk řadu umělých ekosystémů. Příkladem takových společenství jsou agrobiocenózy. Patří sem pole, zeleninové zahrady, sady, pastviny, skleníky, lesní plantáže. Agrocenoses jsou vytvořeny získat zemědělské produkty. Obsahují stejné prvky potravinového řetězce jako přírodní ekosystém.

Producenti v agrocenózách jsou pěstované i plevelné rostliny. Hlodavci, dravci, hmyz, ptáci jsou spotřebiteli nebo spotřebiteli organických látek. A bakterie a houby představují skupinu rozkladačů. Charakteristickým rysem agrobiocenóz je povinná účast lidí, která je nezbytným článkem v trofickém řetězci a vytváří podmínky pro produktivitu umělého ekosystému.

Porovnání přírodních a umělých ekosystémů

Umělé, které jsme již zvažovali, mají řadu nevýhod ve srovnání s přírodními. Ty se vyznačují stabilitou a schopností samoregulace. Agrobiocenózy však nemohou existovat dlouho bez lidské účasti. Takže, nebo zeleninová zahrada se zeleninovými plodinami nezávisle produkuje ne více než rok, vytrvalé bylinné rostliny - asi tři. Držitelem záznamu je v tomto ohledu ovocný sad, jehož ovocné plodiny se mohou samostatně rozvíjet až do 20 let.

Přírodní ekosystémy přijímají pouze sluneční energii. V agrobiocenózách přidávají lidé další zdroje ve formě zpracování půdy, hnojiv, provzdušňování a hubení plevelů a škůdců. Existuje však mnoho případů, kdy hospodářská činnost člověka vedla k nepříznivým důsledkům: zasolení a zamokření půdy, dezertifikace území a znečištění přírodních lastur.

Ekosystémy měst

V současné fázi vývoje již člověk provedl významné změny ve složení a struktuře biosféry. Proto se odlišuje oddělená skořápka přímo vytvářená lidskou činností. Říká se tomu noosféra. V posledních letech se široce rozvíjí koncept jako urbanizace, zvýšení role měst v lidském životě. V nich již žije více než polovina světové populace.

Ekosystém měst má své charakteristické rysy. V nich je narušen poměr prvků, protože regulaci všech procesů spojených s přeměnou látek a energie provádí výhradně osoba. Při vytváření všech možných výhod pro sebe vytváří také nepříznivé podmínky. Znečištěné ovzduší, doprava a bydlení, vysoká míra nemocnosti, konstantní hluk negativně ovlivňují zdraví všech obyvatel měst.

Co je nástupnictví

Ve stejné oblasti dochází velmi často k postupné změně, která se nazývá posloupnost. Klasickým příkladem změny ekosystému je vznik listnatého lesa místo jehličnatého. Na okupovaném území se díky ohni uchová pouze semena. Ale pro jejich vyklíčení to trvá dlouho. Zpočátku se tedy v místě požáru objeví travnatá vegetace. Postupem času je nahrazen keři, a to zase listnatými stromy. Takové posloupnosti se nazývají sekundární. Vznikají pod vlivem přírodních faktorů nebo lidských činností. V přírodě jsou celkem běžné.

Primární posloupnosti jsou spojeny s procesem tvorby půdy. Je to typické pro území bez života. Například skály, písky, kameny, písčitá hlína. Současně se nejprve vytvoří podmínky pro tvorbu půd a teprve potom se objeví další složky biogeocenózy.

Ekosystém se tedy nazývá společenství, které zahrnuje biotické prvky a jsou v těsné interakci, jsou propojeny cyklem látek a energie.

Ekosystémy jsou sjednocené přírodní komplexy, které jsou tvořeny množstvím živých organismů a jejich stanovišť. Ekologická věda tyto formace studuje.

Termín „ekosystém“ se objevil v roce 1935. Anglický ekolog A. Tensley navrhl jeho použití. Přírodní nebo přírodní antropogenní komplex, ve kterém jsou jak živé, tak nepřímé složky úzce propojeny metabolismem a distribucí toku energie - to vše je zahrnuto do pojmu „ekosystém“. V tomto případě jsou různé typy ekosystémů. Tyto základní funkční jednotky biosféry jsou rozděleny do samostatných skupin a studovány ekologickou vědou.

Klasifikace podle původu

Na naší planetě jsou různé ekosystémy. Druhy ekosystémů jsou klasifikovány určitým způsobem. Je však nemožné spojit dohromady rozmanitost těchto jednotek biosféry. Proto existuje několik klasifikací ekologických systémů. Například se liší podle původu. To:

Přírodní (přírodní) ekosystémy... Patří mezi ně komplexy, ve kterých je cirkulace látek prováděna bez zásahu člověka.
Umělé (antropogenní) ekosystémy. Jsou stvořeni člověkem a mohou existovat pouze s jeho přímou podporou.

Přírodní ekosystémy

Přírodní komplexy, které existují bez lidské účasti, mají svou vlastní vnitřní klasifikaci. Podle energetických charakteristik existují následující typy přírodních ekosystémů:

Plně závislé na slunečním záření;

Příjem energie nejen z nebeského těla, ale také z jiných přírodních zdrojů.

První z těchto dvou typů ekosystémů je neproduktivní. Přesto jsou takové přírodní komplexy pro naši planetu nesmírně důležité, protože existují na obrovských oblastech a ovlivňují tvorbu klimatu, čistí velké objemy atmosféry atd.

Nejproduktivnější jsou přírodní komplexy, které přijímají energii z několika zdrojů.

Umělé jednotky biosféry

Antropogenní ekosystémy se také liší. Mezi typy ekosystémů zahrnutých v této skupině patří:

Agroekosystémy vznikající v důsledku lidského zemědělství;

Technoekosystémy vyplývající z průmyslového rozvoje;

Městské ekosystémy vyplývající z vytváření sídel.

To vše jsou typy antropogenních ekosystémů vytvořených za přímé účasti lidí.

Různé přírodní složky biosféry

Druhy a typy ekosystémů přírodního původu jsou různé. Ekologové je navíc odlišují na základě klimatických a přírodních podmínek jejich existence. Takže, tam jsou tři skupiny a množství různých jednotek biosféry.

Hlavní typy ekosystémů přírodního původu:

Přízemní;

Sladkovodní;

Marine.

Pozemní přírodní komplexy

Rozmanitost suchozemských ekosystémů zahrnuje:

Arktická a alpská tundra;

Jehličnaté borové lesy;

Opadavé masivy mírného pásma;

Savannah a tropické pastviny;

Chaparrali, což jsou oblasti se suchými léty a deštivými zimami;

Pouště (keřové i travnaté);

Polozelně zelené deštné pralesy v oblastech s výraznými suchými a mokrými ročními obdobími;

Tropické stále zelené deštné pralesy.

Kromě hlavních typů ekosystémů existují také přechodné. Jsou to lesní tundry, polopouště atd.

Důvody existence různých typů přírodních komplexů

Jakým principem jsou různé přírodní ekosystémy umístěné na naší planetě? Druhy ekosystémů přírodního původu se nacházejí v jedné nebo druhé zóně v závislosti na množství srážek a teplotě vzduchu. Je známo, že klima v různých částech světa má významné rozdíly. Současně roční množství srážek není stejné. Může se pohybovat od 0 do 250 a více milimetrů. Současně srážky klesají rovnoměrně ve všech ročních obdobích, nebo padají hlavně v určitém mokrém období. Průměrná roční teplota se na naší planetě liší. Může mít hodnoty od záporných hodnot nebo dosáhnout třicet osm stupňů Celsia. Stálost hmot ohřevu vzduchu je také odlišná. V průběhu roku nemusí mít významné rozdíly, například u rovníku, nebo se může neustále měnit.

Charakteristika přírodních komplexů

Rozmanitost typů přírodních ekosystémů pozemské skupiny vede k tomu, že každý z nich má své vlastní charakteristické rysy. Takže v tundře, která se nachází severně od tajgy, je velmi chladné klima. Tato oblast se vyznačuje zápornou průměrnou roční teplotou a změnou polárního dne a noci. Léto v těchto částech trvá jen několik týdnů. V tomto případě má Země čas na rozmrazení do malé hloubky metru. Srážky v tundře klesají během roku o méně než 200-300 milimetrů. Kvůli takovým klimatickým podmínkám jsou tyto pozemky ve vegetaci chudé, reprezentované pomalu rostoucími lišejníky, mechem, stejně jako trpasličí nebo plíživé keře brusinky a borůvky. Občas to najdete

Svět zvířat se neliší také v bohatství. Představují ho sobi, drobní savci a dravci, jako je hermelín, polární liška a lasička. Ptačí svět reprezentuje polární sova, sněhování a jetel. Hmyz v tundře je většinou druh Diptera. Ekosystém tundry je vysoce zranitelný kvůli své špatné odolnosti.

Tajga, která se nachází v severních oblastech Ameriky a Eurasie, je velmi rozmanitá. Tento ekosystém se vyznačuje chladnými a dlouhými zimami a četnými srážkami ve formě sněhu. Flóru představují jehličnaté jehličnaté masivy, v nichž roste jedle a smrk, borovice a modřín. Zástupci živočišného světa jsou losy a jezevci, medvědi a veverky, sobci a vlci, vlci a rysi, lišky a norci. Taiga je charakterizována přítomností mnoha jezer a bažin.

Následující ekosystémy představují listnaté lesy. Ekosystémové druhy tohoto typu se vyskytují ve východních Spojených státech, východní Asii a západní Evropě. Jedná se o sezónní klimatické pásmo, kde teplota v zimě klesne pod nulu, a během roku je zde srážení 750 až 1500 mm. Flóru takového ekosystému představují takové listnaté stromy, jako jsou buk a dub, jasan a lípa. Jsou zde keře a silná vrstva trávy. Faunu reprezentují medvědi a losi, lišky a rysi, veverky a rejci. V takovém ekosystému žijí sovy a dateli, kosi a sokoli.

Krokové mírné pásma se nacházejí v Eurasii a Severní Americe. Jejich protějšky jsou tussauds na Novém Zélandu a pampas v Jižní Americe. Podnebí v těchto oblastech je sezónní. V létě se vzduch zahřívá z mírně teplých hodnot na velmi vysoké. Zimní teploty jsou negativní. Během roku je pozorováno 250 až 750 milimetrů srážek. Flóru stepí představují hlavně trávníkové trávy. Mezi zvířaty jsou bizon a antilopa, saigové a pozemní veverky, králíci a svišťové, vlci a hyeny.

Chaparrali se nacházejí ve Středozemním moři, v Kalifornii, Gruzii, Mexiku a na jižním pobřeží Austrálie. Jedná se o zóny mírného mírného podnebí, kde po celý rok klesá 500 až 700 milimetrů srážek. Mezi vegetací jsou keře a stromy se stálezelenými tvrdými listy, jako jsou divoké pistácie, vavříny atd.

Ekologické systémy jako savany se vyskytují ve východní a střední Africe, Jižní Americe a Austrálii. Většina z nich se nachází v jižní Indii. Jedná se o zóny horkého a suchého podnebí, kde srážky klesají po celý rok z 250 na 750 mm. Vegetace je převážně trávnatá, bylinná, pouze na některých místech se vyskytují vzácné listnaté stromy (palmy, baobaby a akácie). Faunu představují zebry a antilopy, nosorožci a žirafy, leopardi a lvi, supi atd. V těchto částech je mnoho hmyzu sajícího krev, například tsetse fly.

Pouště se nacházejí v některých částech Afriky, na severu Mexika atd. Klima je suché, srážky menší než 250 mm ročně. Dny v pouštích jsou horké a noci chladné. Vegetaci představují kaktusy a řídké keře s rozsáhlými kořenovými systémy. Mezi zástupci živočišného světa patří gophers a jerboas, antilopy a vlci. Je to křehký ekosystém, který lze snadno zničit vodní a větrnou erozí.

Polorozpadlé tropické listnaté lesy se nacházejí ve Střední Americe a Asii. V těchto zónách je přechod mezi suchým a mokrým obdobím. Průměrné roční srážky jsou od 800 do 1300 mm. Tropické lesy obývá bohatá fauna.

V mnoha částech naší planety se nacházejí deštivé tropické stále zelené lesy. Nacházejí se ve Střední Americe, na severu Jižní Ameriky, ve střední a západní části rovníkové Afriky, v pobřežních oblastech severozápadní Austrálie, jakož i na ostrovech Tichého oceánu a Indických oceánů. Teplé klimatické podmínky v těchto částech nejsou sezónní. Silné srážky přesahují v průběhu roku hranici 2500 mm. Tento systém se vyznačuje obrovskou rozmanitostí flóry a fauny.

Existující přírodní komplexy zpravidla nemají žádné jasné hranice. Mezi nimi nutně existuje přechodová zóna. V něm se vyskytuje nejen interakce populací různých typů ekosystémů, ale také zvláštní druhy živých organismů. Přechodná zóna tedy zahrnuje větší rozmanitost fauny a flóry než území, která k ní sousedí.

Vodní přírodní komplexy

Tyto jednotky biosféry mohou existovat ve sladkovodních útvarech a mořích. První z nich zahrnují takové ekosystémy jako:

Lenticheskie jsou nádrže, tj. Stojaté vody;

Lotic, reprezentovaný potoky, řekami, prameny;

Rozlehlé oblasti, kde se provádí produktivní rybolov;

Úžiny, zátoky, ústí řek, které jsou ústí;

Zóny hlubinných útesů.

Příklad přírodního komplexu

Ekologové rozlišují širokou škálu typů přírodních ekosystémů. Existence každého z nich však má stejný vzor. Abychom hlouběji porozuměli interakci všech živých a neživých bytostí v jednotce biosféry, uvažujme o druhu Všechny mikroorganismy a zvířata zde žijící mají přímý vliv na chemické složení vzduchu a půdy.

Louka je rovnovážný systém, který zahrnuje různé prvky. Někteří z nich jsou makro producenti, kteří jsou bylinnou vegetací a vytvářejí ekologické produkty této pozemské komunity. Život přírodního komplexu se dále provádí na úkor biologického potravního řetězce. Rostlinná zvířata nebo primární spotřebitelé se živí loukovými trávami a jejich částmi. Jsou to zástupci fauny, jako jsou velké býložravci a hmyz, hlodavci a mnoho druhů bezobratlých (mletá veverka a zajíc, koroptev atd.).

Primární spotřebitelé se používají jako potrava pro druhořadé, mezi které patří masožraví ptáci a savci (vlk, sova, jestřáb, liška atd.). Dále jsou reduktory spojeny s prací. Bez nich není možný úplný popis ekosystému. Druhy mnoha hub a bakterií jsou tyto prvky v přírodním komplexu. Reduktory rozkládají organické produkty do minerálního stavu. Jsou-li teplotní podmínky příznivé, pak se zbytky rostlin a mrtvá zvířata rychle rozloží na jednoduché sloučeniny. Některé z těchto součástí obsahují baterie, které jsou vyluhovány a znovu použity. Stabilnější část organických zbytků (humus, celulóza atd.) Se rozkládá pomaleji a krmí flóru.

Antropogenní ekosystémy

Výše uvedené přírodní komplexy jsou schopny existovat bez jakéhokoli lidského zásahu. V antropogenních ekosystémech je situace zcela jiná. Jejich spojení funguje pouze s přímou účastí člověka. Například agroekosystém. Hlavní podmínkou jeho existence je nejen využití sluneční energie, ale také příjem „dotací“ ve formě jakéhokoli paliva.

Tento systém je částečně podobný přirozenému. Podobnost s přírodním komplexem je pozorována během růstu a vývoje rostlin, ke kterému dochází v důsledku sluneční energie. Zemědělství však není možné bez přípravy půdní vrstvy a sklizně. A tyto procesy vyžadují energetické dotace od lidské společnosti.

K jakému ekosystému patří město? Jedná se o umělý komplex, ve kterém má palivová energie velký význam. Jeho spotřeba je dvakrát až třikrát vyšší než u slunečních paprsků. Město lze přirovnat k ekosystémům hlubokého moře nebo jeskyně. Koneckonců, existence přesně těchto biogeocenóz do značné míry závisí na přísunu látek a energie zvenčí.

Městské ekosystémy se vynořily z historického procesu zvaného urbanizace. Pod jeho vlivem obyvatelstvo zemí opustilo venkov a vytvořilo velké osady. Města postupně posílila svou roli v rozvoji společnosti. Ve stejné době si člověk sám vytvořil komplexní městský systém, aby zlepšil život. To vedlo k určitému oddělení měst od přírody a narušení existujících přírodních komplexů. Osídlovací systém lze nazvat městský. Jak se však průmysl vyvíjel, všechno se poněkud změnilo. Jaký typ ekosystému je město, ve kterém závod nebo továrna působí? Spíše to lze nazvat průmyslově-městským. Tento komplex se skládá z obytných oblastí a území, kde se nacházejí zařízení, která vyrábějí různé produkty. Ekosystém města se liší od přírodního bohatším a navíc jedovatým proudem různých odpadů.

Aby si zlepšil své životní prostředí, vytváří kolem svých sídel tzv. Zelené pásy. Skládají se z travnatých trávníků a keřů, stromů a rybníků. Tyto malé přírodní ekosystémy vytvářejí ekologické produkty, které hrají v městském životě malou roli. Pro existenci lidé potřebují jídlo, palivo, vodu a elektřinu zvenčí.

Proces urbanizace výrazně změnil život naší planety. Dopad uměle vytvořeného antropogenního systému do značné míry změnil přírodu v rozsáhlých oblastech Země. Současně město neovlivňuje pouze zóny, v nichž se nacházejí samotné architektonické a stavební objekty. Ovlivňuje rozsáhlá území i za nimi. Například se zvyšující se poptávkou po produktech dřevozpracujícího průmyslu lidé porazili lesy.

Během fungování města vstupuje do atmosféry mnoho různých látek. Znečišťují vzduch a mění klimatické podmínky. Města jsou více zataženo a méně slunečního svitu, více mlhy a mrholení a jsou mírně teplejší než okolní krajina.

Porovnání přírodních a zjednodušených antropogenních ekosystémů (podle Millera, 1993)


*Přírodní ekosystém* *(bažina, louka, les)*	*Antropogenní ekosystém* *(pole, rostlina, dům)*
Přijímá, transformuje a ukládá sluneční energii.	Spotřeba energie z fosilních a jaderných paliv.
Produkuje kyslík a spotřebovává oxid uhličitý.	Při spalování fosilních paliv spotřebovává kyslík a produkuje oxid uhličitý.
Vytváří úrodnou půdu.	Vyčerpává nebo ohrožuje úrodné půdy.
Hromadí, čistí a postupně spotřebovává vodu.	Spotřebuje hodně vody, znečišťuje ji.
Vytváří stanoviště pro různé druhy volně žijících živočichů.	Ničí stanoviště mnoha druhů volně žijících živočichů.
Filtry a dezinfekce kontaminujících látek a odpadu zdarma.	Produkuje znečišťující látky a odpady, které musí být dezinfikovány na úkor obyvatelstva.
Má schopnost sebezáchovy a opravy.	Vyžaduje to hodně peněz na stálou údržbu a zotavení.

Hlavním cílem vytvořených zemědělských systémů je jejich racionální využívání biologické zdroje,které jsou přímo zapojeny do oblasti lidské činnosti - zdroje potravinářských výrobků, technologické suroviny, léčiva.

Agroekosystémy jsou vytvářeny lidmi k získání vysokých výtěžků - čistých autotrofů.

Když shrneme vše, co již bylo řečeno o agroekosystémech, zdůrazňujeme následující hlavní rozdíly od přirozených (tabulka 2).

1. V agroekosystémech je rozmanitost druhů výrazně snížena:

§ pokles druhů kultivovaných rostlin také snižuje viditelnou rozmanitost zvířecí populace biocenózy;

§ druhová rozmanitost zvířat chovaných lidmi je ve srovnání s přírodními zanedbatelná;

§ pěstované pastviny (s setím trav) jsou v druhové rozmanitosti podobné zemědělským polím.

2. Druhy rostlin a zvířat pěstovaných lidmi se „umějí“ vyvíjet v důsledku umělého výběru a nejsou konkurenceschopné v boji proti volně žijícím druhům bez lidské podpory.

3. Agroekosystémy získávají kromě sluneční energie další energii, dotovanou lidmi.

4. Čisté produkty (plodiny) se odstraňují z ekosystému a nevstupují do potravinového řetězce biocenózy, ale částečně je používají škůdci, ztráty během sklizně, které se mohou dostat také do přirozených potravinových řetězců. Člověk je potlačován všemi možnými způsoby.

5. Ekosystémy polí, zahrad, pastvin, zeleninových zahrad a jiných agrocenóz jsou zjednodušenými systémy podporovanými lidmi v raných fázích posloupnosti, a jsou stejně nestabilní a neschopné samoregulace jako přirozená průkopnická společenství, a proto nemohou existovat bez lidské podpory.

tabulka 2

Srovnávací charakteristiky přírodních ekosystémů a agroekosystémů.


*Přírodní ekosystémy*	*Agroekosystémy*
Primární přirozené elementární jednotky biosféry vytvořené v průběhu evoluce.	Sekundární umělé elementární jednotky biosféry transformované člověkem.
Složité systémy s významným počtem živočišných a rostlinných druhů, kterým dominují populace několika druhů. Vyznačují se stabilní dynamickou rovnováhou dosaženou samoregulací.	Zjednodušené systémy, v nichž dominují populace jednoho druhu rostlin a živočichů. Jsou stabilní a vyznačují se nestabilitou své struktury biomasy.
Produktivita je určena přizpůsobenými vlastnostmi organismů zapojených do oběhu látek.	Produktivita je určena úrovní ekonomické aktivity a závisí na ekonomických a technických schopnostech.
Primární produkty používají zvířata a účastní se cyklu látek. K „spotřebě“ dochází téměř současně s „výrobou“.	Plodina se sklízí, aby vyhovovala potřebám člověka a krmila hospodářská zvířata. Živá hmota se akumuluje nějakou dobu, aniž by byla spotřebována. Nejvyšší produktivita se vyvíjí jen na krátkou dobu.

Ekosystém zahrnuje všechny živé organismy (rostliny, zvířata, houby a mikroorganismy), které do jisté míry vzájemně reagují a neživé prostředí, které je obklopuje (klima, půda, sluneční světlo, vzduch, atmosféra, voda atd.) .).

Ekosystém nemá specifickou velikost. Může být stejně velká jako poušť nebo jezero, nebo malá jako strom nebo louže. Voda, teplota, rostliny, zvířata, vzduch, světlo a půda spolu interagují.

Podstata ekosystému

V ekosystému má každý organismus své vlastní místo nebo roli.

Zvažte ekosystém malého jezera. V něm najdete všechny druhy živých organismů, od mikroskopických po zvířata a rostliny. Závisí na tom, jako je voda, sluneční světlo, vzduch a dokonce i množství živin ve vodě. (Kliknutím získáte další informace o pěti základních potřebách živých organismů).

Schéma ekosystému jezera

Pokaždé, když je do ekosystému zaveden „outsider“ (živá bytost nebo vnější faktor, jako je zvýšení teploty), mohou nastat katastrofické následky. Je to proto, že nový organismus (nebo faktor) je schopen narušit přirozenou rovnováhu interakce a potenciálně poškodit nebo zničit nepůvodní ekosystém.

Biotické členy ekosystému spolu s jejich abiotickými faktory zpravidla závisí na sobě. To znamená, že nepřítomnost jednoho člena nebo jeden abiotický faktor může ovlivnit celý ekologický systém.

Pokud není dostatek světla a vody, nebo pokud je v půdě málo živin, mohou rostliny zemřít. Pokud rostliny umírají, jsou ohrožena také zvířata, která na nich závisí. Pokud zvířata, která jsou závislá na rostlinách, zemřou, zemřou také jiná zvířata, která jsou na nich závislá. Ekosystém v přírodě funguje stejným způsobem. Všechny jeho části musí fungovat společně, aby udržely rovnováhu!

Bohužel, ekosystémy mohou být zničeny přírodními katastrofami, jako jsou požáry, povodně, hurikány a sopečné erupce. Lidské činnosti také přispívají k ničení mnoha ekosystémů a.

Hlavní typy ekosystémů

Ekologické systémy mají nejistou velikost. Jsou schopni existovat v malém prostoru, například pod kamenem, hnijícím pařezem nebo v malém jezeře, a také zabírat velké oblasti (jako celý deštný prales). Z technického hlediska lze naši planetu nazvat jedním obrovským ekosystémem.

Schéma malého hnijícího ekosystému pařezu

Typy ekosystémů v závislosti na rozsahu:

Mikroekosystém- ekosystém malého rozsahu, jako je rybník, louže, pařez, atd.
Mesoecosystem - ekosystém, jako je les nebo velké jezero.
Biome. Velmi velký ekosystém nebo soubor ekosystémů s podobnými biotickými a abiotickými faktory, jako je celý deštný prales s miliony zvířat a stromů a mnoho různých vodních útvarů.

Hranice ekosystému nejsou jasně vymezeny. Často jsou odděleny geografickými překážkami, jako jsou pouště, hory, oceány, jezera a řeky. Protože hranice nejsou přesně definovány, mají tendenci se ekosystémy navzájem slučovat. To je důvod, proč jezero může mít mnoho malých ekosystémů s vlastními jedinečnými vlastnostmi. Vědci nazývají toto míchání „Ecotone“.

Typy ekosystémů podle typu výskytu:

Kromě výše uvedených typů ekosystémů existuje také rozdělení na přírodní a umělé ekologické systémy. Přírodní ekosystém je tvořen přírodou (les, jezero, step atd.) A umělý - osobou (zahrada, osobní pozemek, park, pole atd.).

Typy ekosystémů

Existují dva hlavní typy ekosystémů: vodní a suchozemský. Jakýkoli jiný ekosystém na světě spadá do jedné z těchto dvou kategorií.

Pozemské ekosystémy

Pozemské ekosystémy lze nalézt kdekoli na světě a dělí se na:

Lesní ekosystémy

Jedná se o ekosystémy, ve kterých je hojnost vegetace nebo velké množství organismů žijících v relativně malém prostoru. Hustota živých organismů v lesních ekosystémech je tedy poměrně vysoká. Malá změna v tomto ekosystému může ovlivnit celou jeho rovnováhu. Také v takových ekosystémech najdete velké množství zástupců fauny. Lesní ekosystémy se dále dělí na:

Tropické stále zelené lesy nebo tropické deštné pralesy: průměrné množství srážek více než 2000 mm ročně. Vyznačují se hustou vegetací, ve které dominují vysoké stromy umístěné v různých výškách. Tato území jsou útočištěm pro různé druhy zvířat.
Tropické listnaté lesy: Spolu s obrovským množstvím dřevin se zde nacházejí také keře. Tento druh lesa se nachází v několika málo rozích planety a je domovem široké škály flóry a fauny.
: Mají poměrně malý počet stromů. Dominují jí stále zelené stromy, které obnovují listoví po celý rok.
Listnaté lesy: Nachází se ve vlhkých mírných oblastech, které mají dostatek srážek. Během zimních měsíců se stromy zbavily listů.
: Přímo před hotelem je taiga definována vždyzelenými jehličnany, mrazivými teplotami po dobu půl roku a kyselými půdami. V teplém období se můžete setkat s velkým množstvím stěhovavých ptáků, hmyzu atd.

Pouštní ekosystém

Pouštní ekosystémy se nacházejí v pouštních oblastech a ročně dostávají méně než 250 mm srážek. Zabírají asi 17% celé rozlohy Země. Kvůli extrémně vysokým teplotám vzduchu, špatnému přístupu a intenzivnímu slunečnímu záření nejsou tak bohaté jako v jiných ekosystémech.

Luční ekosystém

Louky se nacházejí v tropických a mírných oblastech světa. Oblast louky je převážně tráva s několika stromy a keři. Louky jsou obývány pastvinami, hmyzemožravci a býložravci. Existují dva hlavní typy lučních ekosystémů:

: Tropické louky se suchým obdobím a charakterizované samostatně rostoucími stromy. Poskytují potravu pro velké množství býložravců a jsou také loveckou půdou pro mnoho dravců.
Prérie (mírné pastviny): Je to oblast s mírným travním porostem, zcela prostá velkých keřů a stromů. Prérie jsou bohaté na trávy a vysoké trávy a vyprahlé podnebí.
Stepní louky:Oblasti suchých luk, které se nacházejí poblíž polosuchých pouští. Vegetace těchto luk je kratší než vegetace savan a prérií. Stromy jsou vzácné a obvykle se vyskytují na březích řek a potoků.

Horské ekosystémy

Hornatý terén poskytuje rozmanitou škálu stanovišť, kde se nachází velké množství zvířat a rostlin. V nadmořské výšce obvykle převládají drsné klimatické podmínky, v nichž mohou přežít pouze vysokohorské rostliny. Zvířata žijící vysoko v horách mají silné kabáty, které je chrání před chladem. Dolní svahy jsou obvykle pokryty jehličnatými lesy.

Vodní ekosystémy

Vodní ekosystém - ekosystém umístěný ve vodním prostředí (například řeky, jezera, moře a oceány). Zahrnuje vlastnosti vodní flóry, fauny a vody a dělí se na dva typy: mořské a sladkovodní ekologické systémy.

Mořské ekosystémy

Jsou to největší ekosystémy, které pokrývají asi 71% zemského povrchu a obsahují 97% vody planety. Mořská voda obsahuje velké množství rozpuštěných minerálů a solí. Mořský ekologický systém se dělí na:

Oceánský (relativně mělká část oceánu, která se nachází na kontinentálním šelfu);
Profundální zóna (hlubinná oblast nepronikla slunečním světlem);
Bentální oblast (oblast obývaná bentickými organismy);
Intertidal zóna (místo mezi odlivem a přílivy);
Ústí řek;
Korálové útesy;
Solné bažiny;
Hydrotermální průduchy, kde chemosyntetické tvoří potravu.

V mořských ekosystémech žije mnoho druhů organismů, zejména: hnědé řasy, korály, hlavonožci, ostnokožci, dinoflageláty, žraloci atd.

Sladkovodní ekosystémy

Na rozdíl od mořských ekosystémů sladkovodní pokrývají pouze 0,8% zemského povrchu a obsahují 0,009% celkových světových zásob vody. Existují tři hlavní typy sladkovodních ekosystémů:

Stagnující: Vody, kde není žádný proud, jako jsou bazény, jezera nebo rybníky.
Tekoucí: rychle se pohybující vody, jako jsou potoky a řeky.
Mokřady: Oblasti, kde je půda trvale nebo občas zaplavena.

Sladkovodní ekosystémy jsou domovem plazů, obojživelníků a asi 41% světových druhů ryb. Rychle se pohybující vody obvykle obsahují vyšší koncentraci rozpuštěného kyslíku, čímž si zachovávají větší biologickou rozmanitost než stojaté vody rybníků nebo jezer.

Struktura ekosystému, složky a faktory

Ekosystém je definován jako přirozená funkční ekologická jednotka sestávající z živých organismů (biocenóza) a jejich neživého prostředí (abiotického nebo fyzikálně-chemického), které spolu vzájemně reagují a vytvářejí stabilní systém. Rybník, jezero, poušť, pastviny, louky, lesy atd. jsou běžné příklady ekosystémů.

Každý ekosystém se skládá z abiotických a biotických složek:

Struktura ekosystému

Abiotické složky

Abiotické složky jsou nesouvisejícími faktory života nebo fyzického prostředí, které ovlivňují strukturu, distribuci, chování a interakci živých organismů.

Abiotické složky jsou hlavně dvou typů:

Klimatické faktorykteré zahrnují déšť, teplotu, světlo, vítr, vlhkost atd.
Edafické faktory, včetně kyselosti půdy, reliéfu, mineralizace atd.

Hodnota abiotických složek

Atmosféra poskytuje živým organismům oxid uhličitý (pro fotosyntézu) a kyslík (pro dýchání). Mezi atmosférou a povrchem Země dochází k odpařování, transpiraci a procesům.

Sluneční záření zahřívá atmosféru a odpařuje vodu. Světlo je také nutné pro fotosyntézu. poskytuje rostlinám energii pro růst a metabolismus a také biopotraviny pro jiné formy života.

Většina živých tkání sestává z vysokého procenta vody, až 90% nebo více. Jen málo buněk je schopno přežít, pokud obsah vody klesne pod 10%, a většina z nich zemře, když je voda menší než 30-50%.

Voda je médium, kterým minerální potraviny vstupují do rostlin. Je také vyžadován pro fotosyntézu. Rostliny a zvířata přijímají vodu ze zemského povrchu a půdy. Hlavním zdrojem vody je srážení.

Biotické složky

Živé věci, včetně rostlin, zvířat a mikroorganismů (bakterií a hub) přítomných v ekosystému, jsou biotické složky.

Podle jejich role v ekologickém systému lze biotické složky rozdělit do tří hlavních skupin:

Producenti vyrábět organické látky z anorganických látek pomocí sluneční energie;
Spotřební materiál krmiva pro hotové organické látky vyrobené producenty (býložravci, masožravci a);
Reduktory. Bakterie a houby, které ničí mrtvé organické sloučeniny producentů (rostlin) a spotřebitelů (zvířat) pro potraviny a emitují do životního prostředí jednoduché látky (anorganické a organické), vytvářené jako vedlejší produkty jejich metabolismu.

Tyto jednoduché látky se znovu produkují v důsledku cyklického metabolismu mezi biotickou komunitou a abiotickým prostředím ekosystému.

Ekosystémové úrovně

Chcete-li porozumět úrovním ekosystému, zvažte následující obrázek:

Schéma úrovně ekosystému

Individuální

Jednotlivec je jakýkoli živý tvor nebo organismus. Jednotlivci se chovají s jedinci z jiných skupin. Zvířata, na rozdíl od rostlin, obvykle odkazují na tento koncept, protože někteří zástupci flóry se mohou křížit s jinými druhy.

Ve výše uvedeném diagramu vidíte, že zlatá rybka interaguje s prostředím a bude se chovat výhradně se členy svého vlastního druhu.

Počet obyvatel

Obyvatelstvo je skupina jedinců daného druhu, kteří žijí v určité zeměpisné oblasti v daném čase. (Příkladem je zlatá rybka a její druhy.) Vezměte prosím na vědomí, že populace zahrnuje jednotlivce stejného druhu, které mohou mít různé genetické rozdíly, jako je barva srsti / očí / kůže a velikost těla.

Společenství

Komunita zahrnuje všechny živé organismy v určité oblasti v daném čase. Může obsahovat populace živých organismů různých druhů. Na obrázku výše si všimněte, jak v určitém prostředí koexistují zlaté rybky, losos, krabi a medúzy. Velké společenství má tendenci zahrnovat biologickou rozmanitost.

Ekosystém

Ekosystém zahrnuje společenství živých organismů interagujících s prostředím. Na této úrovni závisí živé organismy na jiných abiotických faktorech, jako jsou kameny, voda, vzduch a teplota.

Biome

Jednoduše řečeno, jedná se o soubor ekosystémů, které mají podobné vlastnosti jako jejich abiotické faktory, přizpůsobené prostředí.

Biosféra

Když se podíváme na různé biomy, z nichž každý se rozvětví do druhého, vytvoří se obrovské společenství lidí, zvířat a rostlin, které žije v konkrétních stanovištích. je sbírka všech ekosystémů na Zemi.

Potravinový řetězec a energie v ekosystému

Všechny živé věci musí jíst, aby získaly energii, kterou potřebují k růstu, pohybu a reprodukci. Ale co tyto živé organismy živí? Rostliny získávají energii ze slunce, některá zvířata jedí rostliny a jiná jedí zvířata. Tento poměr krmení v ekosystému se nazývá potravinový řetězec. Potravinové řetězce obvykle představují sled, kdo jí v biologické komunitě.

Níže jsou uvedeny některé z živých organismů, které se mohou v potravinovém řetězci ubytovat:

Schéma potravního řetězce

Potravinový řetězec není totéž jako. Potravinová síť je soubor mnoha potravinových řetězců a je složitou strukturou.

Přenos energie

Energie je přenášena prostřednictvím potravinových řetězců z jedné úrovně na druhou. Část energie se používá k růstu, reprodukci, pohybu a dalším potřebám a není k dispozici pro další úroveň.

Kratší potravní řetězce ukládají více energie než ty dlouhé. Spotřebovaná energie je absorbována prostředím.

Pokud najdete chybu, vyberte část textu a stiskněte Ctrl + Enter.