Структура, склад, принципи організації та властивості екосистеми

Екосистема - це біологічна система, яка складається із сукупності живих організмів, їх середовища проживання, а також системи зв'язків, які здійснюють обмін енергії між ними. В даний час даний термін є основним поняттям екології.

Будова

Властивості екосистеми вивчаються порівняно недавно. Вчені виділяють в ній два основних компоненти - біотичний і абиотический. Перший ділиться на гетеротрофний (включає в себе організми, які отримують енергію в результаті окислення органічної речовини - консументи і редуценти) і автотрофний (організми отримують первинну енергію для здійснення фотосинтезу і хемосинтезу, т. Е. Продуценти).

Єдиним і найважливішим джерелом енергії, необхідної для існування всієї екосистеми, є продуценти, які засвоюють енергію сонця, тепла і хімічних зв'язків. Тому автотрофи є представниками перших трофічного рівня всієї екосистеми. Другий, третій і четвертий рівні формуються за рахунок консументів. Замикаються редуцентамі, здатними перевести неживе органічна речовина в абиотический компонент.

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

Головні компоненти екосистеми

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

- кліматичний режим, температура навколишнього середовища, а також вологість і режим освітлення;

- органічні речовини, що зв'язують абиотическую і биотическую складові в круговороті речовин;

- неорганічні сполуки, включені в круговорот енергії;

- продуценти - це організми, які створюють первинні продукти;

- фаготрофи - гетеротрофи, які живляться іншими організмами або великими часточками органічної речовини;

- сапротрофи - гетеротрофи, здатні зруйнувати мертве органічна речовина, минерализовать його і повернути в кругообіг.

Сукупність останніх трьох компонентів формує біомасу екосистеми.

Екосистема, властивості і принципи організації якої вивчаються в екології, функціонує завдяки блокам організмів:

1. Сапрофаги - харчуються мертвою органічною речовиною.
2. Біофагі - поїдають інших живих організмів.

Стійкість і біорізноманіття екосистем

Властивості екосистеми пов'язані з різноманітністю видів, які в ній живуть. Чим ширший біорізноманіття і складніше харчові ланцюги, тим вище стійкість екосистеми.

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

Чи вірні такі судження про властивості екосистеми? Для даного поняття характерні цілісність, стійкість, саморегуляція і самовоспроізводімості. Безліч наукових експериментів і спостережень дають ствердну відповідь на це питання.

Продуктивність екосистем

Під час вивчення продуктивності були висунуті такі поняття, як біомаса і врожай на корені. Другий термін визначає масу всіх організмів, що проживають на одиниці площі води або суші. А ось біомаса - це також вагу даних тіл, але в перерахунку на енергію або сухе органічну речовину.

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

Первинна продукція співтовариства - це утворення біомаси продуцентами без винятку енергії, яку можна затратити на дихання на одиницю площі за одиницю часу.

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

Чиста продуктивність спільноти - це швидкість накопичення органіки, яку не споживають гетеротрофи, а внаслідок, і редуценти. Прийнято обчислювати за рік або вегетаційний період.

Вторинна продуктивність співтовариства - це швидкість накопичення енергії консументами. Чим більше в екосистемі споживачів, тим у більших обсягах переробляється енергія.

Саморегуляція

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

Довгі ланцюги можуть перетинатися, створюючи при цьому можливість різноманітності харчових відносин в залежності від чисельності жертв або врожайності рослин. У найсприятливіші часи чисельність видів може відновлюватися - таким чином нормалізуються відносини в біогеноценозе.

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

Біосфера

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

Властивості біосфери як глобальної екосистеми вивчає наука екологія. Важливо знати, як влаштовані процеси, що впливають на життя всіх організмів в цілому.

До складу біосфери входять такі складові:

- Гідросфера - це водна оболонка Землі. Є рухомою і проникає всюди. Вода - унікальна з'єднання, яке є однією з основ життя будь-якого організму.

- Атмосфера - найлегша повітряна оболонка Землі, що граничить з космічним простором. Завдяки їй відбувається обмін енергії з зовнішнім простором;

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

- Педосфера - верхній шар літосфери, що включає грунт і процес грунтоутворення. Межує з усіма попередніми оболонками, і замикає всі цикли енергії і речовини в біосфері.

Біосфера не є замкнутою системою, тому що вона майже повністю забезпечується сонячною енергією.

Штучні екосистеми

Штучні екосистеми - це системи, створені в результаті людської діяльності. Сюди входять агроценози і природно-господарські системи.

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

Штучні екосистеми відрізняються від природних такими параметрами:

1. Набагато меншою кількістю видів і явним переважанням одного або декількох з них.
2. Порівняно маленькій стійкістю і сильною залежністю від всіх видів енергії (у тому числі і від людини).
3. Короткими харчовими ланцюжками через маленького різноманітності видів.
4. Незамкнутим кругообігом речовин через вилучення продукції співтовариства або врожаю людиною. У той же час природні екосистеми, навпаки, включають в круговорот якомога більшу його частину.

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

Екосистема лісу

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

Екосистему листопадного лісу представляють кілька сотень видів рослин і декількох тисяч видів тварин.

Рослини, що виростають в лісі, є справжніми конкурентами і ведуть боротьбу за сонячне світло. Чим нижче ярус, тим більше тіньовитривалі види там оселилися.

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

Також до первинних консументами відносяться гусениці і короїди. Кожен харчовий рівень представлений великою кількістю видів. Дуже важлива роль травоїдних комах. Вони є запилювачами і служать джерелом живлення для наступних рівень харчових ланцюжків.

Екосистема прісного водойми

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

Система харчових відносин у прісному водоймі дуже складна. Вищі рослини вживають рослиноїдні риби, молюски і личинки комах. Останні, у свою чергу, є джерелом живлення для рачків, риб і амфібій. Хижі риби харчуються більш дрібними видами. Тут же знаходять для себе їжу і ссавці.

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