Структура экосистем и их свойства

Эссе на тему Структура экосистем и их свойства.
Цель работы – рассмотреть структуру и свойства экосистемы.
Работа написана мной лично. ...

1. Понятие экосистем

Сам термин «экосистема» был предложен в 1935 г. английским ботаником А.Тенсли, который писал, что в экосистему входит "... не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, образующих то, что мы называем средой биома, - факторы местообитания в самом широком смысле. Хотя главным интересующим нас объектом могут быть организмы, однако, когда мы пытаемся проникнуть в самую суть вещей, мы не можем отделить организмы от их особой среды, в сочетании с которой они образуют некую физическую систему".
Упоминания об единстве и взаимодействии среды и организмов можно найти и в самых древних письменных памятниках истории. Однако только в конце XIX в. появились высказывание данного рода, причем почти одновременно в европейской, русской и американской литературе(К. Мебиус, 1877; С. Форбс, 1877; В. Докучаев, 1886 и др.).
Понятие «экосистема» можно применить к объектам различной степени сложности и величины. Примером экосистемы может служить тропический лес (мезоэкосистемы) в определенном месте и в конкретный момент времени, населенный тысячами видов живущих вместе растений, животных и микробов и связанный происходящими между ними взаимодействиями. Экосистемами являются такие природные образования, как океан, море, озеро, луг, болото. Экосистемой может быть кочка на болоте и гниющее дерево в лесу с живущими на них и в них организмами, муравейник с муравьями (микроэкосистемы). Самой большой экосистемой является планета Земля (биосфера – глобальная экосистема).Крупные наземные экосистемы называют биомами. Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам, связанных друг с другом экосистем .
......
Можно выделить различные типы структурной организации экосистемы. Так, согласно блоковой модели экосистемы любая экосистема состоит из двух блоков. Один из них биоценоз (комплекс взаимосвязанных живых организмов), второй – биотоп или экотоп (факторы среды).
Структура экологических ниш призвана обеспечить целостность и устойчивость экосистемы. Со структурой экологических ниш данной экосистемы тесно связана ее видовая структура – количество видов, образующих экосистему, и соотношение их численностей.
С позиций трофической структуры любая экосистема включает комплекс автотрофных организмов-продуцентов, обеспечивающих органическим веществом и энергией остальные организмы (зеленые растения, фото- и хемосинтезирующие бактерии); комплекс гетеротрофных организмов-консументов, живущих за счет питательных веществ, созданных продуцентами животные, а также бесхлорофилльные растения); комплекс организмов-редуцентов, разлагающих органические соединения до минерального состояния (микробоценоз, грибы и прочие организмы, питающиеся мертвым органическим веществом).

Введение
На нашей планете огромное количество организмов, которое неразрывно связано между собой. Нет ни одного живого объекта, который мог бы существовать изолированно от всех, совершенно автономно. Однако не только организмы находятся в тесной взаимосвязи, но и факторы внешней и внутренней среды влияют на весь биом. Экосистема – это основная функциональная единица в экологии, в которую входят организмы и неживая среда и необходимые условия для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле.
Экосистемы в конечном счете являются основными объектами (ячейками) научно обоснованного природопользования, особенно возобновимыми ресурсами. Их уровень используется для обоснования допустимых объемов изъятия продукции (при сохранении устойчивости), увеличения ее выхода (повышения про дуктивности) и для решения других вопросов. В конечном счете через сохранение отдельных элементарных экосистем решается важнейшая проблема современности – предотвращения или нейтрализации неблагоприятных явлений глобального кризиса, сохранения биосферы в целом.
Цель работы – рассмотреть структуру и свойства экосистемы.
Сейчас, как никогда ранее, остро стоит вопрос о сохранности биосферы и теоретического обоснования природоохранных мероприятий.

В eq трофических цепях они eq также являются гетеротрофами. В eq наших широтах падальщиками eq являются вороны.Когда eq продуценты и консументы всех eq уровней заканчивают свой eq жизненный путь, за eq дело берутся бактерии и eq грибковые организмы - редуценты eq (от английского глагола eq REDUCE - "разрушать, делить"). Они eq разлагают мертвые останки eq погибших живых организмов - eq детриты - до атомов eq биогенных химических элементов eq (напомним, что это, в eq основном, углерод, водород, eq кислород и азот). Редуценты, eq также, как и все eq консументы, являются гетеротрофами.Редуценты eq формируют гумус (перегной) - eq основную плодородную часть eq почвы, на которой eq снова вырастают зеленые eq растения. Цикл замыкается. Трава и eq деревья, шумящие над eq нами, выросли из eq когда-то бегавших по eq Земле животных и диковинных eq растений! Пример трофической eq цепи: микроводоросли - комар - eq лягушка - цапля - коршун - eq гумус. Если какое-либо eq звено трофической цепи eq вырывается из природы eq (например, истребляют комаров), eq то рушится вся eq цепь.2.1 Блоковая eq структураЛюбая экосистема eq состоит из комплекса eq взаимосвязанных живых организмов – eq биоценоза и факторов среды – eq биотопа или экотопа. Примером eq биоценоза являются однородные eq участки леса, степи, eq болота и др., основным eq звеном которого являются eq растительные сообщества (фитоценоз). Экосистемы eq могут не иметь eq этого звена. В них eq достаточно присутствия одного eq звена, способного осуществлять eq круговорот веществ, например, eq зооценоз или микробоценоз eq (системы, формирующиеся на eq базе разлагающихся органических eq остатков, трупов животных и eq т.д.). Таким образом, каждый eq биогеоценоз может быть eq назван экосистемой, но eq не каждая экосистема eq относится к рангу биогеоценоза. Дабы eq снять терминологические неясности, eq соавтор В. Н. Сукачева eq по формированию науки eq биогеоценологии - профессор В. Н. Дылис - eq образно определил биогеоценоз как eq экосистему, но только в eq рамках фитоценоза.2.2 eq Видовая структура экосистем.Под eq видовой структурой экосистем eq подразумевается количество видов, eq которое образует экосистему и eq соотношение их численностей. Трудно eq учесть все разнообразие eq видов в экосистемах, так eq как оно весьма eq велико и исчисляется порой eq десятками сотен. Разнообразие eq экосистемы зависит от eq ее возраста. Преобладающие eq по численности виды eq называют доминантами (господствующий), а eq виды, создающие среду eq обитания - эдификаторами. Доминанты eq господствуют в сообществе и составляют eq «видовое ядро» любого eq биоценоза.Обычно эдификаторы и eq доминанты совпадают. Например, eq ель в еловом лесу eq наряду с доминантностью обладает строительными свойствами. Она затеняет почву, создает кислую среду своими корневыми выделениями и при разложении мертвого органического вещества, образует подзолистые почвы. Под ее пологом могут жить только те виды, которые любят тень.Иногда доминаниты и эдификаторы не совпадают. Черника может быть доминантой, но не являться эдификатором.2.3 Пространственная структура.Это распределение в пространстве организмов разных видов (по вертикали и по горизонтали). Прежде всего такая структура формируется растительной частью биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичностъ (структура биоценоза по горизонтали).Например, в еловых лесах четко выделяются древесный, травяно-кустарничковый и моховый ярусы. Пять или шесть ярусов можно выделить и в широколиственном лесу.В лесах всегда есть и межъярусные (внеярусные) растения – это водоросли и лишайники на стволах и ветвях деревьев, высшие eq споровые и цветковые эпифиты, eq лианы и др.Расчлененность в eq горизонтальном направлении – мозаичность – eq свойственна практически всем eq фитоценозам, поэтому, в их eq пределах выделяют структурные eq единицы, которые получили eq разные названия: микрогруппировки, eq микроценозы, микрофитоценозы, парцеллы и eq т. п.2.4 eq Экологическая структура.Это eq соотношение организмов разных eq экологических групп. Биоценозы eq со сходной экологической eq структурой могут иметь eq разный видовой состав. Это eq связано с тем, что eq одни и те же eq экологические ниши могут eq быть заняты сходными eq по экологии, но eq далеко не родственными eq видами. Такие виды eq называются замещающими или eq викарирующими.Экологическую структуру eq сообществ отражает также eq соотношение таких групп eq организмов, как гигрофиты, eq мезофиты и ксерофиты среди eq растений или гигрофилы, eq мезофилы и ксерофилы среди eq животных, а также спектры eq жизненных форм. Вполне eq естественно, что в сухих eq аридных условиях растительность eq характеризуется преобладанием склерофитов и eq суккулентов, а в сильно увлажненных eq биотопах богаче представлены eq гигро- и даже гидрофиты.Важными eq характеристиками структуры биоценоза eq являются консорция, синузия и eq парцелла. Консорция – структурная eq единица биоценоза, объединяющая eq автотрофные и гетеротрофные организмы eq на основе пространственных eq (топических) и пищевых (трофических) eq связей вокруг центрального eq члена (ядра). Например, eq отдельно стоящее дерево eq или группа деревьев eq (растение-эдификатор) и связанные с ним eq организмы. Биоценоз – это eq система связанных между eq собой консорций.Синузия – eq структурная часть в вертикальном eq расчленении биоценоза, образованная eq сходными по жизненной eq форме видами и ограниченная в eq пространстве (или во eq времени). Пространственно синузия eq может совпадать с горизонтом, eq пологом, слоем, ярусом eq биогеоценоза. Например, в сосновом eq лесу можно выделить eq синузию сосны, синузию eq брусники, синузию зеленых eq мхов и т. д.Парцелла – eq структурная часть в горизонтальном eq расчленении биоценоза, отличающаяся eq от других частей eq составом и свойствами компонентов. Парцеллу eq выделяют (ограничивают) по eq ведущему элементу растительности. Например, eq участки широколиственных деревьев в eq хвойном лесу.Свойства eq экосистем.Это устойчивость, eq способность к самовоспроизведению и целостность. Экосистема eq будет самостоятельно существовать и eq развиваться, если не eq вмешиваться в ее жизнь, eq что отличает природные eq экосистемы от искусственных, eq созданных человеком агроценозов (например, eq засеянное поле, молочная eq ферма), которые неустойчивы и eq не способны к самовоспроизведению.3eq .1 Целостность.Сообщество eq живых организмов и абиотическая eq среда влияют друг eq на друга, обе eq части биогеоценоза необходимы eq для поддержания жизни. Абиотические eq факторы регулируют существование и eq жизнедеятельность популяций. В то eq же время эти eq факторы находятся под eq постоянным влиянием самих eq живых организмов. Важные eq для жизни химические eq элементы (С, Н, eq О, N, Р) и eq органические соединения образуют eq непрерывный поток между eq живым и неживым: потребление и eq выделение углекислого газа, eq кислорода, воды, образование и eq разложение растительного и животного eq опада, образование почвенных eq органических соединений. Живые eq организмы черпают из eq среды жизненные ресурсы eq (например, кислород из eq атмосферы в процессе дыхания и eq углекислый газ в процессе eq фотосинтеза). Они поставляют в eq среду продукты жизнедеятельности eq (например, кислород в процессе eq фотосинтеза и углекислый газ в eq процессе разложения органических eq веществ и дыхания). Солнечная eq энергия аккумулируется зелеными eq растениями и передается организмам eq всех популяций, населяющих eq биогеоценоз.Потоки энергии и eq вещества, связывающие живые eq организмы друг с другом и eq средой их обитания, eq обеспечивают целостность биогеоценозов. Способность eq организмов к размножению, наличие в eq среде пищи и энергии, eq необходимых для роста, eq развития и размножения, а также eq воссоздание среды обитания eq живыми организмами — условия eq самовоспроизводства экосистем.3.2 eq Устойчивость.Равновесное (устойчивое) eq состояние экосистемы обеспечивается eq на основе круговоротов eq веществ. В этих круговоротах eq непосредственно участвуют все eq составные части экосистем. Для eq поддержания круговорота веществ в eq экосистеме необходимо наличие eq запаса неорганических веществ в eq усвояемой форме и трех eq функционально различных экологических eq групп организмов: продуцентов, eq консументов и редуцентов.Устойчивость — eq это свойство сообщества и eq экосистемы выдерживать изменения, eq создаваемые внешними воздействиями. Например, если количество осадков понизилось на 50% по сравнению со средним количеством за много лет, а количество органического вещества, созданного продуцентами, упало лишь на 25%, численность травоядных консументов — только на 10%, то можно сказать: эта экосистема устойчива.Экосистема живет и развивается как единое целое. В природе менее устойчивые экосистемы со временем сменяются на более устойчивые. Их смена определяется тремя факторами: 1) упорядоченным процессом развития экосистемы — установлением в ней стабильных взаимоотношений между видами; 2) изменением климатических условий; 3) изменением физической среды под влиянием жизнедеятельности организмов, составляющих экосистему.