Οικολογικό σύστημα: έννοια, ουσία, τύποι και επίπεδα. Φυσικά και τεχνητά οικοσυστήματα, σύγκρισή τους

Ένα οικοσύστημα περιλαμβάνει όλους τους ζωντανούς οργανισμούς (φυτά, ζώα, μύκητες και μικροοργανισμούς) που, στον ένα ή τον άλλο βαθμό, αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και το άψυχο περιβάλλον που τους περιβάλλει (κλίμα, έδαφος, ηλιακό φως, αέρας, ατμόσφαιρα, νερό κ.λπ.). .

Ένα οικοσύστημα δεν έχει συγκεκριμένο μέγεθος. Μπορεί να είναι τόσο μεγάλο όσο μια έρημος ή μια λίμνη, ή τόσο μικρό όσο ένα δέντρο ή μια λακκούβα. Το νερό, η θερμοκρασία, τα φυτά, τα ζώα, ο αέρας, το φως και το έδαφος αλληλεπιδρούν όλα μαζί.

Η ουσία του οικοσυστήματος

Σε ένα οικοσύστημα, κάθε οργανισμός έχει τη δική του θέση ή ρόλο.

Σκεφτείτε το οικοσύστημα μιας μικρής λίμνης. Σε αυτό, μπορείτε να βρείτε όλους τους τύπους ζωντανών οργανισμών, από μικροσκοπικούς έως ζώα και φυτά. Εξαρτώνται από πράγματα όπως το νερό, το ηλιακό φως, ο αέρας, ακόμη και η ποσότητα των θρεπτικών συστατικών στο νερό. (Κάντε κλικ για να μάθετε περισσότερα για τις πέντε βασικές ανάγκες των ζωντανών οργανισμών).

Διάγραμμα οικοσυστήματος λίμνης

Κάθε φορά που κάποιος «αουτσάιντερ» (ζωντανό ον ή εξωτερικός παράγοντας, όπως η αύξηση της θερμοκρασίας) εισάγονται σε ένα οικοσύστημα, μπορεί να προκύψουν καταστροφικές συνέπειες. Αυτό συμβαίνει επειδή ο νέος οργανισμός (ή παράγοντας) είναι ικανός να διαστρεβλώσει τη φυσική ισορροπία των αλληλεπιδράσεων και να προκαλέσει πιθανή βλάβη ή καταστροφή στο μη εγγενές οικοσύστημα.

Τυπικά, τα βιοτικά μέλη ενός οικοσυστήματος, μαζί με τους αβιοτικούς παράγοντες τους, εξαρτώνται το ένα από το άλλο. Αυτό σημαίνει ότι η απουσία ενός μέλους ή ενός αβιοτικού παράγοντα μπορεί να επηρεάσει ολόκληρο το οικολογικό σύστημα.

Εάν δεν υπάρχει αρκετό φως και νερό ή εάν το έδαφος περιέχει λίγα θρεπτικά συστατικά, τα φυτά μπορεί να πεθάνουν. Εάν τα φυτά πεθάνουν, κινδυνεύουν και τα ζώα που εξαρτώνται από αυτά. Εάν πεθάνουν ζώα που εξαρτώνται από τα φυτά, τότε θα πεθάνουν και άλλα ζώα που εξαρτώνται από αυτά. Το οικοσύστημα στη φύση λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Όλα τα μέρη του πρέπει να λειτουργούν μαζί για να διατηρείται η ισορροπία!

Δυστυχώς, τα οικοσυστήματα μπορούν να καταστραφούν από φυσικές καταστροφές όπως πυρκαγιές, πλημμύρες, τυφώνες και ηφαιστειακές εκρήξεις. Η ανθρώπινη δραστηριότητα συμβάλλει επίσης στην καταστροφή πολλών οικοσυστημάτων και.

Κύριοι τύποι οικοσυστημάτων

Τα οικολογικά συστήματα έχουν ακαθόριστες διαστάσεις. Είναι σε θέση να υπάρχουν μικρός χώρος, για παράδειγμα, κάτω από μια πέτρα, ένα κούτσουρο δέντρου που σαπίζει ή σε μια μικρή λίμνη, και επίσης καταλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις (όπως ολόκληρο το τροπικό δάσος). ΜΕ τεχνικό σημείοΑπό μια προοπτική, ο πλανήτης μας μπορεί να ονομαστεί ένα τεράστιο οικοσύστημα.

Διάγραμμα μικρού οικοσυστήματος κούτσουρου που σαπίζει

Τύποι οικοσυστημάτων ανάλογα με την κλίμακα:

• Μικροοικοσύστημα- ένα οικοσύστημα μικρής κλίμακας, όπως μια λίμνη, μια λακκούβα, ένα κούτσουρο δέντρου κ.λπ.
• Μεσοοικοσύστημα- ένα οικοσύστημα, όπως ένα δάσος ή μια μεγάλη λίμνη.
• Biome.Ένα πολύ μεγάλο οικοσύστημα ή συλλογή οικοσυστημάτων με παρόμοιους βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες, όπως ένα ολόκληρο τροπικό δάσος με εκατομμύρια ζώα και δέντρα και πολλά διαφορετικά υδάτινα σώματα.

Τα όρια των οικοσυστημάτων δεν επισημαίνονται με σαφείς γραμμές. Συχνά χωρίζονται από γεωγραφικά εμπόδια όπως έρημοι, βουνά, ωκεανοί, λίμνες και ποτάμια. Επειδή τα όρια δεν είναι αυστηρά καθορισμένα, τα οικοσυστήματα τείνουν να συγχωνεύονται μεταξύ τους. Αυτός είναι ο λόγος που μια λίμνη μπορεί να έχει πολλά μικρά οικοσυστήματα με τα δικά τους μοναδικά χαρακτηριστικά. Οι επιστήμονες ονομάζουν αυτή την ανάμειξη "Ecotone".

Τύποι οικοσυστημάτων ανά είδος εμφάνισης:

Εκτός από τους παραπάνω τύπους οικοσυστημάτων, υπάρχει και διαχωρισμός σε φυσικά και τεχνητά οικολογικά συστήματα. Ένα φυσικό οικοσύστημα δημιουργείται από τη φύση (δάσος, λίμνη, στέπα κ.λπ.), και ένα τεχνητό δημιουργείται από τον άνθρωπο (κήπος, προσωπική πλοκή, πάρκο, χωράφι, κ.λπ.).

Τύποι οικοσυστημάτων

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι οικοσυστημάτων: τα υδάτινα και τα χερσαία. Κάθε άλλο οικοσύστημα στον κόσμο εμπίπτει σε μία από αυτές τις δύο κατηγορίες.

Επίγεια οικοσυστήματα

Τα χερσαία οικοσυστήματα μπορούν να βρεθούν οπουδήποτε στον κόσμο και χωρίζονται σε:

Δασικά οικοσυστήματα

Πρόκειται για οικοσυστήματα που έχουν άφθονη βλάστηση ή μεγάλο αριθμό οργανισμών που ζουν σε ένα σχετικά μικρό χώρο. Έτσι, στα δασικά οικοσυστήματα η πυκνότητα των ζωντανών οργανισμών είναι αρκετά υψηλή. Μια μικρή αλλαγή σε αυτό το οικοσύστημα μπορεί να επηρεάσει ολόκληρη την ισορροπία του. Επίσης, σε τέτοια οικοσυστήματα μπορείτε να βρείτε έναν τεράστιο αριθμό εκπροσώπων πανίδας. Επιπλέον, τα δασικά οικοσυστήματα χωρίζονται σε:

• Τροπικά αειθαλή δάση ή τροπικά δάση βροχής:, με μέση βροχόπτωση άνω των 2000 mm ετησίως. Χαρακτηρίζονται από πυκνή βλάστηση, όπου κυριαρχούν τα ψηλά δέντρα που βρίσκονται σε διαφορετικά ύψη. Οι περιοχές αυτές αποτελούν καταφύγιο για διάφορα είδη ζώων.
• Τροπικά φυλλοβόλα δάση:Μαζί με μια τεράστια ποικιλία ειδών δέντρων, υπάρχουν και θάμνοι εδώ. Αυτό το είδος δάσους βρίσκεται σε αρκετές γωνιές του πλανήτη και φιλοξενεί μια μεγάλη ποικιλία χλωρίδας και πανίδας.
• : Έχουν αρκετά μικρό αριθμό δέντρων. Εδώ κυριαρχούν τα αειθαλή δέντρα που ανανεώνουν το φύλλωμά τους όλο το χρόνο.
• Πλατύφυλλα δάση:Βρίσκονται σε υγρές εύκρατες περιοχές που δέχονται επαρκείς βροχοπτώσεις. Τους χειμερινούς μήνες τα δέντρα ρίχνουν τα φύλλα τους.
• : Βρίσκεται αμέσως μπροστά, η τάιγκα ορίζεται από αειθαλή κωνοφόρα δέντρα, θερμοκρασίες κάτω από το μηδένγια έξι μήνες και σε όξινα εδάφη. Στη ζεστή εποχή, μπορείτε να βρείτε μεγάλο αριθμό αποδημητικών πουλιών, εντόμων και.

οικοσύστημα της ερήμου

Τα οικοσυστήματα της ερήμου βρίσκονται σε ερημικές περιοχές και δέχονται λιγότερες από 250 mm βροχοπτώσεις ετησίως. Καταλαμβάνουν περίπου το 17% της συνολικής χερσαίας έκτασης της Γης. Λόγω εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών αέρα, κακής πρόσβασης και έντονης ηλιακό φως, και δεν είναι τόσο πλούσια όσο σε άλλα οικοσυστήματα.

Οικοσύστημα λιβαδιών

Τα λιβάδια βρίσκονται σε τροπικές και εύκρατες περιοχές του κόσμου. Η περιοχή του λιβαδιού αποτελείται κυρίως από χόρτα, με μικρό αριθμό δέντρων και θάμνων. Τα λιβάδια κατοικούνται από ζώα που βόσκουν, εντομοφάγα και φυτοφάγα. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι οικοσυστημάτων λιβαδιών:

• : Τροπικά λιβάδια που έχουν περίοδο ξηρασίας και χαρακτηρίζονται από ατομικά αναπτυσσόμενα δέντρα. Παρέχουν τροφή σε μεγάλο αριθμό φυτοφάγων και αποτελούν επίσης τόπο κυνηγιού για πολλά αρπακτικά.
• Λιβάδια (εύκρατα λιβάδια):Πρόκειται για μια περιοχή με μέτρια γρασίδι, εντελώς απαλλαγμένη από μεγάλους θάμνους και δέντρα. Τα λιβάδια περιέχουν φυτά και ψηλά χόρτα και αντιμετωπίζουν άνυδρες κλιματικές συνθήκες.
• Λιβάδια στεπών:Περιοχές ξηρών λιβαδιών που βρίσκονται κοντά σε ημίξηρες ερήμους. Η βλάστηση αυτών των λιβαδιών είναι μικρότερη από αυτή των σαβάνων και των λιβαδιών. Τα δέντρα είναι σπάνια και βρίσκονται συνήθως στις όχθες ποταμών και ρεμάτων.

Ορεινά οικοσυστήματα

Το ορεινό ανάγλυφο παρέχει μια ποικιλία οικοτόπων όπου μπορεί να βρεθεί μεγάλος αριθμός ζώων και φυτών. Στο υψόμετρο συνήθως επικρατούν σκληρές κλιματικές συνθήκες στις οποίες μόνο αλπικά φυτά. Τα ζώα που ζουν ψηλά στα βουνά έχουν χοντρά παλτά για να τα προστατεύουν από το κρύο. Οι χαμηλότερες πλαγιές καλύπτονται συνήθως από δάση κωνοφόρων.

Υδατικά οικοσυστήματα

Υδάτινο οικοσύστημα - ένα οικοσύστημα που βρίσκεται σε υδάτινο περιβάλλον (για παράδειγμα, ποτάμια, λίμνες, θάλασσες και ωκεανοί). Περιλαμβάνει υδρόβια χλωρίδα, πανίδα και ιδιότητες νερού και χωρίζεται σε δύο τύπους: θαλάσσια και οικολογικά συστήματα γλυκού νερού.

Θαλάσσια οικοσυστήματα

Είναι τα μεγαλύτερα οικοσυστήματα, καλύπτοντας περίπου το 71% της επιφάνειας της Γης και περιέχουν το 97% του νερού του πλανήτη. Θαλασσινό νερόπεριέχει μεγάλη ποσότητα διαλυμένων μετάλλων και αλάτων. Το θαλάσσιο οικολογικό σύστημα χωρίζεται σε:

• Oceanic (ένα σχετικά ρηχό τμήμα του ωκεανού που βρίσκεται στην υφαλοκρηπίδα).
• Προτερατική ζώνη (περιοχή βαθέων υδάτων που δεν διαπερνά το ηλιακό φως).
• Περιοχή βενθάλης (περιοχή που κατοικείται από οργανισμούς βυθού).
• Διαπαλιρροιακή ζώνη (το μέρος μεταξύ χαμηλής και υψηλής παλίρροιας).
• Εκβολές ποταμών;
• Οι κοραλλιογενείς ύφαλοι;
• Αλυκές;
• Υδροθερμικές οπές όπου οι χημειοσυνθετές σχηματίζουν την παροχή τροφής.

Πολλά είδη οργανισμών ζουν σε θαλάσσια οικοσυστήματα και συγκεκριμένα: καφέ φύκια, κοράλλια, κεφαλόποδα, εχινόδερμα, δεινομαστιγώματα, καρχαρίες κ.λπ.

Τα οικοσυστήματα του γλυκού νερού

Σε αντίθεση με τα θαλάσσια οικοσυστήματα, τα οικοσυστήματα του γλυκού νερού καλύπτουν μόνο το 0,8% της επιφάνειας της Γης και περιέχουν το 0,009% των συνολικών αποθεμάτων νερού στον κόσμο. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι οικοσυστημάτων γλυκού νερού:

• Σταθερό νερό: νερό όπου δεν υπάρχει ρεύμα, όπως πισίνες, λίμνες ή λιμνούλες.
• Ρέει: Ταχύτατα κινούμενα νερά όπως ρυάκια και ποτάμια.
• Υγρότοποι: Μέρη όπου το έδαφος πλημμυρίζει συνεχώς ή περιοδικά.

Τα οικοσυστήματα του γλυκού νερού φιλοξενούν ερπετά, αμφίβια και περίπου το 41% ​​των ειδών ψαριών στον κόσμο. Τα γρήγορα κινούμενα νερά συνήθως περιέχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου, υποστηρίζοντας έτσι περισσότερο βιολογική ποικιλίαπαρά στάσιμα νερά λιμνών ή λιμνών.

Δομή οικοσυστήματος, στοιχεία και παράγοντες

Ως οικοσύστημα ορίζεται μια φυσική λειτουργική οικολογική μονάδα που αποτελείται από ζωντανούς οργανισμούς (βιοκένωση) και τους μη ζωντανούς περιβάλλον(αβιοτικά ή φυσικοχημικά), τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και δημιουργούν ένα σταθερό σύστημα. Λίμνη, λίμνη, έρημος, βοσκοτόπια, λιβάδια, δάση κ.λπ. αποτελούν κοινά παραδείγματα οικοσυστημάτων.

Κάθε οικοσύστημα αποτελείται από αβιοτικά και βιοτικά συστατικά:

Δομή οικοσυστήματος

Αβιοτικά συστατικά

Τα αβιοτικά συστατικά είναι άσχετοι παράγοντες της ζωής ή του φυσικού περιβάλλοντος που επηρεάζουν τη δομή, την κατανομή, τη συμπεριφορά και τις αλληλεπιδράσεις των ζωντανών οργανισμών.

Τα αβιοτικά συστατικά αντιπροσωπεύονται κυρίως από δύο τύπους:

• Κλιματικοί παράγοντες, που περιλαμβάνουν βροχή, θερμοκρασία, φως, άνεμο, υγρασία κ.λπ.
• Εδαφικοί παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της οξύτητας του εδάφους, της τοπογραφίας, της ανοργανοποίησης κ.λπ.

Η σημασία των αβιοτικών συστατικών

Η ατμόσφαιρα παρέχει στους ζωντανούς οργανισμούς διοξείδιο του άνθρακα (για φωτοσύνθεση) και οξυγόνο (για αναπνοή). Οι διεργασίες της εξάτμισης και της διαπνοής συμβαίνουν μεταξύ της ατμόσφαιρας και της επιφάνειας της Γης.

Η ηλιακή ακτινοβολία θερμαίνει την ατμόσφαιρα και εξατμίζει το νερό. Το φως είναι επίσης απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση. παρέχει στα φυτά ενέργεια για ανάπτυξη και μεταβολισμό, καθώς και βιολογικά προϊόντα για τη διατροφή άλλων μορφών ζωής.

Οι περισσότεροι ζωντανοί ιστοί αποτελούνται από υψηλό ποσοστό νερού, έως και 90% ή περισσότερο. Λίγα κύτταρα μπορούν να επιβιώσουν εάν η περιεκτικότητα σε νερό πέσει κάτω από το 10%, και τα περισσότερα πεθαίνουν όταν η περιεκτικότητα σε νερό είναι μικρότερη από 30-50%.

Το νερό είναι το μέσο μέσω του οποίου τα ορυκτά τρόφιμα εισέρχονται στα φυτά. Είναι επίσης απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση. Τα φυτά και τα ζώα λαμβάνουν νερό από την επιφάνεια της Γης και το έδαφος. Η κύρια πηγή νερού είναι οι βροχοπτώσεις.

Βιοτικά συστατικά

Τα έμβια όντα, συμπεριλαμβανομένων των φυτών, των ζώων και των μικροοργανισμών (βακτήρια και μύκητες), που υπάρχουν σε ένα οικοσύστημα είναι βιοτικά συστατικά.

Με βάση τον ρόλο τους στο οικολογικό σύστημαΤα βιοτικά συστατικά μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες ομάδες:

• Παραγωγοίπαράγουν οργανικές ουσίες από ανόργανες χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια.
• Καταναλωτέςτρέφονται με έτοιμες οργανικές ουσίες που παράγονται από παραγωγούς (φυτοφάγα, αρπακτικά, κ.λπ.)·
• Αποσυνθετές.Βακτήρια και μύκητες που καταστρέφουν νεκρούς ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣπαραγωγούς (φυτά) και καταναλωτές (ζώα) για τρόφιμα και απελευθερώνονται στο περιβάλλον απλές ουσίες(ανόργανα και οργανικά) που σχηματίζονται ως υποπροϊόντα του μεταβολισμού τους.

Αυτές οι απλές ουσίες παράγονται επανειλημμένα μέσω του κυκλικού μεταβολισμού μεταξύ της βιοτικής κοινότητας και του αβιοτικού περιβάλλοντος του οικοσυστήματος.

Επίπεδα οικοσυστήματος

Για να κατανοήσετε τα επίπεδα ενός οικοσυστήματος, λάβετε υπόψη το ακόλουθο σχήμα:

Διάγραμμα επιπέδου οικοσυστήματος

Ατομο

Άτομο είναι κάθε ζωντανό πλάσμα ή οργανισμός. Τα άτομα δεν αναπαράγονται με άτομα από άλλες ομάδες. Τα ζώα, σε αντίθεση με τα φυτά, ταξινομούνται συνήθως σε αυτήν την έννοια, καθώς ορισμένα μέλη της χλωρίδας μπορούν να διασταυρωθούν με άλλα είδη.

Στο παραπάνω διάγραμμα, μπορείτε να το παρατηρήσετε χρυσό ψάριαλληλεπιδρά με το περιβάλλον και θα αναπαραχθεί αποκλειστικά με μέλη του δικού του είδους.

Πληθυσμός

Πληθυσμός είναι μια ομάδα ατόμων ενός συγκεκριμένου είδους που ζουν σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή τη δεδομένη στιγμή. (Ένα παράδειγμα θα ήταν το χρυσόψαρο και το είδος του). Λάβετε υπόψη ότι ένας πληθυσμός περιλαμβάνει άτομα του ίδιου είδους, τα οποία μπορεί να έχουν διάφορες γενετικές διαφορές, όπως το χρώμα του τριχώματος/ματιού/του δέρματος και το μέγεθος του σώματος.

Κοινότητα

Μια κοινότητα περιλαμβάνει όλους τους ζωντανούς οργανισμούς σε μια συγκεκριμένη περιοχή σε μια δεδομένη στιγμή. Μπορεί να περιέχει πληθυσμούς ζωντανών οργανισμών ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ. Στο παραπάνω διάγραμμα, παρατηρήστε πώς συνυπάρχουν σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον τα χρυσόψαρα, οι σολομοί, τα καβούρια και οι μέδουσες. Μια μεγάλη κοινότητα περιλαμβάνει συνήθως τη βιοποικιλότητα.

Οικοσύστημα

Ένα οικοσύστημα περιλαμβάνει κοινότητες ζωντανών οργανισμών που αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους. Σε αυτό το επίπεδο, οι ζωντανοί οργανισμοί εξαρτώνται από άλλους αβιοτικοί παράγοντες, όπως πέτρες, νερό, αέρας και θερμοκρασία.

Biome

Με απλά λόγια, είναι μια συλλογή οικοσυστημάτων που έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά με τους αβιοτικούς παράγοντες προσαρμοσμένους στο περιβάλλον.

Βιόσφαιρα

Όταν εξετάζουμε διαφορετικά βιώματα, το καθένα από τα οποία οδηγεί σε ένα άλλο, σχηματίζεται μια τεράστια κοινότητα ανθρώπων, ζώων και φυτών που ζουν σε συγκεκριμένους οικοτόπους. είναι το σύνολο όλων των οικοσυστημάτων που υπάρχουν στη Γη.

Τροφική αλυσίδα και ενέργεια στο οικοσύστημα

Όλα τα έμβια όντα πρέπει να τρώνε για να αποκτήσουν την ενέργεια που χρειάζεται για να αναπτυχθούν, να κινηθούν και να αναπαραχθούν. Τι τρώνε όμως αυτοί οι ζωντανοί οργανισμοί; Τα φυτά παίρνουν την ενέργειά τους από τον Ήλιο, άλλα ζώα τρώνε φυτά και άλλα τρώνε ζώα. Αυτή η σχέση διατροφής σε ένα οικοσύστημα ονομάζεται τροφική αλυσίδα. Οι τροφικές αλυσίδες τυπικά αντιπροσωπεύουν την αλληλουχία του ποιος τρώει ποιον σε μια βιολογική κοινότητα.

Παρακάτω είναι μερικοί ζωντανοί οργανισμοί που μπορούν να χωρέσουν στην τροφική αλυσίδα:

Διάγραμμα τροφικής αλυσίδας

Μια τροφική αλυσίδα δεν είναι το ίδιο πράγμα με . Το τροφικό δίκτυο είναι μια συλλογή από πολλές τροφικές αλυσίδες και είναι μια πολύπλοκη δομή.

Μεταφορά ενέργειας

Η ενέργεια μεταφέρεται μέσω των τροφικών αλυσίδων από το ένα επίπεδο στο άλλο. Μέρος της ενέργειας χρησιμοποιείται για ανάπτυξη, αναπαραγωγή, κίνηση και άλλες ανάγκες και δεν είναι διαθέσιμο για το επόμενο επίπεδο.

Οι μικρότερες τροφικές αλυσίδες αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια από τις μεγαλύτερες. Η ενέργεια που καταναλώνεται απορροφάται από το περιβάλλον.

Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.

Τα φυσικά οικοσυστήματα σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα των δυνάμεων της φύσης. Χαρακτηρίζονται από:

• Στενή σχέση οργανικών και ανόργανων ουσιών
• Ένας πλήρης, κλειστός κύκλος της κυκλοφορίας των ουσιών: ξεκινώντας από την εμφάνιση οργανική ύληκαι τελειώνει με τη διάσπαση και την αποσύνθεσή του σε ανόργανα συστατικά.
• Ανθεκτικότητα και ικανότητα αυτοθεραπείας.

Όλα τα φυσικά οικοσυστήματα ορίζονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• 1. Δομή του είδους: ο αριθμός κάθε είδους ζώου ή φυτού ρυθμίζεται από φυσικές συνθήκες.
  2. Χωρική δομή: όλοι οι οργανισμοί είναι διατεταγμένοι σε αυστηρή οριζόντια ή κάθετη ιεραρχία. Για παράδειγμα, σε ένα δασικό οικοσύστημα, οι βαθμίδες διακρίνονται σαφώς σε ένα υδάτινο οικοσύστημα, η κατανομή των οργανισμών εξαρτάται από το βάθος του νερού.
  3. Βιοτικές και αβιοτικές ουσίες. Οι οργανισμοί που απαρτίζουν το οικοσύστημα χωρίζονται σε ανόργανους (αβιοτικούς: φως, αέρας, έδαφος, άνεμος, υγρασία, πίεση) και οργανικούς (βιοτικά - ζώα, φυτά).
  4. Με τη σειρά του, το βιοτικό συστατικό χωρίζεται σε παραγωγούς, καταναλωτές και καταστροφείς. Οι παραγωγοί περιλαμβάνουν φυτά και βακτήρια, τα οποία χρησιμοποιούν το ηλιακό φως και την ενέργεια για να δημιουργήσουν οργανική ύλη από ανόργανες ουσίες. Οι καταναλωτές είναι ζώα και σαρκοφάγα φυτά που τρέφονται με αυτή την οργανική ύλη. Οι καταστροφείς (μύκητες, βακτήρια, ορισμένοι μικροοργανισμοί) είναι η κορωνίδα της τροφικής αλυσίδας, καθώς πραγματοποιούν την αντίστροφη διαδικασία: η οργανική ύλη μετατρέπεται σε ανόργανες ουσίες.

Τεχνητά οικοσυστήματα

Τα τεχνητά οικοσυστήματα είναι κοινότητες ζώων και φυτών που ζουν σε συνθήκες που δημιουργούνται για αυτά από τον άνθρωπο. Ονομάζονται επίσης noobiogeocenoses ή κοινωνικοοικοσυστήματα. Παραδείγματα: χωράφι, λιβάδι, πόλη, κοινωνία, διαστημόπλοιο, ζωολογικός κήπος, κήπος, τεχνητή λίμνη, δεξαμενή.

Το περισσότερο απλό παράδειγμαΤο τεχνητό οικοσύστημα είναι ένα ενυδρείο. Εδώ ο βιότοπος περιορίζεται από τα τοιχώματα του ενυδρείου, η ροή της ενέργειας, του φωτός και των θρεπτικών ουσιών πραγματοποιείται από τον άνθρωπο, ο οποίος ρυθμίζει επίσης τη θερμοκρασία και τη σύνθεση του νερού. Αρχικά καθορίζεται και ο αριθμός των κατοίκων.

Πρώτο χαρακτηριστικό: τα πάντα τεχνητά οικοσυστήματαείναι ετερότροφοι, δηλαδή κατανάλωση έτοιμου φαγητού. Ας πάρουμε ως παράδειγμα μια πόλη - ένα από τα μεγαλύτερα τεχνητά οικοσυστήματα. Η εισροή τεχνητά δημιουργημένης ενέργειας (αγωγός αερίου, ηλεκτρισμός, τρόφιμα) παίζει τεράστιο ρόλο εδώ. Ταυτόχρονα, τέτοια οικοσυστήματα χαρακτηρίζονται από υψηλή απόδοση τοξικες ουσιες. Δηλαδή, εκείνες οι ουσίες που αργότερα χρησιμεύουν για την παραγωγή οργανικής ύλης σε ένα φυσικό οικοσύστημα γίνονται συχνά ακατάλληλες σε τεχνητά.

Αλλο ένα διακριτικό χαρακτηριστικότεχνητά οικοσυστήματα - ένας ανοιχτός μεταβολικός κύκλος.Ας πάρουμε ως παράδειγμα τα αγροοικοσυστήματα - τα πιο σημαντικά για τον άνθρωπο. Αυτά περιλαμβάνουν χωράφια, κήπους, λαχανόκηπους, βοσκοτόπια, αγροκτήματα και άλλες γεωργικές εκτάσεις στις οποίες οι άνθρωποι δημιουργούν συνθήκες για την παραγωγή καταναλωτικών προϊόντων. Οι άνθρωποι αφαιρούν μέρος της τροφικής αλυσίδας σε τέτοια οικοσυστήματα (με τη μορφή καλλιεργειών), και ως εκ τούτου η τροφική αλυσίδα καταστρέφεται.

Η τρίτη διαφορά μεταξύ των τεχνητών οικοσυστημάτων και των φυσικών είναι ο μικρός αριθμός ειδών τους. Πράγματι, ένα άτομο δημιουργεί ένα οικοσύστημα για χάρη της αναπαραγωγής ενός (λιγότερο συχνά πολλών) ειδών φυτών ή ζώων. Για παράδειγμα, σε ένα χωράφι με σιτάρι καταστρέφονται όλα τα παράσιτα και τα ζιζάνια και καλλιεργείται μόνο το σιτάρι. Αυτό καθιστά δυνατή την απόκτηση καλύτερη συγκομιδή. Αλλά την ίδια στιγμή, η καταστροφή οργανισμών που είναι «ασύμφοροι» για τον άνθρωπο καθιστά το οικοσύστημα ασταθές.

Συγκριτικά χαρακτηριστικά φυσικών και τεχνητών οικοσυστημάτων

Είναι πιο βολικό να παρουσιαστεί μια σύγκριση φυσικών οικοσυστημάτων και κοινωνικοοικοσυστημάτων με τη μορφή πίνακα:

Εκτός από τις φυσικές βιογεωκαινώσεις και τα οικοσυστήματα, υπάρχουν κοινότητες που δημιουργούνται τεχνητά ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑάνθρωποι - αγροοικοσυστήματα (αγροκένωση, αγροβιοκένωση, αγροτικό οικοσύστημα).

Αγροοικοσύστημα(από το ελληνικό αγρός - χωράφι) - μια βιοτική κοινότητα που δημιουργείται και συντηρείται τακτικά από τον άνθρωπο για την απόκτηση αγροτικών προϊόντων. Συνήθως περιλαμβάνει ένα σύνολο οργανισμών που ζουν σε γεωργικές εκτάσεις.

Τα αγροοικοσυστήματα περιλαμβάνουν χωράφια, περιβόλια, λαχανόκηπους, αμπέλια, μεγάλα κτηνοτροφικά συγκροτήματα με παρακείμενα τεχνητά βοσκοτόπια. χαρακτηριστικόαγροοικοσυστήματα - χαμηλή οικολογική αξιοπιστία, αλλά υψηλή παραγωγικότητα ενός (πολλών) ειδών ή ποικιλιών καλλιεργούμενων φυτών ή ζώων. Η κύρια διαφορά τους από τα φυσικά οικοσυστήματα είναι η απλοποιημένη δομή τους και η εξαντλημένη σύνθεση ειδών.

Τα αγροοικοσυστήματα διαφέρουν από τα φυσικά οικοσυστήματα σε μια σειρά από χαρακτηριστικά.

Η ποικιλομορφία των ζωντανών οργανισμών σε αυτά μειώνεται απότομα για να επιτευχθεί η υψηλότερη δυνατή παραγωγή. Σε ένα χωράφι με σίκαλη ή σιτάρι, εκτός από τη μονοκαλλιέργεια δημητριακών, μπορείτε να βρείτε μόνο λίγα είδη ζιζανίων. Σε ένα φυσικό λιβάδι, η βιολογική ποικιλότητα είναι πολύ μεγαλύτερη, αλλά η βιολογική παραγωγικότητα είναι πολλές φορές χαμηλότερη από ό,τι σε ένα σπαρμένο χωράφι.

Τα είδη των γεωργικών φυτών και ζώων στα αγροοικοσυστήματα λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της δράσης τεχνητών και όχι ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει μια απότομη στένωση της γενετικής βάσης των γεωργικών καλλιεργειών, οι οποίες είναι εξαιρετικά ευαίσθητες στον μαζικό πολλαπλασιασμό παρασίτων και ασθενειών.

Στις φυσικές βιοκαινώσεις, η πρωτογενής φυτική παραγωγή καταναλώνεται σε πολλές τροφικές αλυσίδες και επιστρέφει ξανά στο σύστημα βιολογικού κύκλου με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα, νερού και στοιχείων ορυκτή διατροφή. Τα αγροοικοσυστήματα είναι πιο ανοιχτά, η ύλη και η ενέργεια απομακρύνονται από αυτά με καλλιέργειες, κτηνοτροφικά προϊόντα, αλλά και ως αποτέλεσμα της καταστροφής του εδάφους.

Λόγω της συνεχούς συγκομιδής και της διακοπής των διαδικασιών σχηματισμού του εδάφους, με τη μακροχρόνια καλλιέργεια μονοκαλλιέργειας σε καλλιεργούμενες εκτάσεις, εμφανίζεται σταδιακή μείωση της γονιμότητας του εδάφους. Αυτή η κατάσταση στην οικολογία ονομάζεται ο νόμος της φθίνουσας απόδοσης.Έτσι, για συνετή και ορθολογική διαχείριση Γεωργίαείναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η εξάντληση των πόρων του εδάφους και να διατηρηθεί η γονιμότητα του εδάφους χρησιμοποιώντας βελτιωμένη γεωργική τεχνολογία, ορθολογική αμειψισπορά και άλλες τεχνικές.

Αλλαγές στη βλάστηση στα αγροοικοσυστήματα δεν συμβαίνουν Φυσικά, αλλά από τη θέληση του ανθρώπου, η οποία δεν έχει πάντα καλή επίδραση στην ποιότητα των αβιοτικών παραγόντων που περιλαμβάνονται σε αυτήν. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τη γονιμότητα του εδάφους.

Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός αγροοικοσυστήματος και των φυσικών οικοσυστημάτων είναι η λήψη πρόσθετης ενέργειας για κανονική λειτουργία. Η πρόσθετη ενέργεια αναφέρεται σε κάθε τύπο ενέργειας που εισάγεται στα αγροοικοσυστήματα. Αυτή μπορεί να είναι η μυϊκή δύναμη των ανθρώπων ή των ζώων, διαφορετικά είδηκαύσιμα για τη λειτουργία γεωργικών μηχανημάτων, λιπάσματα, φυτοφάρμακα, φυτοφάρμακα, πρόσθετος φωτισμόςκαι τα λοιπά. Η έννοια της «πρόσθετης ενέργειας» περιλαμβάνει επίσης νέες ράτσες οικόσιτων ζώων και ποικιλίες καλλιεργούμενα φυτά, εισήχθη στη δομή των αγροοικοσυστημάτων.

Όλα τα αγροοικοσυστήματα χωραφιών, κήπων, λιβαδιών βοσκοτόπων, λαχανόκηπων και θερμοκηπίων που δημιουργούνται τεχνητά στη γεωργική πρακτική είναι συστήματα που συντηρούνται ειδικά από τον άνθρωπο. Τα αγροοικοσυστήματα χρησιμοποιούν την ικανότητά τους να παράγουν καθαρά προϊόντα, καθώς όλες οι ανταγωνιστικές επιπτώσεις στα καλλιεργούμενα φυτά από ζιζάνια περιορίζονται με αγροτεχνικά μέτρα και ο σχηματισμός τροφικών αλυσίδων λόγω παρασίτων καταστέλλεται με διάφορα μέτρα, όπως χημική και βιολογική καταπολέμηση.

Ποια χαρακτηριστικά ενός οικοσυστήματος θεωρούνται βιώσιμα; Πρώτα απ 'όλα, είναι μια σύνθετη, πολυκυρίαρχη δομή, που περιλαμβάνει τον μέγιστο δυνατό αριθμό ειδών και πληθυσμών υπό δεδομένες συνθήκες. Το δεύτερο σημάδι είναι η μέγιστη βιομάζα. Και το τελευταίο πράγμα είναι η σχετική ισορροπία μεταξύ του ενεργειακού εισοδήματος και της ενεργειακής δαπάνης. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι σε τέτοια οικοσυστήματα παρατηρείται το χαμηλότερο επίπεδο παραγωγικότητας: η βιομάζα είναι μεγάλη και η παραγωγικότητα χαμηλή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που εισέρχεται στο οικοσύστημα πηγαίνει στη διατήρηση των διαδικασιών ζωής.

Πρέπει να σημειωθεί ότι τα αγροοικοσυστήματα είναι εξαιρετικά ασταθείς κοινότητες. Δεν είναι ικανά για αυτοθεραπεία και αυτορρύθμιση και υπόκεινται σε απειλή θανάτου από μαζική αναπαραγωγή παρασίτων ή ασθενειών. Για τη διατήρησή τους είναι απαραίτητη η συνεχής ανθρώπινη δραστηριότητα.

Τεχνητά οικοσυστήματα (αγροοικοσυστήματα)

Τα αγροοικοσυστήματα είναι ένας μοναδικός τύπος οικοσυστήματος. Αγροοικοσυστήματα(γεωργικά οικοσυστήματα) δημιουργούνται από τον άνθρωπο για την απόκτηση αυτότροφων προϊόντων υψηλής καθαρότητας (συγκομιδή), τα οποία διαφέρουν από τα φυσικά σε μια σειρά από χαρακτηριστικά:

• Η ποικιλομορφία των οργανισμών σε αυτά μειώνεται απότομα.
• Τα είδη που καλλιεργούνται από τον άνθρωπο διατηρούνται με τεχνητή επιλογή σε μια κατάσταση μακριά από την αρχική τους κατάσταση και δεν μπορούν να αντέξουν τον αγώνα για ύπαρξη με άγρια ​​είδη χωρίς ανθρώπινη υποστήριξη.
• Τα αγροοικοσυστήματα λαμβάνουν επιπλέον ροή ενέργειας, εκτός από την ηλιακή ενέργεια, χάρη στις δραστηριότητες ανθρώπων, ζώων και μηχανισμών που παρέχουν τις απαραίτητες συνθήκες για την ανάπτυξη των καλλιεργούμενων ειδών. Η καθαρή πρωτογενής παραγωγή (συγκομιδή) απομακρύνεται από το οικοσύστημα και δεν εισέρχεται στην τροφική αλυσίδα.

Τεχνητός έλεγχος παρασίτων - κυρίως απαραίτητη προϋπόθεσηδιατήρηση των αγροοικοσυστημάτων. Ως εκ τούτου, στη γεωργική πρακτική χρησιμοποιούν ισχυρά εργαλείακαταστολή του αριθμού των ανεπιθύμητων ειδών: φυτοφάρμακα, ζιζανιοκτόνα κ.λπ. Περιβαλλοντικές συνέπειεςΑυτές οι ενέργειες οδηγούν, ωστόσο, σε μια σειρά από ανεπιθύμητες ενέργειες, διαφορετικές από αυτές για τις οποίες χρησιμοποιούνται.

Σε σχέση με τις κοινότητες που αναπτύσσονται στα αγροοικοσυστήματα, η έμφαση σταδιακά αλλάζει λόγω γενική ανάπτυξη περιβαλλοντική γνώση. Στη θέση των ιδεών για την αποσπασματική φύση των κοινοτικών συνδέσεων και την ακραία απλοποίηση των αγροκενόδων, προκύπτει μια κατανόηση της περίπλοκης συστημικής τους οργάνωσης, όπου οι άνθρωποι επηρεάζουν σημαντικά μόνο μεμονωμένους δεσμούς και ολόκληρο το σύστημα συνεχίζει να αναπτύσσεται σύμφωνα με τους φυσικούς νόμους.

Από οικολογικής άποψης, είναι εξαιρετικά επικίνδυνο να απλοποιηθεί το φυσικό περιβάλλον των ανθρώπων, μετατρέποντας ολόκληρο το τοπίο σε αγροτικό. Η κύρια στρατηγική για τη δημιουργία ενός άκρως παραγωγικού και βιώσιμου τοπίου θα πρέπει να είναι η διατήρηση και η ενίσχυση της ποικιλομορφίας του.

Μαζί με τη διατήρηση των αγροτεμαχίων υψηλής παραγωγικότητας, θα πρέπει να λαμβάνεται ιδιαίτερη μέριμνα για τη διατήρηση των προστατευόμενων περιοχών που δεν υπόκεινται σε ανθρωπογενείς επιπτώσεις. Τα αποθέματα με πλούσια ποικιλία ειδών αποτελούν πηγή ειδών για κοινότητες που ανακάμπτουν διαδοχικά.

Πράσινη επανάσταση

Μία από τις μορφές εκδήλωσης της επιστημονικής και τεχνολογικής επανάστασης στη γεωργία είναι η «πράσινη επανάσταση». Πράσινη επανάστασηαντιπροσωπεύει έναν μετασχηματισμό της γεωργίας που βασίζεται στη σύγχρονη γεωργική τεχνολογία και επιλογή αυτή είναι μια περίοδος ριζικών αλλαγών στις προσεγγίσεις για την καλλιέργεια φυτών και ζώων. Ως αποτέλεσμα της πρώτης περιόδου αυτής της επανάστασης, οι αποδόσεις των σιτηρών αυξήθηκαν 2-3 φορές και η γκάμα των προϊόντων διπλασιάστηκε.

Οι κύριες τάσεις της δεύτερης περιόδου της «πράσινης επανάστασης» ήταν: ελάχιστες επιπτώσεις στο περιβάλλον φυσικό περιβάλλον, μείωση ανθρωπογενών ενεργειακών επενδύσεων, χρήση βιολογικές μέθοδοικαταπολέμηση παρασίτων των φυτών. Ωστόσο, η ενεργός ανθρώπινη παρέμβαση στα φυσικά οικοσυστήματα και η δημιουργία αγροοικοσυστημάτων οδήγησε σε μια σειρά από αρνητικές συνέπειες: υποβάθμιση του εδάφους, μείωση της γονιμότητας του εδάφους και ρύπανση των οικοσυστημάτων με φυτοφάρμακα.

*Ο όρος «οικοσύστημα» ισχύει για βιοκενόζες και βιοτόπους διαφόρων μεγεθών, για παράδειγμα, τον κορμό ενός νεκρού δέντρου, ένα δάσος ή μια λίμνη ή τον ωκεανό. Όλα αυτά είναι φυσικά οικοσυστήματα. Ως παράδειγμα φυσικού, σχετικά απλού οικοσυστήματος, εξετάστε το οικοσύστημα μικρή λιμνούλα. Το οικοσύστημα της λίμνης μπορεί να θεωρηθεί ως δύο κύρια συστατικά.

**Φυσικά οικοσυστήματαείναι αρκετά περίπλοκα και είναι πολύ δύσκολο να μελετηθούν χρησιμοποιώντας την παραδοσιακή επιστημονική μέθοδο της «εμπειρίας και ελέγχου». Ως εκ τούτου, οι περιβαλλοντικοί επιστήμονες χρησιμοποιούν εργαστηριακά τεχνητά μικροοικοσυστήματα που προσομοιώνουν διαδικασίες που συμβαίνουν σε φυσικές συνθήκες.

Το ενυδρείο ως τεχνητό οικοσύστημα

Υπάρχει μια λανθασμένη αντίληψη για την «ισορροπία» σε ένα ενυδρείο. Είναι δυνατό να επιτευχθεί μια κατά προσέγγιση ισορροπία στο ενυδρείο όσον αφορά τα συστήματα αερίου και τροφής μόνο εάν υπάρχουν λίγα ψάρια σε αυτό και υπάρχει πολύ νερό και φυτά. Ήδη από το 1857, ο J. Warrington καθιέρωσε «αυτή την υπέροχη και απολαυστική ισορροπία μεταξύ του ζωικού και του φυτικού βασιλείου» σε ένα ενυδρείο 12 γαλονιών (54,6 L) με πολλά χρυσόψαρα και σαλιγκάρια. Επιπλέον, φύτεψε μεγάλο αριθμό πολυετών φυτών υδρόβια φυτά Vallisneria, που χρησιμεύουν ως τροφή για τα ψάρια. Ο J. Warrington αξιολόγησε σωστά όχι μόνο την αλληλεπίδραση ψαριών και φυτών, αλλά και τη σημασία των σαλιγκαριών «για την αποσύνθεση φυτικών υπολειμμάτων και βλέννας», με αποτέλεσμα «αυτό που θα μπορούσε να λειτουργήσει ως δηλητηριώδης αρχή μετατράπηκε σε γόνιμο μέσο για την ανάπτυξη των φυτών». Οι περισσότερες προσπάθειες των χομπίστων να επιτύχουν ισορροπία σε ένα ενυδρείο καταλήγουν σε αποτυχία λόγω του γεγονότος ότι πάρα πολλά ψάρια τοποθετούνται στο ενυδρείο (στοιχειώδης περίπτωση υπερπληθυσμού). Ως εκ τούτου, οι ερασιτέχνες ενυδρεία πρέπει περιοδικά να διατηρούν τεχνητά ισορροπία στο ενυδρείο ( επιπλέον φαγητό, αερισμός, περιοδικός καθαρισμός του ενυδρείου).

***Μπορεί, Ο καλύτερος τρόποςνα φανταστεί κανείς ένα τεχνητό οικοσύστημα είναι να σκεφτεί το διαστημικό ταξίδι, αφού ένα άτομο, φεύγοντας από τη βιόσφαιρα, πρέπει να πάρει μαζί του ένα σαφώς περιορισμένο σύστημα που θα του παρέχει όλες τις ζωτικές του ανάγκες, χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως ως ενέργεια που προέρχεται από το περιβάλλον του διαστήματος.

Το διαστημόπλοιο ως τεχνητό οικοσύστημα

Υπάρχουν ανοιχτά και κλειστούς τύπουςΔΙΑΣΤΗΜΟΠΛΟΙΟ.

ΣΕ ανοικτό σύστημα (χωρίς αναγέννηση) η ροή των ουσιών και της ενέργειας πηγαίνει προς μία κατεύθυνση και η ζωή του συστήματος θα εξαρτηθεί από την παροχή νερού, τροφής και οξυγόνου. Τα χρησιμοποιημένα υλικά και τα απόβλητα αποθηκεύονται στο διαστημόπλοιο μέχρι να επιστρέψουν στη γη ή να πεταχτούν στο διάστημα (!).

ΣΕ κλειστό Σε όλες τις παραμέτρους (εκτός της ενέργειας) το σύστημα υφίσταται μια κυκλοφορία ουσιών, η οποία, όπως και η ροή της ενέργειας, μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας εξωτερικούς μηχανισμούς. Σήμερα, σχεδόν όλα τα διαστημόπλοια χρησιμοποιούν το σύστημα ανοιχτού τύπουμε διαφορετικούς βαθμούς αναγέννησης.

Τα οικοσυστήματα είναι μια από τις βασικές έννοιες της οικολογίας, η οποία είναι ένα σύστημα που περιλαμβάνει πολλά στοιχεία: μια κοινότητα ζώων, φυτών και μικροοργανισμών, ένα χαρακτηριστικό βιότοπο, ένα ολόκληρο σύστημα σχέσεων μέσω του οποίου γίνεται η ανταλλαγή ουσιών και ενεργειών.

Στην επιστήμη, υπάρχουν διάφορες ταξινομήσεις οικοσυστημάτων. Ένα από αυτά χωρίζει όλα τα γνωστά οικοσυστήματα σε δύο μεγάλες κατηγορίες: τα φυσικά, που δημιουργούνται από τη φύση και τα τεχνητά, αυτά που δημιουργούνται από τον άνθρωπο. Ας δούμε καθεμία από αυτές τις κατηγορίες με περισσότερες λεπτομέρειες.

Φυσικά οικοσυστήματα

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, τα φυσικά οικοσυστήματα σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της δράσης των φυσικών δυνάμεων. Χαρακτηρίζονται από:

• Στενή σχέση οργανικών και ανόργανων ουσιών
• Ένας πλήρης, κλειστός κύκλος του κύκλου των ουσιών: ξεκινώντας από την εμφάνιση της οργανικής ύλης και τελειώνοντας με τη διάσπαση και την αποσύνθεσή της σε ανόργανα συστατικά.
• Ανθεκτικότητα και ικανότητα αυτοθεραπείας.

Όλα τα φυσικά οικοσυστήματα ορίζονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• 1. Δομή του είδους: ο αριθμός κάθε είδους ζώου ή φυτού ρυθμίζεται από φυσικές συνθήκες.
  2. Χωρική δομή: όλοι οι οργανισμοί είναι διατεταγμένοι σε αυστηρή οριζόντια ή κάθετη ιεραρχία. Για παράδειγμα, σε ένα δασικό οικοσύστημα, οι βαθμίδες διακρίνονται σαφώς σε ένα υδάτινο οικοσύστημα, η κατανομή των οργανισμών εξαρτάται από το βάθος του νερού.
  3. Βιοτικές και αβιοτικές ουσίες. Οι οργανισμοί που απαρτίζουν το οικοσύστημα χωρίζονται σε ανόργανους (αβιοτικούς: φως, αέρας, έδαφος, άνεμος, υγρασία, πίεση) και οργανικούς (βιοτικά - ζώα, φυτά).
  4. Με τη σειρά του, το βιοτικό συστατικό χωρίζεται σε παραγωγούς, καταναλωτές και καταστροφείς. Οι παραγωγοί περιλαμβάνουν φυτά και βακτήρια, τα οποία χρησιμοποιούν το ηλιακό φως και την ενέργεια για να δημιουργήσουν οργανική ύλη από ανόργανες ουσίες. Οι καταναλωτές είναι ζώα και σαρκοφάγα φυτά που τρέφονται με αυτή την οργανική ύλη. Οι καταστροφείς (μύκητες, βακτήρια, ορισμένοι μικροοργανισμοί) είναι η κορωνίδα της τροφικής αλυσίδας, καθώς πραγματοποιούν την αντίστροφη διαδικασία: η οργανική ύλη μετατρέπεται σε ανόργανες ουσίες.

Τα χωρικά όρια κάθε φυσικού οικοσυστήματος είναι πολύ αυθαίρετα. Στην επιστήμη, είναι συνηθισμένο να ορίζονται αυτά τα όρια από τα φυσικά περιγράμματα του ανάγλυφου: για παράδειγμα, ένα έλος, μια λίμνη, βουνά, ποτάμια. Αλλά συνολικά, όλα τα οικοσυστήματα που αποτελούν το βιοκέλυφος του πλανήτη μας θεωρούνται ανοιχτά, αφού αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον και με το διάστημα. Στην πιο γενική ιδέα, η εικόνα μοιάζει με αυτό: οι ζωντανοί οργανισμοί λαμβάνουν ενέργεια, κοσμικές και επίγειες ουσίες από το περιβάλλον και στην έξοδο - ιζηματογενή πετρώματακαι αέρια που τελικά διαφεύγουν στο διάστημα.

Όλα τα στοιχεία του φυσικού οικοσυστήματος είναι στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Οι αρχές αυτής της σύνδεσης αναπτύσσονται με τα χρόνια, μερικές φορές με αιώνες. Αλλά γι' αυτό ακριβώς γίνονται τόσο σταθερά, αφού αυτές οι συνδέσεις και οι κλιματικές συνθήκες καθορίζουν τα είδη ζώων και φυτών που ζουν σε μια δεδομένη περιοχή. Οποιαδήποτε ανισορροπία σε ένα φυσικό οικοσύστημα μπορεί να οδηγήσει στην εξαφάνιση ή την εξαφάνισή του. Μια τέτοια παραβίαση θα μπορούσε να είναι, για παράδειγμα, η αποψίλωση των δασών ή η εξόντωση ενός πληθυσμού ενός συγκεκριμένου ζωικού είδους. Σε αυτή την περίπτωση, η τροφική αλυσίδα διακόπτεται αμέσως και το οικοσύστημα αρχίζει να «αποτυγχάνει».

Παρεμπιπτόντως, εισάγοντας πρόσθετα στοιχείαστα οικοσυστήματα μπορεί επίσης να το διαταράξει. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο αρχίσει να εκτρέφει ζώα στο επιλεγμένο οικοσύστημα που δεν ήταν εκεί αρχικά. Μια ξεκάθαρη επιβεβαίωση αυτού είναι η εκτροφή κουνελιών στην Αυστραλία. Στην αρχή ήταν κερδοφόρο, αφού σε ένα τόσο εύφορο περιβάλλον και εξαιρετικό για αναπαραγωγή κλιματικές συνθήκες, τα κουνέλια άρχισαν να πολλαπλασιάζονται με απίστευτη ταχύτητα. Αλλά στο τέλος όλα κατέληξαν σε συντριβή. Αμέτρητες ορδές κουνελιών κατέστρεψαν τα βοσκοτόπια όπου προηγουμένως έβοσκαν πρόβατα. Ο αριθμός των προβάτων άρχισε να μειώνεται. Και ένα άτομο παίρνει πολύ περισσότερη τροφή από ένα πρόβατο παρά από 10 κουνέλια. Αυτό το περιστατικό έγινε ακόμη και ρητό: «Τα κουνέλια έφαγαν την Αυστραλία». Χρειάστηκε απίστευτη προσπάθεια από τους επιστήμονες και πολλά έξοδα προτού καταφέρουν να απαλλαγούν από τον πληθυσμό των κουνελιών. Δεν κατέστη δυνατή η πλήρης εξόντωση του πληθυσμού τους στην Αυστραλία, αλλά ο αριθμός τους μειώθηκε και δεν απειλούσε πλέον το οικοσύστημα.

Τεχνητά οικοσυστήματα

Τα τεχνητά οικοσυστήματα είναι κοινότητες ζώων και φυτών που ζουν σε συνθήκες που δημιουργούνται για αυτά από τον άνθρωπο. Ονομάζονται επίσης noobiogeocenoses ή κοινωνικοοικοσυστήματα. Παραδείγματα: χωράφι, βοσκότοπος, πόλη, κοινωνία, διαστημόπλοιο, ζωολογικός κήπος, κήπος, τεχνητή λίμνη, δεξαμενή.

Το απλούστερο παράδειγμα τεχνητού οικοσυστήματος είναι ένα ενυδρείο. Εδώ ο βιότοπος περιορίζεται από τα τοιχώματα του ενυδρείου, η ροή της ενέργειας, του φωτός και των θρεπτικών ουσιών πραγματοποιείται από τον άνθρωπο, ο οποίος ρυθμίζει επίσης τη θερμοκρασία και τη σύνθεση του νερού. Αρχικά καθορίζεται και ο αριθμός των κατοίκων.

Πρώτο χαρακτηριστικό: όλα τα τεχνητά οικοσυστήματα είναι ετερότροφα, δηλαδή κατανάλωση έτοιμου φαγητού. Ας πάρουμε για παράδειγμα μια πόλη, ένα από τα μεγαλύτερα τεχνητά οικοσυστήματα. Η εισροή τεχνητά δημιουργημένης ενέργειας (αγωγός αερίου, ηλεκτρισμός, τρόφιμα) παίζει τεράστιο ρόλο εδώ. Ταυτόχρονα, τέτοια οικοσυστήματα χαρακτηρίζονται από μεγάλη απελευθέρωση τοξικών ουσιών. Δηλαδή, εκείνες οι ουσίες που αργότερα χρησιμεύουν για την παραγωγή οργανικής ύλης σε ένα φυσικό οικοσύστημα γίνονται συχνά ακατάλληλες σε τεχνητά.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα των τεχνητών οικοσυστημάτων είναι ο ανοιχτός μεταβολικός κύκλος.Ας πάρουμε ως παράδειγμα τα αγροοικοσυστήματα—τα πιο σημαντικά για τον άνθρωπο. Αυτά περιλαμβάνουν χωράφια, κήπους, λαχανόκηπους, βοσκοτόπια, αγροκτήματα και άλλες γεωργικές εκτάσεις στις οποίες οι άνθρωποι δημιουργούν συνθήκες για την παραγωγή καταναλωτικών προϊόντων. Οι άνθρωποι αφαιρούν μέρος της τροφικής αλυσίδας σε τέτοια οικοσυστήματα (με τη μορφή καλλιεργειών), και ως εκ τούτου η τροφική αλυσίδα καταστρέφεται.

Η τρίτη διαφορά μεταξύ των τεχνητών οικοσυστημάτων και των φυσικών είναι ο μικρός αριθμός ειδών τους. Πράγματι, ένα άτομο δημιουργεί ένα οικοσύστημα για χάρη της αναπαραγωγής ενός (λιγότερο συχνά πολλών) ειδών φυτών ή ζώων. Για παράδειγμα, σε ένα χωράφι με σιτάρι καταστρέφονται όλα τα παράσιτα και τα ζιζάνια και καλλιεργείται μόνο το σιτάρι. Αυτό καθιστά δυνατή την επίτευξη καλύτερης συγκομιδής. Αλλά την ίδια στιγμή, η καταστροφή οργανισμών που είναι «ασύμφοροι» για τον άνθρωπο καθιστά το οικοσύστημα ασταθές.

Συγκριτικά χαρακτηριστικά φυσικών και τεχνητών οικοσυστημάτων

Είναι πιο βολικό να παρουσιαστεί μια σύγκριση φυσικών οικοσυστημάτων και κοινωνικοοικοσυστημάτων με τη μορφή πίνακα: