Экологические системы Земли

Среди кустарников подлеска можжевельник — самый долговечный. Древовидный можжевельник в горах встречается в возрасте до 2000 лет, а в средней полосе страны кустарник достигает возраста 300—500 лет.

Можжевельник не только украшение  леса или парка, он привлекает птиц — защитников зелени от вредителей. Всю зиму в можжевельнике идет ягодный пир глухарей, тетеревов, рябчиков, северных гостей—свиристелей, снегирей, щуров. Его плодами лечатся  звери — лоси, лисицы, волки.

Хвойные леса, особенно еловые, требуют особой заботы, так как  ель является самым беззащитным  деревом перед стихиями природы. Она мало устойчива против ветра, так как ее корневая система плоская  и глубоко в землю не проникает, а распространяется по поверхности  почвы. Поэтому она может расти  в окружении своих сородичей  или других более устойчивых пород.

 

 

 

 

 

 

 

Животное  сообщество

Для животных северные хвойные  леса зимой могут быть очень суровыми. Температура всю зиму держится ниже нуля, а еды в лесу очень мало. Снег может лежать в лесу до шести  месяцев в году. Некоторые из видов  живут здесь только летом, а на время холодов мигрируют на юг. В хвойных лесах обитают как  травоядные, так и хищные животные. В США, Канаде и России к обитателям хвойного леса относятся олень, лось, карибу, кабан, черный медведь, медведь гризли, рысь, волк, лиса, бобёр, речная выдра, заяц, мышь, полевка и росомаха. Медведи, которые живут в хвойном лесу круглый год, приспособились к суровым условиям, впадая на время зимы в спячку. У зайцев и лис на время зимы уплотняется шерсть, а лоси, олени и карибу питаются мхами и лишайниками. 

Из-за небольшого количества растений основная часть птиц, обитающих  в северных хвойных лесах, - это  хищные птицы. В течение года они  питаются мелкими грызунами и  рыбой, а летом еще и ягодами. Белоголовый орлан, ушастая сова, скопа, сокол и ястреб обитают  в хвойных лесах лишь часть  года. Земноводных в этом климате  почти нет из-за низких зимних температур, однако тут обитает большое количество насекомых, многие из которых до сих  пор не классифицированы. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные  экологические функции данной экосистемы

Лес играет огромную роль в  сохранении водных и земельных ресурсов, в улучшении окружающей среды. Леса выполняют важнейшие средо-образующие функции: полезащитную, почвозащитную (противоэрозионную), климато-защитную и др. Кроме того леса выполняют космическую роль, участвуя в процессе фотосинтеза, т.е. превращении костной матери в органическую и во многом и во многом определяя биохимические циклы.

Леса создают фитомассу, связывая поглощенный из воздуха диоксид углерода и выделяя чистый кислород. 60% фитомассы, создаваемый растениями суши, приходится на леса. Очень важно и то,  что леса на длительное время фиксируют в древесине органическое вещество.

Леса выполняют водоохранные, защитно-санитарные, гигиенические, оздоровительные функции.

Роль лесов заключается  в следующем:

- Они являются  поставщиком кислорода

- влияют на  водный режим

- снижают  воздействие засухи и суховеев, сдерживают движение подвижных  песков;

- защищают  почву от водной и ветровой  эрозии, селей и оползней;

- препятствуют  разрушению берегов рек и озер;

- поглощают  и преобразовывают часть атмосферных  химических загрязнений;

- благоприятно  влияют на здоровье человека.

Лес является источником получения  древесины, технического,  минерального, свежего сырья, животных продуктов. Из леса производят более 30 тыс. изделий и продуктов.

Леса преобразовывают  атмосферные загрязнения; так наибольшей окислительной способностью обладают хвойные насаждения, липа, верба, береза. В лесу выделяется более 300 различных  ароматических соединений, эфирных масел, фитонцидов, убивающих болезнетворные микробы, например, в хвойном лесу отсутствуют патогенные микробы. Радиационный фон в лесу в 2 раза ниже чем в городе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трофическая сеть данной экосистемы

Верхний автотрофный ярус, или "зеленый пояс", включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладают фиксация энергии  света, использование простых неорганических соединений и накопление сложных  органических соединений.

Нижний гетеротрофный  ярус, или "коричневый пояс" почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т. д., в котором преобладают использование, трансформация и разложение сложных соединений.

В результате последовательности превращений энергии в пищевых  цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную  трофическую структуру.  Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и т.д. порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанными на единицу площади в единицу времени.

Органическое вещество, производимое автотрофами, называется первичной  продукцией. Скорость накопления энергии  первичными продуцентами называется валовой  первичной продуктивностью, а скорость накопления органических веществ - чистой первичной продуктивностью. ВПП  примерно на 20 % выше, чем ЧПП, так  как часть энергии растения тратят на дыхание. Всего растения усваивают  около процента солнечной энергии, поглощённой ими.

При поедании одних организмов другими вещество и пища переходят  на следующий  трофический  уровень. Количество органического вещества, накопленного гетеротрофами, называется вторичной продукцией. Поскольку гетеротрофы дышат и выделяют непереваренные остатки, в каждом звене часть энергии теряется. Это накладывает существенное ограничение на длину пищевых цепей; количество звеньев в них редко бывает больше 6. Отметим, что эффективность переноса энергии от одних организмов к другим значительно выше, чем эффективность производства первичной продукции. Средняя эффективность переноса энергии от растения к животному составляет около 10 %, а от животного к животному - 20 %. Обычно растительная пища энергетически менее ценна, так как в ней содержится большое количество целлюлозы и древесины, не перевариваемых большинством животных.

Такая последовательность и  соподчиненность связанных в  форме  трофических  уровней групп организмов представляет собой поток вещества и энергии в экосистеме, основу ее организации.

Изучение продуктивности экосистем важно для их рационального  использования. Эффективность экосистем  может быть повышена за счёт повышения  урожайности, уменьшения помех со стороны  других организмов (например, сорняков по отношению к сельскохозяйственным культурам), использования культур, более приспобленных к условиям данной экосистемы. По отношению к животным необходимо знать максимальный уровень добычи (то есть количество особей, которые можно изъять из популяции за определённый промежуток времени без ущерба для её дальнейшей продуктивности).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные  экологические проблемы экосистемы

Благодаря своим гигиеническим и эстетическим свойствам леса имеют огромное рекреационное  значение. С ростом городов и увеличением  численности городских жителей  возрастает роль лесов  и лесопарков как мест массового отдыха, туризма, профилактики заболеваний и лечения, удовлетворения эстетических и познавательных потребностей населения. Сведение лесов в результате хозяйственной деятельности либо их уничтожении вследствие пожаров, наводнений ,а также насекомыми вредителями ведет к серьезным нарушениям в ходе естественных природных процессов как на региональном уровне, так и в глобальном масштабе. 
Последствия таких нарушений проявляются в утрате биоценозами потенциала самовосстановления. На вырубках, на гарях, болотах леса первичного типа восстанавливаются крайне редко. Фактически происходит их замена лесами вторичного типа.

Например, хвойные  и   широколиственные   леса  замещаются осиновыми, березовыми, ольховыми зарослями. Замена лесов и кустарников травянистыми ассоциациями, а тем более пашней приводит к изменению соотношения тепла и влаги, гидрологических и геохимических условий почвенного покрова, фауны и т.д.

Наряду с такими наглядными факторами, представляющими большую опасность лесам, как прямое истребление, существуют скрытые и полускрытые, постепенно и постоянно угнетающие, а иногда и способные даже уничтожить лесной массив. Это, прежде всего, выбросы в атмосферу в большом количестве различных токсичных веществ и их трансграничный перенос, следствием которых являются наблюдающееся значительное подкисление атмосферных осадков и содержание в них различных поллютантов, часто в повышенных концентрациях. Воздействие кислых атмосферных осадков, содержащих даже умеренные концентрации загрязняющих веществ, способно вызвать медленные, но достаточно серьезные, часто необратимые изменения в структуре и функциях экосистем на огромных территориях. На территории республики особенно актуальна  проблема  усыхания и деградации темнохвойных массивов. 
Происходит сведение лесов как в результате хозяйственной деятельности, так и вследствие пожаров ,наводнений, а также поражения лесных массивов насекомыми-вредителями и болезнями.

Также одной из  проблем  лесопользования республики является старение лесных массивов. Необходимы профилактические вырубки, и грамотная программа восстановления лесных массивов. Происходит замена лесных массивов первичного типа на леса вторичного типа. Хвойные и  широколиственные   леса  замещаются осиновыми, березовыми, ольховыми зарослями.

Особенно важна охрана лесов городов, где они испытывают значительные рекреационные нагрузки.

Леса относятся к исчерпаемым, но возобновляемым ресурсам. Поэтому к главным задачам лесного хозяйства, наряду с охраной лесов от пожаров, борьбой с вредителями и болезнями леса, относится и лесовосстановление, обеспечивающее не только восстановление пройденных вырубками и пожарами насаждений, но и расширенное воспроизводство лесов на непокрытых лесной растительностью землях.