Понятие экосистемы

Контрольная работа на тему: «Понятие экосистемы»

Содержание

Введение

1. Экосистема и ее свойства

2. Структура экосистем

3. Межвидовые отношения в экосистеме

4. Влияние человека на природные  экосистемы

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность. Общество окружено природой. Оно непрерывно взаимодействует с ней в самых разнообразных направлениях.

Материальная практика соединяет  человека с природой и одновременно выделяет его из природы. Природа  для общества имеет многогранное значение: производственное, научное, оздоровительное, эстетическое. Термин "экология" (экос - местообитание, дом; логос - наука) был предложен немецким ученым Эрнстом Геккелем в прошлом веке. Экология изучает взаимосвязи организмов между собой и окружающей природной средой. В настоящее время экологию часто определяют как науку о строении и функциях живой природы. В таком широком определении она смыкается с наукой, изучающей биосферу, и служит теоретической основой рационального использования природных ресурсов. Следует еще сказать, что экология - это биология окружающей среды. В зависимости от объекта исследования и угла зрения, под которым он изучается, в экологии сформировались самостоятельные научные направления. По размерности объектов изучения экологию делят на аутэкологию (организм и его среда), популяционную экологию (популяция и ее среда), синэкологию (сообщества и их среда), биогеоцитологию (учение об экосистемах) и глобальную экологию (учение о биосфере Земли). В зависимости от объекта изучения экологию подразделяют на экологию микроорганизмов, грибов, растений, животных, человека, агроэкологию, промышленную (инженерную), экологию человека и т.п. По средам и компонентам различают экологию суши, пресных водоемов, моря, пустынь, высокогорий и других средовых и географических пространств. К экологии часто относят большое количество смежных отраслей знаний, главным образом из области охраны окружающей среды.

Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам. Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени. Впервые определение экосистемы как совокупности живых организмов с их местообитанием было дано Тэнсли в 1935 году.

1. Экосистема и его  свойства 

Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.  Основное свой-во экосистем – способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию. Выделяют микроэкосистемы (небольшой водоем, ствол дерева в стадии разложения, аквариум, лужица, пока они сущ. и в них присутствуют живые организмы, способные осущ. круговорот в-в.); мезоэкосистемы (лес, пруд, река); макроэкосистемы (океан, континент, природная зона) и глобальная экосистема – биосфера в целом. Системность экологии: различают 3 вида систем: 1) изолированные, которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни энергией, 2) закрытые, которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом и 3) открытые, которые обмениваются с соседними и веществом, и энергией. Практически все природные системы относятся к типу открытые.   Существование систем немыслимо без связей. Связи делят на прямые и обратные. Прямая-это связь при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции.  Пример: действие солнца на земные процессы. Обратная связь – связи элемента В отвечает на действие элемента А. Обратная связь бывает положительная и отрицательная. Положительная обратная связь ведет к усилению процесса в одном направлении. Пример ее – заболачивание территории после вырубки леса. Отрицательная обратная связь – когда обратное действие стремится погасить первое. Такая связь позволяет сохраняться системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Пример такой связи – взаимоотношение м/у хищником и  жертвой.

Универсальное сво-во экосистем –их эмерджентность, заключающееся в том, что сво-ва системы как целого не являются просто суммой сво-в слагающих ее частей или элементов.Энергетические процессы в экосистемах    Любая экосистема потребляет энергию. Энергия никуда не может деться, может только перейти в другую энергию. И часть рассеивается. Мерой необратимого рассеивания энергии является энтропия. Противоположное энтропии называется негэнтропия- это мера устойчивости системы.

Экосистема -- сообщество организмов биоценоза и окружающей их неживой природы, образующее устойчивую и динамическую систему. Другими словами, совокупность биоценоза и биотопа. В некоторых источниках экосистема не считается синонимом биогеоценоза. Эти авторы считают, что экосистема может не включать растительные сообщества, в то время, как в состав биогеоценоза они входят обязательно.

Живущие на Земле организмы  можно изучать на разных уровнях  организации, начиная с молекулярного  и заканчивая экосистемным. Раньше экологи изучали преимущественно  отношения отдельных организмов к окружающей среде. Теперь их внимание сосредоточено на изучении организмов на уровнях популяции, сообщества и экосистемы. Понятие экосистемы отсутствует в действующем законодательстве. В экологическом словаре дано следующее определение экосистемы: "Любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами".

Глобальной экосистемой  стала биосфера, существуют свойства-признаки, которые позволяют определить понятие экосистемы, выступающей в качестве объекта правового регулирования. К ним относятся:

1. Замкнутость экосистемы. Ее самостоятельное функционирование. Можно сказать, что, например, капля воды, лес, море и т.д.  являются экосистемами, поскольку  в каждом из этих объектов функционирует собственная устойчивая система организмов (инфузорий в капле, рыб в море и т.п.). Замкнутость экологических систем обязывает всех природопользователей учитывать экологические последствия своих действий даже в том случае, если нет видимых проявлений воздействия на природу. Так, прокладка дороги на открытой местности, на первый взгляд, не влияет на окружающую природную среду. Но при определенных условиях дорога может стать источником экологического бедствия, например если она будет проложена без учета стока паводковых вод, которые, накапливаясь, могут разрушить земляной покров.

2. Взаимосвязь экосистем.  Этот признак обусловливает необходимость  комплексного подхода при использовании  природных объектов, который на  практике получил название ландшафтного. Например, при отводе земель под пахотные угодья или проведении мелиорации необходимо учитывать миграционные пути представителей дикой фауны, сохранять нетронутыми отдельные кустарники, болота, перелески и т.д., то есть не нарушать сложившийся в данной местности ландшафт. Ландшафтный подход позволяет обеспечить общий экологический приоритет в природопользовании, в соответствии с которым все виды использования природных объектов должны быть подчинены требованиям экологического благополучия окружающей природной среды.

3. Биопродуктивность.  Данный признак способствует  самовоспроизводству экосистемы, выполнению  той или иной функции, что  определяет в результате различный  правовой статус природного объекта.  Так, земли повышенного плодородия нужно отводить для нужд сельского хозяйства, а для других целей - малопродуктивные. Продуктивность также учитывают при установлении платы за пользование природным объектом, при налогообложении, в случае возмещения ущерба или наступления страхового события.

Специалисты в области  экологии определяют экологическую  систему как закрытую функционально  единую совокупность организмов (растений, животных, микроорганизмов), населяющих общую территорию и способных  к длительному существованию  при полностью замкнутом круговороте веществ (то есть при отсутствии материального обмена через ее границы). Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

2. Структура  экосистем

Экосистемы состоят  из живого и неживого компонентов, называемых биотическим и абиотическим. Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообществом. Исследование экосистем включает, в частности, выяснение и описание тесных взаимосвязей, существующих между сообществом и абиотическим компонентом.

Биотический компонент  полезно подразделить на автотрофные  и гетеротрофные организмы. Автотрофы  синтезируют необходимые им органические вещества из простых неорганических и делают, за исключением хемотрофных  бактерий, с помощью фотосинтеза, используя свет как источник энергии. Гетеротрофы нуждаются в источнике органического вещества и (за исключением некоторых бактерий) используют химическую энергию, содержащуюся в потребляемой пище.

Гетеротрофы в своем  существовании зависят от автотрофов, и понимание этой зависимости необходимо для понимания экосистем.

Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и  питательных веществ. Всю экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и питательные  вещества для совершения работы.

Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который, в конце концов, и возвращаются либо в качестве отходов жизнедеятельности, либо после гибели и разрушения организмов. Таким образом, в экосистеме происходит круговорот питательных веществ, в котором участвуют и живой и неживой компоненты. Такие круговороты называются биогеохимическими циклами. Движущей силой этих круговоротов служит энергия Солнца. Фотосинтезирующие организмы непосредственно используют энергию солнечного света и затем передают ее другим представителям биотического компонента. В итоге создается поток энергии и питательных веществ через экосистему. Таким образом, все живые организмы - это преобразователи энергии, и каждый раз, когда происходит превращение энергии, часть ее теряется в виде тепла. В конце концов, вся энергия, поступающая в биотический компонент экосистемы, рассеивается в виде тепла. Изучение потока энергии через экосистемы называется энергетикой экосистемы. Фактически живые организмы не используют тепло, как источник энергии для совершения работы - они используют свет и химическую энергию. Изучение потока энергии через экосистемы называется энергетикой экосистем.

Кроме того, различают видовую, пространственную и трофическую структуры экоситем.

Трофическая структура. Виды, входящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, так как служат объектами питания друг для друга.

Последовательность питающихся друг другом организмов называют пищевой, или  трофической, цепью. Отдельные звенья трофической цепи называют трофическими уровнями. Пищевые цепи состоят, как правило, из трех - пяти звеньев.

Различают два типа трофических (пищевых) цепей. Пищевые цепи, которые начинаются с растений, идут через растительноядных животных к другим потребителям, называют пастбищными или цепями выедания. Пищевые цепи другого типа начинаются с отмерших растений, трупов или помета животных и идут к мелким животным и микроорганизмам. Эти цепи называют детритными, или цепями разложения.

Линейные пищевые цепи - большая редкость в природе. Как правило, пищевые цепи в экосистеме тесно переплетаются. Совокупность пищевых связей в экосистеме образует пищевые сети, в которых многие консументы служат пищей нескольким членам экосистемы. В то же время некоторые животные могут принадлежать сразу к нескольким трофическим уровням, так как питаются и растительной, и животной пищей, то есть являются всеядными (например, медведь).

Видовая структура экосистемы - это разнообразие видов, взаимосвязь и соотношение их численности. Различные сообщества, входящие в состав экосистемы, состоят из разного числа видов - видового разнообразия. Видовое разнообразие зависит от соотношения численности видов в экосистеме. Уменьшение видового разнообразия угрожает самому существованию вида в силу сокращения генетического разнообразия - запаса рецессивных аллелей, обеспечивающего приспособленность популяций к меняющимся условиям среды обитания.

В свою очередь, видовое разнообразие служит основой экологического разнообразия - разнообразия экосистем. Совокупность генетического, видового и экологического разнообразия составляет биологическое разнообразиепланеты.

Деятельность человека по влиянию  на биологическое разнообразие планеты  превосходит все известные в  прошлом геологические катастрофы. Очень важно не допустить такого снижения биоразнообразия, которое привело бы к снижению устойчивости экосистем, перешло бы границы их самовосстановительных возможностей.

Пространственная структура  экосистемы. Популяции разных видов в экосистеме распределены определенным образом - образуют пространственную структуру. Различают вертикальную и горизонтальную структуры экосистемы.

Основу вертикальной структуры  формирует растительность.

Растительное сообщество определяет, как правило, облик экосистемы. Растения в значительной мере влияют на условия существования остальных видов. В лесу это крупные деревья, на лугах и в степях - многолетние травы, а в тундрах господствуют мхи и кустарнички.

Обитая совместно, растения одинаковой высоты создают своего рода этажи - ярусы. Имеется и подземная ярусность, что связано с разной глубиной проникновения в почву корневых систем растений. Благодаря ярусному расположению растения наиболее эффективно используют световой поток, при этом снижается конкуренция: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые развиваются под их пологом.