Понятие, особенности, структура экосистем

План

Введение

1. Общее  понятие экологии

2. Экологические  системы

3. Состав и структура экологической системы

4. Стабильность  и развитие экосистем

5. Трофические  связи в экосистемах 

Заключение

Библиографический список

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологи -экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов, их популяции, т. е. совокупностей особей одного вида и биосферы в целом. Основной, традиционной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека как биологическое существо).

Суть моей работы состоит в том, чтобы рассказать об основных понятиях экосистемы, ее компонентах, составе и структуре, а так же положительных и негативных факторов, влияющих на нее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общее понятие экологии.

 

Экология - биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени в естественных и измененных человеком условиях[5].

Как самостоятельная наука экология окончательно оформилась в начале 20-го столетия. В последнее время роль и значение биосферы как объекта экологического анализа непрерывно возрастает. Особенно большое значение в современной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека с окружающей природной средой.

Современная экология не ограничивается только рамками биологической дисциплины, трактующей отношения главным образом животных и растений, она превращается в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой[7].

Главный объект изучения в экологи - экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов, их популяции, т. е. совокупностей особей одного вида  и биосферы в целом. Основной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает взаимоотношения любых живых организмов и среды, закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы[3].

 

 

 

 

 

 

2. Экологические системы

 

Экологическая система - единые, устойчивые, взаимозаменяемые, саморазвивающиеся, саморегулирующиеся совокупности естественных компонентов природной среды, осуществляющие процессы обмена веществ и энергии[1].

Различают естественную и искусственную экосистемы.

Естественная экологическая система - объективно существующая часть природной среды, которая имеет пространственно-территориальные границы и в которой ее живые (растения, животные и другие организмы) и неживые элементы взаимодействуют как единое функциональное целое и связаны между собой обменом веществом и энергией.

Пример естественной экосистемы - пруд с обитающими в нём  растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живой компонент системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав и физические параметры, а также определённые показатели биологической продуктивности, специфические условия данного водоёма[4].

Искусственные экосистемы — это экосистемы, созданные человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные системы и т.д.

Искусственные экосистемы имеют тот же набор компонентов, что и естественные: продуценты, консументы и редуценты, но есть существенные отличия в перераспределении потоков вещества и энергии. В частности, созданные человеком экосистемы отличаются от естественных следующим:

 

 

 

1. Низкой выравненностью видов;

2. Сильной зависимостью от энергии, вносимой в систему человеком;

3. Короткими цепями питания из-за небольшого числа видов;

4. Незамкнутым круговоротом веществ[6].

 

 

3. Состав и структура экосистемы

 

Экосистемы представляют собой основные природные единицы на поверхности Земли. Это не только комплекс живых организмов, но и все сочетания физических факторов. Всюду, где можно наблюдать отчетливое единство растений и животных, объединенных отдельным участком окружающей среды, говорят об экологической системе.

Понятие экосистемы не ограничивается какими-то признаками ранга, размера, сложности и происхождения. Поэтому оно применимо как к относительно простым искусственным (аквариум, теплица, пшеничное поле), так и к сложным естественным комплексам организмов и среды их обитания (озеро, лес, океан)[7].

В состав экосистемы входят живые и неживые компоненты. К неживым компонентам относятся:

1. Неорганические вещества (N2, C02, Н2О и др.), включающиеся в природные круговороты;

2. Органические соединения (углеводы, белки, аминокислоты, и др.), связывающие биотическую и абиотическую части экосистем;

3. Климатический режим (освещенность, температура, влажность и другие физические факторы).

К живым компонентам экологической системы относятся:

1. Продуценты - автотрофные  организмы, главным образом, зеленые растения, которые создают органические вещества из простых неорганических веществ. Автотрофы составляют основную массу всех живых существ и полностью отвечают за образование всего нового органического вещества в любой экосистеме, т.е. являются производителями продукции;

2. Консументы - гетеротрофные организмы, главным образом, животные, которые поедают растения и другие организмы. В отличие от автотрофов продуцентов, гетеротрофы выступают как потребители и разрушители органических веществ;

3. Редуценты - гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные соединения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты разложения и высвобождают неорганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами[2].

Для поддержания круговорота веществ в экосистеме необходимо:

1. Наличие запаса неорганических веществ (молекул) в усвояемой форме;

2. Три функционально различные экологические группы организмов (продуценты, консументы, редуценты)[6].

 

 

4. Стабильность и развитие экосистем

 

В нормальном состоянии любой экологической системе присуще устойчивое состояние, называемое гомеостазом, характеризующееся динамическим (подвижным) равновесием между рождаемостью и смертностью, потреблением и освобождением вещества и энергии.

Чем больше видовое разнообразие имеет экосистема, тем она устойчивее и надёжнее. Это обеспечивает широкие возможности для экологического дублирования[10].

Экологическое дублирование - процесс замены исчезнувшего по каким-либо причинам вида другим видом, который занимает его экологическую нишу. Так экосистемы сопротивляются воздействиям, нарушающим их стабильность[5].

Под влиянием внешних и внутренних факторов в экологических системах происходят постоянные изменения. Некоторые виды экосистем, испытывая негативные воздействия, снижают свою численность, а иногда вовсе исчезают. Другие виды могут от этого выиграть, и их численность возрастает. Происходит вытеснение одних видов другими.

Процессы последовательных изменений состояния экосистем в пространстве, сопровождающиеся сменой состояний и свойств всех ее компонентов, называются сукцессиями. Сукцессии - это постепенные необратимые направленные изменения в экосистемах, протекающие в результате внешних и внутренних причин на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействий человека[8].

Способность экосистемы относительно полно самовосстанавливаться и саморегулироваться в течение сукцессионного или эволюционного отрезка ее существования называется экологической надежностью. Простейшим механизмом поддержания экологической надежности экосистемы является замена выбывшего по каким-либо причинам вида другим, экологически близким. При более глубоком нарушении замена происходит на уровне сообществ различного уровня вплоть до биогеоценозов[9].

 

 

5. Трофические связи в экосистемах

 

Взаимосвязи между организмами можно разделить на межвидовые и внутривидовые. Внутривидовые взаимосвязи обычно классифицируются по “интересам”, на базе которых организмы строят свои отношения:

1. Трофические (пищевые) связи - формируют трофическую структуру экосистемы, которую мы уже рассмотрели ранее; помимо отношений, когда одни организмы служат пищей другим, сюда же можно отнести отношения между растениями и насекомыми-опылителями цветов, конкурентные отношения из-за похожей пищи и др.; это самый распространенный тип связей;

2. Топические  связи - основаны на особенностях местообитания, например, отношения между деревьями и гнездящимися на них птицами, живущими на них насекомыми, отношения между организмами и их паразитами и т.п.;

3. Форические  связи - отношения по распространению семян, плодов и т.п.;

4. Фабрические  связи - использование растений, пуха, шерсти для постройки гнезд, убежищ и т.д[7].

Основные пищевые (трофические) группы организмов — компоненты экосистем. Группа организмов, которые производят на свету из неорганических веществ органические (автотрофы — зеленые растения)  — организмы-производители. Группа организмов, которые потребляют готовые органические вещества (гетеротрофы — в основном животные, грибы)  — организмы-потребители. Группа организмов, которые разрушают органические вещества и перерабатывают их в неорганические (гетеротрофы — бактерии, грибы, некоторые животные) — организмы-разрушители[9].

В пищевых (трофических) взаимосвязях эти группы организмов играют роль звеньев пищевой цепи. Тесная взаимосвязь всех звеньев в сообществе — условие его существования. Пищевые связи между организмами в экосистеме, при которых организмы одних видов служат пищей для других.

 

Например, растения служат пищей для растительноядных животных, а они — для хищников. Начальное звено цепи питания, как правило, растения (автотрофы, создающие органические вещества в процессе фотосинтеза). Использование запасенной растениями в органических веществах солнечной энергии гетеротрофами — всеми остальными звеньями цепи питания[7].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Экологическая система является, прежде всего, единым природным комплексом, который включает в себя сложные взаимодействия между живыми организмами и средой обитания. Все компоненты экологической системы тесно связаны между собой, а при исключении или одного или нескольких компонентов данная экологическая система может потерпеть масштабные изменения вплоть до уничтожения этой экосистемы.

Сильное влияние на экологические системы оказывают не только абиотические, но и антропогенные факторы. Экосистемы, созданные человеком, обладают меньшей устойчивостью.

Еще одной важнейшей частью экосистем являются трофические связи, цепи питания, в которых все биологические компоненты (живые организмы) выстроены в своем строгом порядке. Изменение последовательности звеньев цепи питания практически невозможно.

Любой экосистеме присуще постоянство, равновесие между рождаемостью и смертностью и  способность к самовосстановлению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

1. Акимова, Т.А. Экология: Учебник для вузов / Т.А. Акимова, ВЛЗ. Хаскин. - М: ЮНИТИ, 1998, - 445 с.

2. Бродский А.  – Общая Экология. – Академия. 2009.-256с.

3. Кормилици.н, В.И. Основы экологии: Учеб, пособие / В.Ц. Кормилидин. - М.: Интерстиль. 1997. - 368 с.

4. Маврищев, В.В. Основы общей экологии: Учеб. пособие / В.В, Маврищев. - Мн.: Выш. шк., 2000, - 317 с.

5. . Экология: Учебное пособие / Общая  ред. С.А. Боголюбова. - М: Знание, 1997. - 288 с.

6. Википедия (http://ru.wikipedia.org/) – электронный ресурс.

7. Вся биология (http://www.sbio.info/) – электронный ресурс.

8. Гео-планета. (http://www.unep.org/) – электронный ресурс.

9. Экологический  портал (http://ecoportal.su/) – электронный ресурс.

10. Биология (http://www.biology.ru/) – электронный ресурс.