Živi organizmi i njihovo neživo (abiotičko) okruženje su međusobno neraskidivo povezani i u stalnoj su interakciji. Svi organizmi (biotička zajednica) koji funkcionišu zajedno u datom području i u interakciji sa fizičkim okruženjem na način da protok energije stvara dobro definisane strukture, a cirkulacija supstanci između živih i neživih delova čini ekološki sistem.

Ekološki sistem (ekosistem) je osnovna funkcionalna jedinica u ekologiji. Ovaj termin prvi je predložio 1935. godine engleski ekolog A. Tansley (1871-1955). Sama ideja ekosistema nastala je mnogo ranije.

Trenutno se široko koristi sljedeća definicija ekosistema. Ekosistem je svaka kolekcija organizama i neorganskih komponenti u kojima može doći do kruženja tvari. Prema N.F. Reimers (1990), ekosistem je svaka zajednica živih bića i njeno stanište, ujedinjena u jedinstvenu funkcionalnu cjelinu, koja nastaje na osnovu međuzavisnosti i uzročno-posledičnih veza koje postoje između pojedinih komponenti životne sredine. Treba naglasiti da kombinacija specifičnog fizičko-hemijskog okruženja (biotopa) sa zajednicom živih organizama (biocenoza) čini ekosistem.

A. Tansley je predložio sljedeći odnos: ekosistem = biotop + biocenoza

Prema definiciji V.N. Sukačev, biogeocenoza (od grčkog bios – život, ge – Zemlja, koinos – opšte) je skup homogenih prirodnih elemenata (atmosfera, stene, vegetacija, fauna i svet mikroorganizama, zemljište i hidrološki uslovi) na određenom području površine Zemlje. Kontura biogeocenoze se uspostavlja duž granice biljne zajednice (fitocenoza).

Pojmovi “ekološki sistem” i “biogeocenoza” nisu sinonimi. Ekosistem je svaka zbirka organizama i njihovih staništa, uključujući, na primjer, saksiju za cvijeće, mravinjak, akvarij, močvaru, svemirski brod. Navedenim sistemima nedostaje niz karakteristika iz definicije V.N. Sukačev, a prije svega element „geo“ - Zemlja. Biocenoze su samo prirodne formacije. Međutim, biocenoza se može u potpunosti smatrati ekosistemom. Dakle, koncept "ekosistema" je širi i u potpunosti pokriva koncept "biogeocenoze" ili "biogeocenoze" - poseban slučaj ekosistemi.

Sa moderne tačke gledišta, ekosistem je skup proizvođača, potrošača i detritovora koji stupaju u interakciju jedni s drugima i sa svojom okolinom razmjenom materije, energije i informacija na način da jedan sistem ostaje stabilan dugo vremena.

Ekosistemi koji postoje na Zemlji su raznoliki i klasificirani su:

Po sastavu:

Mikroekosistemi (na primjer, deblo trulog drveta).

Mezoekosistemi (šuma, bara, jezero, itd.).

Makroekosistemi (kontinent, okean, itd.).

Globalno - Zemljina biosfera.

Veliki kopneni ekosistemi nazivaju se biomi.

po porijeklu:

Prirodno (prirodno).

Vještački (antropogeni): poljoprivredni, urbani i industrijski.

Međutim, ova podjela ekosistema je vrlo relativna, jer danas u svijetu ne postoje ekosistemi na koje ne utiče čovjek.

Prirodno (prirodno):

1. Kopneni (biomi) - šuma (tropske šume, šume umjerenog područja, četinari (tajga), tundra), stepe, livade, pustinje.

Šumski ekosistemi- najvažnije biosfere za život: obogaćuju atmosferu kiseonikom i održavaju nivo ugljen-dioksida u njoj. Šume igraju vodeću ulogu u kruženju vode: površina šumskog tla je prekrivena steljom i upija kišnicu i snježnu vodu, obnavljajući rezerve podzemnih voda. Šumsko tlo filtrira vodu koja teče sa polja i industrijskih lokacija i pročišćava ih od mnogih štetne nečistoće. Šumski ekosistemi isparavaju vlagu u atmosferu i blagotvorno utiču na klimu povećanjem vlažnosti vazduha.

Prirodna hranilišta (sijenokosi i pašnjaci) su stepe- zajednice u kojima prevladavaju vrste otporne na sušu (kserofiti) i livade- zajednice mezofita, tj. vrste koje rastu u uslovima dovoljne, ali ne i prekomerne vlage.

Planinski ekosistemi- najvažniji faktor u formiranju klime, jer služe kao prirodne barijere za kretanje velikih vazdušnih masa i oblaka koji nose kišu.

Na primjer, planine Ural, kao i svi drugi planinski ekosistemi, imaju dvije karakteristike: visoku biološku raznolikost zbog vertikalne zonalnosti i nisku otpornost na ekonomsku upotrebu, što je povezano s opasnošću od erozije tla.

2. Slatka voda:

stajaća voda: jezera, bare, akumulacije.

Trenutne vode: rijeke, potoci.

močvare: močvare i močvare - obalni pojasevi voda se ulijeva kada nivo vode poraste.

Močvare- to su ekosistemi viška vlage, u kojima se ne nakuplja humus, kao u tlu, već treset (slabo truli ostaci biljaka) kao detritus. Močvare igraju važnu ulogu regulatora

hidrološki režim teritorija: čuvaju vlagu tokom topljenja snijega i jesenjih padavina, hrane potoke i rijeke u sušnim periodima godine. Močvare su čuvari poljoprivrednih ekosistema. Voda koja teče u njih može sadržavati gnojiva, ostatke pesticida, naftne derivate, otjecanje stajnjaka, a potoci koji teku iz močvare potpuno su očišćeni od ovih nečistoća.

3. Morski (otvoreni okean, vode epikontinentalnog pojasa, zaljevi, ušća rijeka, estuari - plitki zaljev gdje se rijeka uliva u more, dubokovodne zone grebena Svjetskog okeana).

Po životnom vijeku:

  • 1. Visoko stabilan - zadržavanje karakteristike dugo vremena.
  • 2. Kratkoročne (na primjer, rano presušivanje ekosistema proljetnih lokvi).

Po izvoru energije:

  • 1. Autotrofni: fotoautotrofni, hemoautotrofni.
  • 2. Heterotrofni.

U strukturi ekosistema razlikuju se abiotičke i biotičke komponente. Abiotičku komponentu čine neorganske supstance koje učestvuju u ciklusima supstanci u prirodi; organski spojevi koji povezuju biotički i abiotički dio; vazduh, voda, okruženje supstrata, što uključuje klimatske faktore. Biotičku komponentu predstavljaju živi organizmi i ima vrstu, prostornu i trofičku strukturu. Prostorna struktura ekosistemi se manifestiraju u slojevima: autotrofni procesi su najaktivniji u gornjem sloju - "zelenom pojasu", gdje je sunčeva svjetlost dostupna. Heterotrofni procesi su najintenzivniji za donji sloj - "smeđi pojas". Ovdje se organska tvar akumulira u tlu i sedimentima. Trofičku strukturu ekosistema predstavljaju proizvođači - proizvođači organske tvari, potrošači - potrošači organske tvari i razlagači - razlagači organske tvari do izvornih mineralnih elemenata.

Dakle, sljedeće komponente se mogu razlikovati kao dio ekosistema:

  • Š anorganske tvari (ugljik, dušik, ugljični dioksid, voda, itd.) uključene u cikluse;
  • Sh organska jedinjenja(proteini, ugljikohidrati, lipidi, humusne tvari, itd.) povezivanje biotičkih i abiotičkih dijelova;
  • Š okolina vazduha, vode i supstrata, uključujući klimatski režim i druge fizičke faktore;
  • Š proizvođači, autotrofnih organizama(zelene biljke, modrozelene alge, foto- i hemosintetske bakterije) koje proizvode hranu od jednostavnih anorganskih supstanci;
  • Š potrošači - heterotrofni organizmi, uglavnom životinje, koji se hrane drugim organizmima ili česticama organske materije;
  • Razlagači i detritivori su heterotrofni organizmi, uglavnom bakterije i gljive, koji dobijaju energiju ili razgradnjom mrtvog tkiva ili apsorbiranjem otopljene organske tvari, spontano oslobođene ili ekstrahirane saprofitima iz biljaka i drugih organizama.

Ekosistemi nisu raspoređeni nasumično, oni su grupisani u prilično pravilne zone, i horizontalno (geografska širina) i vertikalno (visina). Potvrđeno je periodični zakon geografska zonalnost A.A. Grigorieva - M.I. Budyko: sa promjenom fizičko-geografskih zona Zemlje, slične pejzažne zone i neke od njih opšta svojstva periodično se ponavljaju (slika 1).

Prirodni ekosistem karakterišu tri karakteristike:

  • 1) ekosistem je nužno skup živih i neživih komponenti;
  • 2) unutar ekosistema se odvija puni ciklus, počevši od stvaranja organske materije i završavajući njenom razgradnjom na neorganske komponente;
  • 3) ekosistem ostaje stabilan neko vrijeme, što je osigurano određenom strukturom biotičkih i abiotičkih komponenti.

Rice. 1.

Napomena: 1,2,3 - indeks radijacijske suhoće (odnos bilansa zračenja i količine topline potrebne za isparavanje godišnje količine padavina). Promjeri krugova su proporcionalni biološkoj produktivnosti krajolika.

Postoje četiri tipa ekosistema:

Osnovno ( mikroekosistemi) - ekosistemi najnižeg ranga, po veličini slični malim komponentama životne sredine: stablo trulog drveta, mali rezervoar, ljudska zubna šupljina itd.;

Lokalni ( mezoekosistemi) (šuma, rijeka, bara, itd.),

Zonski ( makroekosistemi) ili biomi - veliki kopneni ekosistemi koji imaju veoma široku rasprostranjenost (okeani, kontinenti, kontinenti, prirodna područja- tundra, tajga, tropske kišne šume, savane, itd.) .

Svaki biom se sastoji od mnogih ekosistema koji su međusobno povezani. Međusobna povezanost svih ekosistema naše planete stvara globalni džinovski ekosistem tzv Biosfera(Ekosfera).

3. Klasifikacije ekosistema:

U zavisnosti od porekla, ekosistemi se dele na:

1) prirodni (prirodni) ekosistemi- biološki ciklus u kojem se dešava bez direktnog ljudskog učešća. Podijeljen u: tlo(šume, stepe, pustinje) i vodeni: slatkovodni i morski(močvare, jezera, bare, rijeke, mora).

2) antropogeni (vještački) ekosistemi- ekosistemi koje je čovjek stvorio radi profita, a koji mogu postojati samo uz njegovu podršku (agroekosistemi - umjetni ekosistemi nastali kao rezultat ljudske poljoprivredne aktivnosti; tehnoekosistemi - umjetni ekosistemi nastali kao rezultat ljudske industrijske aktivnosti; urbanekosistemi (lat. urban) - ekosistemi , koja nastaje kao rezultat stvaranja ljudskih naselja).

3) socionaturan- prirodni sistemi, modificiran od strane čovjeka (park, akumulacija).

Postoje i prijelazni tipovi ekosistema između prirodnih i antropogenih (ekosistemi prirodnih pašnjaka koje ljudi koriste za ispašu domaćih životinja).

Prema izvoru energije koji im osigurava život, ekosistemi se dijele na sljedeće tipove:

1) autotrofnih ekosistema- to su ekosistemi koji sami sebi obezbeđuju energiju dobijenu od Sunca na račun sopstvenih foto- ili hemotrofnih organizama. Većina pripada ovoj vrsti prirodni ekosistemi a neke i antropogene.

2) heterotrofni ekosistemi- to su ekosistemi koji primaju energiju koristeći gotova organska jedinjenja koja sintetiziraju organizmi koji nisu sastavni dijelovi ovih ekosistema, ili koristeći energiju koju je stvorio čovjek elektrane. Oni mogu biti i prirodni (na primjer, duboki oceanski ekosistemi koji koriste organske ostatke koji padaju odozgo) i antropogeni (na primjer, gradovi sa svojim dalekovodima).


4. Struktura ekosistema.

Pod strukturom ekosistema podrazumijevaju se jasno definirani obrasci u odnosima i vezama njegovih dijelova. Struktura ekosistema je višestruka.

Razlikovati vrste, prostorni, životne sredine, trophic I granica strukture.

Struktura vrsta ekosistema- ovo je raznolikost vrsta, odnos i omjer njihovog broja. Različite zajednice koje čine ekosistem sastoje se od različitog broja vrsta - raznolikost vrsta. Ovo je najvažnija kvalitativna i kvantitativna karakteristika održivosti ekosistema. Osnova biološke raznolikosti u živoj prirodi. Raznolikost vrsta povezana je sa različitim uslovima staništa. U šumi tajge, na primjer, na površini od 100 m2, u pravilu raste oko 30 različitih vrsta biljaka, a na livadi uz rijeku - dvostruko više.

Ovisno o raznolikosti vrsta, razlikuju se bogat(tropske šume, riječne doline, koralni grebeni) i jadan(pustinje, sjeverne tundre, zagađene vode) ekosistemi. Glavni ograničavajući faktori su temperatura, vlažnost i nedostatak hrane. Zauzvrat, raznolikost vrsta služi kao osnova ekološka raznolikost - raznolikost ekosistema. Sveukupnost genetske, vrste i ekološke raznolikosti je Biološka raznolikost planete glavni je uslov za održivost cjelokupnog života .

Prostorna struktura ekosistema.

Populacije različite vrste u ekosistemu se distribuiraju na određeni način i oblik prostorna struktura.

Razlikovati vertikalno I horizontalno strukture ekosistema.

Osnova vertikalna struktura (slojeviti) formira vegetaciju.

živjeti zajedno, biljke iste visine stvaraju svojevrsne podove- slojevi elementi vertikalne strukture fitocenoze. Postoje nivoi iznad zemlje I underground. Primjer iznad zemlje- u šumi visoka stabla čine prvi (gornji) sloj, drugi sloj se formira od mladih jedinki stabala gornjeg sloja i od zrelih stabala manjih visina (zajedno čine sloj A - sastojinu). Treći sloj se sastoji od grmlja (sloj B - podrast), četvrti - od visoke trave (sloj C - zeljasta). Najniži sloj, na koji pada vrlo malo svjetlosti, čine mahovine i nisko rastuće trave (sloj D - mahovina-lišajevi). Tiering također se primjećuje u zeljastim zajednicama (livade, stepe, savane).

Underground slojevitost je povezana s različitim dubinama prodiranja korijenskog sistema biljaka u tlo: neki korijeni zalaze duboko u tlo, dostižući nivo podzemne vode, drugi imaju površinski korijenski sistem koji hvata vodu i hranjive tvari iz gornjeg sloja tla. Životinje su također prilagođene životu u jednom ili drugom biljnom sloju (neke uopće ne napuštaju svoj sloj). Slijedom toga, sloj se može predstaviti kao strukturna jedinica biocenoze, koja se od ostalih dijelova razlikuje po određenim uvjetima okoline, skupu biljaka, životinja i mikroorganizama.

Horizontalna struktura(mozaični, pjegavi) ekosistem nastaje kao rezultat heterogenosti mikroreljefa, svojstava tla, životno-formirajućih aktivnosti biljaka i životinja (npr.: kao rezultat ljudske aktivnosti - selektivna sječa, ložišta itd. ili životinja - tlo emisije pri kopanju rupa, njihovo naknadno zarastanje, stvaranje mravinjaka, gaženje i uklanjanje trave kopitarima itd., padavine drveća tokom uragana itd.)

Zahvaljujući vertikalnoj i horizontalnoj strukturi, organizmi koji žive u ekosistemu efikasnije koriste minerale tla, vlagu i svjetlosni tok.

Ekološka struktura Ekosistem se sastoji od različitih ekoloških grupa organizama koji mogu imati različit sastav vrsta, ali zauzimaju slične ekološke niše. Svaka od ekoloških grupa obavlja određene funkcije u zajednici: proizvodi organsku materiju koristeći izvore sunčeve i hemijske energije, troši je, pretvara mrtvu organsku materiju u anorganske supstance, vraćajući je na taj način u kruženje supstanci.

Važan znak strukturne karakteristike ekosistem je prisustvo granica staništa raznih zajednica. Obično su uslovne. Kao rezultat toga, nastaje prilično opsežna granična (rubna) zona, koja se razlikuje posebnim uslovima. Biljke i životinje karakteristične za svaku od susjednih zajednica prodiru na susjedne teritorije, stvarajući specifičan „rub“, granični pojas - ekoton . Ovako nastaje granica ili regionalni efekat je povećanje raznolikosti i gustine organizama na periferiji (ivicama) susjednih zajednica iu prijelaznim zonama između njih.

5. Funkcionalna struktura ekosistema. Funkcionalne grupe organizama u ekosistemu.

Živi organizmi u ekosistemu obavljaju različite funkcije, koje zavise od vrste hrane koju jedu. Tokom evolucije, na Zemlji su nastala dva glavna tipa ishrane - autotrofna I heterotrofna.

U svakom ekosistemu postoje tri funkcionalne grupe organizmi: proizvođači, potrošači i razlagači.

Osnova za formiranje i funkcionisanje ekosistema su proizvođači− biljke i mikroorganizmi sposobni za proizvodnju (proizvodnju) iz neorganske materije organski, koristeći svjetlosnu energiju - autotrofi (automobili - sebe , trof - jesti , grčki sl.., fotosinteza) , ili energija sadržana u hemijske veze veze - hemotrofi (hemosinteza).

U autotrofe spadaju zelene biljke (više vaskularne biljke), mahovine, lišajevi, zelene i modrozelene alge, koje su dominantni primarni proizvođači – proizvođači organske materije u ekosistemima.

Hemotrofi uključuju organizme koji sintetiziraju organsku tvar iz neorganske tvari koristeći energiju oksidacije amonijaka, sumporovodika, željeza i drugih tvari koje se nalaze u tlu ili stijenama ispod.

Za razliku od proizvođača koji formiraju primarne proizvode ekosistema, organizmi koji koriste te proizvode nazivaju se heterotrofi (heteros - različite, grčke riječi), za život koriste gotovu organsku materiju i energiju drugih organizama i njihovih metaboličkih proizvoda.

Oni su heterotrofni potrošači (consumo - konzumirati, lat.) I razlagači.

Fitofag- biljojedi (phytos - biljka, phagos - jedač, grčke riječi) - potrošači 1. reda. Fitofagi su sekundarni akumulatori sunčeve energije koju biljke prvobitno akumuliraju.

Zoophagi- grabežljivci, mesožderi - potrošači 2. ili 3. reda - jedu fitofage i manje grabežljivce. Predatori su najvažniji regulatori biološke ravnoteže: oni ne samo da regulišu broj fitofagnih životinja, već djeluju i kao redari, jedući prvenstveno bolesne i oslabljene životinje.

Simbiotrofi(simbioza - kohabitacija, gr.)- mikroorganizmi, bakterije i gljive koje žive na i oko korijena biljaka i primaju dio proizvoda fotosinteze u obliku organskih tvari koje luče korijenje. Upijaju vodu i mineralne soli iz tla i prenose ih u biljku, pretvaraju dušik zraka u oblike dostupne biljkama. Simbiotrofi također uključuju mikroorganizme (bakterije, jednoćelijske životinje) koji žive u probavnom traktu fitofagnih životinja i pomažu im u varenju hrane.

Saprofagi ili detritivores - životinje koje jedu leševe i izmet (vrane, čavke, hijene, orlovi lešinari, balegari, muhe itd.). Nastaju mrtvi organizmi detritus : zaliha organske materije, koja je, takoreći, isključena na neko vrijeme iz organskog ciklusa. Saprofagi, jedući i prerađujući detritus, ubrzavaju njegovu cirkulaciju u prirodi./p>

Formira se posebna grupa organizama svejedi e ili eurifagi . To su organizmi sa mješovitim tipom ishrane, tj. hrane se životinjama, biljkama, pa čak i detritusom. Na primjer, medvjed, lisica, svinja, piletina, vrana, žohari, čovjek.

Detritus se obrađuje i razlagači (reducere - vratiti, lat.)(mikropotrošači, destruktori, saprotrofi, osmotrofi) - heterotrofni organizmi koji razgrađuju organsku materiju - detritus i životinjski izmet do mineralnih soli, koje se kroz zemljišne otopine vraćaju natrag u korijenje biljaka (makro- i mikroorganizmi - gljive, bakterije, protozoe). Tokom životne aktivnosti ovih organizama obnavljaju se mineralne materije koje opet koriste proizvođači.

Mnogi organizmi - detritivori žive u tlu; kralj tla može se nazvati glista, koja jede mrtvo biljno tkivo. Prolazeći ih kroz crijeva, pretvara ih u izmet s visokim sadržajem organske tvari. Ovo je jedan od aktivnih proizvođača humusa u tlu. Masa glista u tlu visokoproduktivnih ekosistema može biti veća od mase kopnenih životinja.

Dakle, proizvođači, potrošači i razlagači, predstavljeni u ekosistemu brojnim vrstama, garantuju njegovo dugoročno, stabilno postojanje.

Uprkos činjenici da se ekosistem i biogeocenoza koriste kao isti koncept, ekosistemi se razlikuju po veličini i složenosti. Dok biogeocenoze imaju određene jasne granice, vrlo je teško definirati granice ekosistema. Primjeri malih ekosistema uključuju kap vode s mikrobima, truli panj sa svojim mikroorganizmima, gljive i male kičmenjake. Ekosistem može uključivati ​​nekoliko biogeocenoza.

Dakle, ekosistem je širi pojam u odnosu na biogeocenozu. Svaka biogeocenoza je ekosistem, ali se svaki ekosistem ne može nazvati biogeocenozom.

Biosfera

Najveći ekosistem je biosfera.

Život na Zemlji nije prekinut više od 3,5 milijardi godina zahvaljujući ciklusu supstanci u prirodi. Biljke stvaraju organske tvari iz minerala, vode, ugljičnog dioksida, koristeći tokove sunčeve energije. Životinje u procesu ishrane koriste gotove organske tvari, a gljive i bakterije ih postepeno uništavaju u mineralne tvari. Biljke ponovo koriste minerale. Ovako nastaje biološki ciklus supstanci.

U prirodnoj zajednici živi organizmi su povezani ne samo jedni s drugima, već i sa neživom prirodom. Bliska veza između živih i neživih komponenti prirode čini ekosistem.

Do kruženja supstanci u ekosistemu može doći ako postoje rezerve nutrijenata neophodnih za život i tri grupe organizama koje čine prirodnu zajednicu – proizvođači (proizvođači), potrošači (potrošači), razarači (razlagači) organskih materija.

Ne postoji nijedna vrsta na Zemlji koja ne služi drugima kao hrana ili se sama ne hrani organizmima drugih vrsta. Određeni broj živih organizama u ekosistemu kroz koji se odvija prijenos energije sadržane u organskim tvarima naziva se strujni krug.

Biljojedi koriste energiju koju biljke pohranjuju u obliku organskih tvari. Međutim, biljke troše većinu svoje energije na vitalne procese. Predatori koji se hrane životinjama koje se hrane biljkama primaju manje energije. Ostatke životinja i biljaka, koji sadrže još manje energije, postupno troše gljive i bakterije. Dakle, zbog stalnog rasipanja energije na životne procese, lanci ishrane obično se sastoje od malog broja karika – najčešće 3-5.

Ukupan broj vrsta u ekosistemu može biti stotine ili hiljade. Gotovo uvijek se organizmi različitih vrsta hrane različitim objektima. Kao rezultat, formira se složena mreža hrane. Zahvaljujući tome, nestanak jedinki bilo koje vrste ne utiče na ekosistem. Nastavlja postojano postojati dugo vremena.

Tokovi tvari i energije koji prolaze kroz žive organizme su vrlo veliki. Tako čovjek tokom života potroši na desetine tona vode i hrane, a kroz pluća mu prođe mnogo miliona litara zraka.

Po poreklu

Ekosistemi mogu biti prirodno(šuma, livada, jezero) i vještački(park, njiva, bašta). Materijal sa sajta

Do veličine

Ekosistemi mogu biti veoma veliko(tundra, tajga), prosjek veličine (ribnjak, brezov gaj) i kompletno mala(potok, močvarna humka).

Proučavanje životne sredine kao ravnotežne zajednice živih organizama, idealno prilagođenih za život u specifičnoj sredini sa određenom mikroklimom i nizom drugih karakteristika, dovelo je do pojave koncepta ekosistema.

Ova riječ se počela nazivati ​​sistemom koji uključuje interakciju živih bića (biocenoza) i staništa (biotop), njihovu međusobnu razmjenu energije i materije, koja se nastavlja u prilično dugom vremenskom periodu. Vrhunski primjer ekosistema je ribnjak, koji je dom brojnih biljaka, mikroorganizama, insekata, riba, ptica i sisara.

U biologiji je uobičajeno razlikovati sljedeće gradacije ekosistema:

— mikroekosistemi (kapljica vode u kojoj žive mikroorganizmi, srušeno deblo s bakterijama i insektima koji žive u njemu);

— mezoekosistemi (jedan ribnjak ili šuma na određenom području);


— makroekosistemi (kontinentalni, okeanski);

- globalni ekosistem koji uključuje našu planetu.

Globalni ekosistem je skup makroekosistema, a oni su, pak, skup mezoekosistema različitih razmjera, odnosno biogeocenoza. Svaka pojedinačna biogeocenoza je glavni element globalnog ekosistema Zemlje.

Komponente ekosistema

Svaki ekosistem uključuje i žive i nežive komponente koje aktivno utiču jedna na drugu. Glavni znak njegovog postojanja je stabilnost kruženja supstanci i pojava u prilično dugom periodu, koji se često ne mjeri čak ni milenijumima, već milionima godina.

Komponente biogeocenoze (ekosistema) su:

— atmosfera (klimatopa), njene klimatske karakteristike i vremenski fenomeni;

— tlo ili tlo (edafotop) za obezbjeđivanje minerala, vlage, organskih elemenata;

— biljni svijet(fitocenoza), koja prerađuje vlagu i minerale u organska jedinjenja;


— životinjski svijet(zoocenoza), hranljiva baza su biljke i životinje;

— mikroorganizmi (mikrobiocenoza) odgovorni za obradu organskih ostataka mrtvih biljaka i životinja.

Za označavanje sistema ovih komponenti u zapadnoj biološkoj nauci koristi se termin "ekosistem", koji je 1935. predložio engleski naučnik A. Tansley. ruski naučna škola radije koristi termin "biogeocenoza" autorstvo Sovjetski biolog V.N. Sukacheva. Oba imena su ekvivalentna po značenju.

Karakteristike ekosistema

S obzirom na raznolikost živih i neživih komponenti koje čine svaki ekosistem, karakteristike koje opisuju njegova svojstva su općenite.

— Održivost– glavni indikator ekosistema. Otpornost znači sposobnost održavanja strukture pod različitim vanjskim utjecajima ili promjenama parametara okoline i oporavka kada je dio uništen.

— Biodiverzitet– kvantitativna i kvalitativna raznolikost vrsta živih bića uključenih u ekosistem. Što je biodiverzitet veći, struktura ekosistema je stabilnija.

— Složenost ekosistema– indikator koji uključuje i ukupan broj vrsta i broj interakcija između njih. Kako veliki broj veze karakterizira biogeocenoza, što je stabilnija i brže se oporavlja pod bilo kojim negativnih uticaja.

— Produktivnost- indikator izražen u obliku ukupne mase svih živih bića koja žive na jedinici površine, iu obliku iste mase u smislu energije ili količine suhe organske tvari.


Osim toga, u prošlom vijeku pojavio se novi faktor koji utiče na ekosisteme svih kontinenata - antropogena. Ekolozi širom svijeta pomno prate da antropogeni utjecaj ne prelazi razumne granice i ne dovodi do potpunog uništenja ekosistema u određenim područjima.

Ekosustav uključuje sve žive organizme (biljke, životinje, gljive i mikroorganizme) koji, u jednoj ili drugoj mjeri, u interakciji jedni s drugima i neživom okolinom koja ih okružuje (klima, tlo, sunčeva svjetlost, zrak, atmosfera, voda, itd.) .

Ekosistem nema određenu veličinu. Može biti velika kao pustinja ili jezero, ili mala kao drvo ili lokva. Voda, temperatura, biljke, životinje, zrak, svjetlost i tlo međusobno djeluju.

Suština ekosistema

U ekosistemu svaki organizam ima svoje mjesto ili ulogu.

Razmotrite ekosistem malog jezera. U njemu možete pronaći sve vrste živih organizama, od mikroskopskih do životinja i biljaka. Oni ovise o stvarima kao što su voda, sunčeva svjetlost, zrak, pa čak i količina hranljive materije u vodi. (Kliknite da saznate više o pet osnovnih potreba živih organizama).

Dijagram ekosistema jezera

Svaki put "autsajder" (živo biće(a) ili spoljni faktor, kao što su porast temperature) se unose u ekosistem, može doći do katastrofalnih posljedica. To se događa zato što je novi organizam (ili faktor) sposoban narušiti prirodnu ravnotežu interakcija i uzrokovati potencijalnu štetu ili uništenje ne-autohtonog ekosistema.

Tipično, biotički članovi ekosistema, zajedno sa svojim abiotičkim faktorima, zavise jedni od drugih. To znači da odsustvo jednog člana ili jednog abiotskog faktora može uticati na ceo ekološki sistem.

Ako nema dovoljno svjetla i vode, ili ako tlo sadrži malo hranjivih tvari, biljke mogu uginuti. Ako biljke uginu, u opasnosti su i životinje koje ovise o njima. Ako životinje koje zavise od biljaka uginu, onda će umrijeti i druge životinje koje zavise od njih. Ekosistem u prirodi funkcioniše na isti način. Svi njegovi dijelovi moraju funkcionirati zajedno kako bi održali ravnotežu!

Nažalost, ekosistemi mogu biti uništeni prirodnim katastrofama kao što su požari, poplave, uragani i vulkanske erupcije. Ljudska aktivnost također doprinosi uništavanju mnogih ekosistema i.

Glavne vrste ekosistema

Ekološki sistemi imaju neodređene dimenzije. Mogu postojati na malom prostoru, na primjer ispod kamena, trulog panja ili u malom jezeru, a također zauzimaju velike površine (poput cijele tropske šume). Sa tehničke tačke gledišta, naša planeta se može nazvati jednim ogromnim ekosistemom.

Dijagram malog ekosistema trulog panja

Vrste ekosistema u zavisnosti od obima:

  • Mikroekosistem- ekosistem manjeg obima, kao što je bara, lokva, panj, itd.
  • Mezoekosistem- ekosistem, kao što je šuma ili veliko jezero.
  • Biome. Veoma veliki ekosistem ili skup ekosistema sa sličnim biotičkim i abiotičkim faktorima, kao što je čitava tropska šuma sa milionima životinja i drveća, i mnogo različitih vodenih tijela.

Granice ekosistema nisu označene jasnim linijama. Često su razdvojene geografskim barijerama kao što su pustinje, planine, okeani, jezera i rijeke. Budući da granice nisu striktno definirane, ekosistemi teže spajanju jedni s drugima. Zbog toga jezero može imati mnogo malih ekosistema sa svojim vlastitim jedinstvene karakteristike. Naučnici ovo miješanje nazivaju "Ecotone".

Vrste ekosistema prema vrsti pojave:

Pored navedenih tipova ekosistema, postoji i podela na prirodne i veštačke ekološke sisteme. Prirodni ekosistem stvara priroda (šuma, jezero, stepa, itd.), a vještački stvara čovjek (bašta, okućnica, park, njiva itd.).

Tipovi ekosistema

Postoje dva glavna tipa ekosistema: vodeni i kopneni. Svaki drugi ekosistem na svijetu spada u jednu od ove dvije kategorije.

Kopneni ekosistemi

Kopneni ekosistemi se mogu naći bilo gdje u svijetu i dijele se na:

Šumski ekosistemi

To su ekosistemi u kojima postoji obilje vegetacije ili veliki broj organizmi koji žive na relativno malom prostoru. Dakle, u šumskim ekosistemima gustina živih organizama je prilično visoka. Mala promjena u ovom ekosistemu može uticati na njegovu cjelokupnu ravnotežu. Također, u takvim ekosistemima možete pronaći veliki broj predstavnika faune. Osim toga, šumski ekosistemi se dijele na:

  • Tropske zimzelene šume ili tropske kišne šume:, sa prosječnom količinom padavina od više od 2000 mm godišnje. Odlikuje ih gusta vegetacija, u kojoj dominiraju visoka stabla smještena na različitim visinama. Ova područja su utočište za razne vrste životinja.
  • Tropske listopadne šume: Uz veliki broj vrsta drveća, ovdje se nalazi i grmlje. Ova vrsta šume nalazi se u dosta krajeva planete i dom je širokog spektra flore i faune.
  • : Imaju prilično mali broj stabala. Ovdje prevladavaju zimzeleno drveće koje obnavlja svoje lišće tokom cijele godine.
  • Širokolisne šume: Nalaze se u vlažnim umjerenim područjima koja primaju dovoljno padavina. IN zimskih mjeseci, drveće osipa svoje lišće.
  • : Smještena direktno ispred, tajga je definirana zimzelenim četinarskim drvećem, temperaturama ispod nule tokom pola godine i kiselim tlima. U toploj sezoni možete pronaći veliki broj ptica selica, insekata i.

pustinjski ekosistem

Pustinjski ekosistemi se nalaze u pustinjskim područjima i primaju manje od 250 mm padavina godišnje. Oni zauzimaju oko 17% ukupne površine Zemlje. Zbog ekstremno visokih temperatura zraka, slabog pristupa i intenzivne sunčeve svjetlosti, nisu tako bogati kao ostali ekosistemi.

Ekosistem livada

Travnjaci se nalaze u tropskim i umjerenim područjima svijeta. Područje livada uglavnom se sastoji od trava, sa manjim brojem drveća i žbunja. Livade naseljavaju životinje na ispaši, insektojedi i biljojedi. Postoje dvije glavne vrste livadskih ekosistema:

  • : Tropski travnjaci koji imaju sušnu sezonu i karakteriziraju ih stabla koja rastu pojedinačno. Daju hranu velikom broju biljojeda, a također su i lovište za mnoge grabežljivce.
  • Prerije (umjereni travnjaci): Ovo je područje sa umjerenim travnatim pokrivačem, potpuno lišeno krupnog žbunja i drveća. Prerije sadrže rasli i visoke trave i doživljavaju sušne klimatske uslove.
  • stepske livade: Područja suhih travnjaka koja se nalaze u blizini polusušnih pustinja. Vegetacija ovih travnjaka je kraća od vegetacije savana i prerija. Drveće je rijetko i obično se nalazi na obalama rijeka i potoka.

Planinski ekosistemi

Planinski teren pruža raznoliku lepezu staništa u kojima se može naći veliki broj životinja i biljaka. Na nadmorskoj visini obično vladaju oštri klimatski uslovi u kojima samo alpske biljke mogu preživjeti. Životinje koje žive visoko u planinama imaju debelu dlaku koja ih štiti od hladnoće. Niže padine su obično prekrivene crnogoričnim šumama.

Vodeni ekosistemi

Vodeni ekosistem je ekosistem koji se nalazi u vodena sredina(npr. rijeke, jezera, mora i okeani). Uključuje vodenu floru, faunu i vodena svojstva, a dijeli se na dva tipa: morski i slatkovodni ekološki sistemi.

Morski ekosistemi

Oni su najveći ekosistemi, koji pokrivaju oko 71% Zemljine površine i sadrže 97% vode na planeti. Morska voda sadrži veliku količinu otopljenih minerala i soli. Morski ekološki sistem se deli na:

  • Oceanski (relativno plitak dio okeana koji se nalazi na epikontinentalnom pojasu);
  • Profundalna zona (dubokomorsko područje koje nije prodirano sunčevom svjetlošću);
  • Bentalna regija (područje naseljeno organizmima na dnu);
  • Međuplimna zona (mesto između oseke i oseke);
  • Estuari;
  • Koraljnih grebena;
  • Slane močvare;
  • Hidrotermalni otvori u kojima hemosintetizatori formiraju zalihe hrane.

Mnoge vrste organizama žive u morskim ekosistemima, i to: smeđe alge, koralji, glavonošci, bodljikaši, dinoflagelati, morski psi itd.

Slatkovodni ekosistemi

Za razliku od morskih ekosistema, slatkovodni ekosistemi pokrivaju samo 0,8% Zemljine površine i sadrže 0,009% ukupnih svjetskih rezervi vode. Postoje tri glavna tipa slatkovodnih ekosistema:

  • Mirna voda: voda u kojoj nema struje, kao što su bazeni, jezera ili bare.
  • Tekući: vode koje se brzo kreću kao što su potoci i rijeke.
  • Močvare: Mjesta gdje je tlo stalno ili periodično poplavljeno.

Slatkovodni ekosistemi dom su gmizavcima, vodozemcima i oko 41% svjetskih vrsta riba. Vode koje se brzo kreću obično sadrže veće koncentracije rastvorenog kiseonika, čime se podržava veći biodiverzitet od stajaća voda bare ili jezera.

Struktura ekosistema, komponente i faktori

Ekosistem se definiše kao prirodna funkcionalna ekološka jedinica koja se sastoji od živih organizama (biocenoza) i njihovog neživog okruženja (abiotičkog ili fizičko-hemijskog), koji međusobno deluju i stvaraju stabilan sistem. Ribnjak, jezero, pustinja, pašnjaci, livade, šume itd. su uobičajeni primjeri ekosistema.

Svaki ekosistem se sastoji od abiotičkih i biotičkih komponenti:

Struktura ekosistema

Abiotičke komponente

Abiotičke komponente su nepovezani faktori života ili fizičkog okruženja koji utiču na strukturu, distribuciju, ponašanje i interakcije živih organizama.

Abiotičke komponente su uglavnom zastupljene u dvije vrste:

  • Klimatski faktori, koji uključuju kišu, temperaturu, svjetlost, vjetar, vlažnost itd.
  • Edafski faktori, uključujući kiselost tla, topografiju, mineralizaciju itd.

Značaj abiotskih komponenti

Atmosfera osigurava živim organizmima ugljični dioksid (za fotosintezu) i kisik (za disanje). Procesi isparavanja i transpiracije odvijaju se između atmosfere i Zemljine površine.

Sunčevo zračenje zagrijava atmosferu i isparava vodu. Svetlost je takođe neophodna za fotosintezu. daje biljkama energiju za rast i metabolizam, kao i organske proizvode za ishranu drugih oblika života.

Većina živog tkiva sastoji se od visokog procenta vode, do 90% ili više. Nekoliko ćelija može preživjeti ako sadržaj vode padne ispod 10%, a većina umire kada je sadržaj vode manji od 30-50%.

Voda je medij kroz koji mineralni prehrambeni proizvodi ulaze u biljke. Takođe je neophodan za fotosintezu. Biljke i životinje primaju vodu sa površine Zemlje i tla. Glavni izvor vode su padavine.

Biotičke komponente

Živa bića, uključujući biljke, životinje i mikroorganizme (bakterije i gljive), prisutna u ekosistemu su biotičke komponente.

Na osnovu njihove uloge u ekološkom sistemu, biotičke komponente se mogu podijeliti u tri glavne grupe:

  • Proizvođači proizvoditi organske tvari iz anorganskih koristeći sunčevu energiju;
  • Potrošači jedite gotove Organske materije, koje proizvode proizvođači (biljojedi, grabežljivci, itd.);
  • Dekompozitori. Bakterije i gljive koje uništavaju mrtve organske spojeve proizvođača (biljki) i potrošača (životinja) za ishranu i ispuštaju ih u okoliš jednostavne supstance(anorganske i organske) nastale kao nusproizvodi njihovog metabolizma.

Ove jednostavne supstance se stalno proizvode kroz ciklički metabolizam između biotičke zajednice i abiotičkog okruženja ekosistema.

Nivoi ekosistema

Da biste razumjeli nivoe ekosistema, razmotrite sljedeću sliku:

Dijagram nivoa ekosistema

Pojedinac

Pojedinac je svako živo biće ili organizam. Jedinke se ne razmnožavaju sa jedinkama iz drugih grupa. Životinje se, za razliku od biljaka, obično svrstavaju pod ovaj koncept, jer se neki članovi flore mogu križati s drugim vrstama.

Na gornjem dijagramu možete vidjeti da zlatna ribica stupa u interakciju okruženje i razmnožavat će se isključivo s pripadnicima svoje vrste.

Populacija

Populacija - grupa jedinki određene vrste koje žive na određenom geografskom području u ovog trenutka vrijeme. (Primjer bi bila zlatna ribica i njene vrste). Imajte na umu da populacija uključuje jedinke iste vrste, koje mogu imati različite genetske razlike kao što su boja dlake/oka/kože i veličina tijela.

Zajednica

Zajednica uključuje sve žive organizme na određenom području u datom trenutku. Može sadržavati populacije živih organizama različitih vrsta. U dijagramu iznad, uočite kako zlatne ribice, salmonide, rakovi i meduze koegzistiraju u određenom okruženju. Velika zajednica obično uključuje biodiverzitet.

Ekosistem

Ekosistem uključuje zajednice živih organizama koji su u interakciji sa svojom okolinom. Na ovom nivou, živi organizmi zavise od drugih abiotskih faktora kao što su stijene, voda, zrak i temperatura.

Biome

Jednostavnim riječima, to je skup ekosistema koji imaju slične karakteristike sa svojim abiotičkim faktorima prilagođenim okolišu.

Biosfera

Kada razmotrimo različite biome, od kojih svaki vodi u drugi, formira se ogromna zajednica ljudi, životinja i biljaka, koji žive u određenim staništima. je ukupnost svih ekosistema prisutnih na Zemlji.

Lanac ishrane i energija u ekosistemu

Sva živa bića moraju jesti da bi dobila energiju potrebnu za rast, kretanje i reprodukciju. Ali šta jedu ti živi organizmi? Biljke dobijaju energiju od Sunca, neke životinje jedu biljke, a druge životinje. Ovaj odnos ishrane u ekosistemu naziva se lanac ishrane. Lanci ishrane obično predstavljaju redosled ko koga jede u biološkoj zajednici.

Ispod su neki živi organizmi koji se mogu uklopiti u lanac ishrane:

Dijagram lanca ishrane

Lanac ishrane nije isto što i . Trofička mreža je skup mnogih lanaca ishrane i složena je struktura.

Prijenos energije

Energija se lancima ishrane prenosi sa jednog nivoa na drugi. Dio energije se koristi za rast, reprodukciju, kretanje i druge potrebe i nije dostupan za sljedeći nivo.

Kraći lanci ishrane pohranjuju više energije od dužih. Utrošenu energiju apsorbira okolina.