Visi gyvi organizmai negyvena Žemėje atskirai vienas nuo kito, o sudaro bendrijas. Viskas juose yra tarpusavyje susiję, tiek gyvi organizmai, tiek toks darinys gamtoje vadinamas ekosistema, kuri gyvena pagal savo specifinius dėsnius ir turi specifinių bruožų bei savybių, su kuriomis bandysime susipažinti.

Ekosistemos samprata

Yra toks mokslas kaip ekologija, kuris tiria Bet šie santykiai gali būti vykdomi tik tam tikros ekosistemos rėmuose ir atsiranda ne spontaniškai ir chaotiškai, o pagal tam tikrus dėsnius.

Ekosistemų yra įvairių tipų, tačiau jos visos yra gyvų organizmų, kurie sąveikauja tarpusavyje ir su aplinką keičiantis medžiaga, energija ir informacija. Štai kodėl ekosistema išlieka stabili ir tvari ilgą laiką.

Ekosistemų klasifikacija

Nepaisant didžiulės ekosistemų įvairovės, jos visos yra atviros, be kurių jų egzistavimas būtų neįmanomas. Ekosistemų tipai yra skirtingi, o klasifikacija gali skirtis. Jei turėtume omenyje kilmę, tada ekosistemos yra:

1. natūralus ar natūralus. Juose visa sąveika vyksta be tiesioginio žmogaus dalyvavimo. Jie, savo ruožtu, skirstomi į:

• Ekosistemos, kurios visiškai priklauso nuo saulės energijos.
• Sistemos, kurios energiją gauna tiek iš saulės, tiek iš kitų šaltinių.

2. Dirbtinės ekosistemos. Sukurta žmogaus rankomis ir gali egzistuoti tik jam dalyvaujant. Jie taip pat skirstomi į:

• Agroekosistemos, tai yra susijusios su ekonominė veikla asmuo.
• Technoekosistemos atsiranda susijusios su žmonių pramonine veikla.
• miesto ekosistemos.

Kita klasifikacija išskiria šiuos natūralių ekosistemų tipus:

1. Žemė:

• Atogrąžų miškai.
• Dykuma su žoline ir krūmine augmenija.
• Savana.
• Stepės.
• Lapuočių miškas.
• Tundra.

2. Gėlo vandens ekosistemos:

• stovintys rezervuarai
• Tekantys vandenys (upės, upeliai).
• Pelkės.

3. Jūrų ekosistemos:

• Vandenynas.
• kontinentinis šelfas.
• Žvejybos plotai.
• Upių žiotys, įlankos.
• Gilių vandens plyšių zonos.

Nepriklausomai nuo klasifikacijos, galima pastebėti ekosistemų rūšių įvairovę, kuriai būdinga gyvybės formų visuma ir skaitinė sudėtis.

Skiriamieji ekosistemos bruožai

Ekosistemos samprata gali būti priskiriama tiek natūraliems dariniams, tiek dirbtinai sukurtai žmogaus. Jei mes kalbame apie natūralius, tada jiems būdingos šios savybės:

• Bet kurioje ekosistemoje pagrindiniai elementai yra gyvi organizmai ir abiotiniai aplinkos veiksniai.
• Bet kurioje ekosistemoje yra uždaras ciklas nuo organinių medžiagų susidarymo iki jų skilimo į neorganinius komponentus.
• Rūšių sąveika ekosistemose užtikrina stabilumą ir savireguliaciją.

Visas pasaulis Jai atstovauja įvairios ekosistemos, kurių pagrindą sudaro tam tikros struktūros gyva medžiaga.

Biotinė ekosistemos struktūra

Net jei ekosistemos skiriasi rūšine įvairove, gyvų organizmų gausa, jų gyvybės formomis, bet kurios iš jų biotinė struktūra išlieka ta pati.

Bet kokio tipo ekosistemose yra tie patys komponentai, be jų sistemos funkcionavimas tiesiog neįmanomas.

1. Prodiuseriai.
2. Antrosios eilės vartotojai.
3. Reduktoriai.

Pirmajai organizmų grupei priklauso visi augalai, galintys fotosintezės procesui. Jie gamina organines medžiagas. Šiai grupei taip pat priklauso chemotrofai, kurie susidaro organiniai junginiai. Tačiau tik tam jie naudoja ne saulės energiją, o cheminių junginių energiją.

Vartotojai apima visus organizmus, kuriems reikia organinių medžiagų iš išorės, kad galėtų sukurti savo kūną. Tai apima visus žolėdžius organizmus, plėšrūnus ir visaėdžius.

Skaidytojai, tarp kurių yra bakterijos, grybai, augalų ir gyvūnų liekanas paverčia neorganiniais junginiais, tinkančiais naudoti gyviems organizmams.

Ekosistemų funkcionavimas

Didžiausia biologinė sistema yra biosfera, kurią savo ruožtu sudaro atskiri komponentai. Galite sudaryti tokią grandinę: rūšis-populiacija-ekosistema. Mažiausias vienetas ekosistemoje yra rūšis. Kiekvienoje biogeocenozėje jų skaičius gali svyruoti nuo kelių dešimčių iki šimtų ir tūkstančių.

Nepriklausomai nuo asmenų skaičiaus ir tam tikrų tipų bet kurioje ekosistemoje nuolat vyksta medžiagų, energijos mainai ne tik tarpusavyje, bet ir su aplinka.

Jei kalbėsime apie energijos mainus, tai visiškai įmanoma pritaikyti fizikos dėsnius. Pirmasis termodinamikos dėsnis teigia, kad energija neišnyksta be pėdsakų. Ji keičiasi tik iš vienos rūšies į kitą. Pagal antrąjį dėsnį, uždaroje sistemoje energija gali tik didėti.

Jei ekosistemoms taikomi fizikiniai dėsniai, galime daryti išvadą, kad jos palaiko jų gyvybinę veiklą dėl saulės energijos, kurią organizmai gali ne tik pagauti, bet ir transformuoti, panaudoti, o paskui išleisti į aplinką.

Energija perkeliama iš vieno trofinio lygio į kitą, perdavimo metu vienos rūšies energija paverčiama kita. Dalis jos, žinoma, prarandama šilumos pavidalu.

Kad ir kokių tipų natūralios ekosistemos egzistuotų, tokie dėsniai veikia absoliučiai kiekvienoje.

Ekosistemos struktūra

Jei atsižvelgsime į bet kurią ekosistemą, tada joje tikrai matome, kad įvairioms kategorijoms, pavyzdžiui, gamintojams, vartotojams ir skaidytojams, visada atstovauja visas rūšių rinkinys. Gamta numato, kad jei vienai iš rūšių staiga kažkas atsitiks, ekosistema nuo to nežus, ją visada galima sėkmingai pakeisti kita. Tai paaiškina natūralių ekosistemų stabilumą.

Didelė rūšių įvairovė ekosistemoje, įvairovė užtikrina visų bendruomenėje vykstančių procesų stabilumą.

Be to, bet kuri sistema turi savo dėsnius, kuriems paklūsta visi gyvi organizmai. Remiantis tuo, biogeocenozėje galima išskirti keletą struktūrų:

Bet kokia struktūra be nesėkmės bet kurioje ekosistemoje, tačiau gali labai skirtis. Pavyzdžiui, jei palygintume dykumos ir atogrąžų miškų biogeocenozę, skirtumas matomas plika akimi.

dirbtinės ekosistemos

Tokias sistemas kuria žmogaus rankos. Nepaisant to, kad juose, kaip ir natūraliose, būtinai yra visi biotinės struktūros komponentai, vis dar yra didelių skirtumų. Tarp jų yra šie:

1. Agrocenozėms būdinga prasta rūšinė sudėtis. Ten auga tik tie augalai, kuriuos augina žmogus. Tačiau gamta daro savo, ir visada, pavyzdžiui, ant kviečių lauko galima pamatyti, kaip apsigyvena rugiagėlės, ramunės, įvairūs nariuotakojai. Kai kuriose sistemose net paukščiai turi laiko susikurti lizdą ant žemės ir išperinti jauniklius.
2. Jei žmogus nesirūpina šia ekosistema, tada kultūriniai augalai neatlaikys konkurencijos su laukiniais giminaičiais.
3. Agrocenozės egzistuoja ir dėl papildomos energijos, kurią žmogus atsineša, pavyzdžiui, tręšdamas trąšomis.
4. Kadangi užauginta augalų biomasė pašalinama kartu su derliumi, dirvoje trūksta maistinių medžiagų. Todėl tolesniam egzistavimui vėlgi būtinas žmogaus, kuris turės tręšti, kad užaugintų kitą derlių, įsikišimas.

Galima daryti išvadą, kad dirbtinės ekosistemos nepriklauso tvarioms ir savireguliuojančioms sistemoms. Jei žmogus nustos jais rūpintis, jie neišgyvens. Palaipsniui laukinės rūšys išstums kultūrinius augalus, o agrocenozė bus sunaikinta.

Pavyzdžiui, dirbtinę trijų rūšių organizmų ekosistemą galima nesunkiai sukurti namuose. Jei įdėsite akvariumą, įpilkite į jį vandens, įdėkite kelias elodėjos šakas ir įkurdinsite dvi žuvis, čia jūs turite paruoštą dirbtinę sistemą. Netgi toks paprastas negali egzistuoti be žmogaus įsikišimo.

Ekosistemų vertė gamtoje

Žvelgiant globaliai, visi gyvi organizmai yra pasiskirstę ekosistemose, todėl jų svarbą sunku neįvertinti.

1. Visos ekosistemos yra tarpusavyje susijusios medžiagų, kurios gali migruoti iš vienos sistemos į kitą, cirkuliacija.
2. Dėl gamtoje esančių ekosistemų išsaugoma biologinė įvairovė.
3. Visus išteklius, kuriuos semiamės iš gamtos, mums suteikia ekosistemos: svarus vanduo, oras,

Bet kurią ekosistemą labai lengva sunaikinti, ypač atsižvelgiant į žmogaus galimybes.

Ekosistemos ir žmogus

Nuo tada, kai atsirado žmogus, jo įtaka gamtai kasmet didėjo. Besivystydamas žmogus įsivaizdavo save gamtos karaliumi, nedvejodamas ėmė naikinti augalus ir gyvūnus, naikinti natūralias ekosistemas, taip pradėjo pjauti šaką, ant kurios pats sėdi.

Žmogus, kišdamasis į šimtmečių senumo ekosistemas ir pažeisdamas organizmų egzistavimo dėsnius, privedė prie to, kad visi pasaulio ekologai jau vienu balsu šaukia, kad pasaulis atėjo.Dauguma mokslininkų įsitikinę, kad stichinės nelaimės, kurios in paskutiniais laikaisėmė atsirasti dažniau, yra gamtos atsakas į neapgalvotą žmogaus kišimąsi į jos įstatymus. Laikas sustoti ir pagalvoti, kad bet kokios ekosistemos formavosi šimtmečius, gerokai prieš atsirandant žmogui, ir puikiai egzistavo be jo. Ar gali žmonija gyventi be gamtos? Atsakymas rodo pats.

Ekosistemos yra viena iš pagrindinių ekologijos sąvokų, kuri yra sistema, apimanti kelis komponentus: gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų bendriją, būdingą buveinę, visą santykių sistemą, per kurią vyksta medžiagų ir energijos mainai.

Moksle yra keletas ekosistemų klasifikacijų. Vienas iš jų visas žinomas ekosistemas skirsto į dvi dideles klases: natūralias, sukurtas gamtos, ir dirbtines, sukurtas žmogaus. Pažvelkime į kiekvieną iš šių klasių išsamiau.

natūralios ekosistemos

Kaip minėta aukščiau, natūralios, natūralios ekosistemos susiformavo veikiant gamtos jėgoms. Jiems būdingi:

• Glaudus ryšys tarp organinių ir neorganinių medžiagų
• Išbaigtas, užburtas medžiagų cirkuliacijos ratas: pradedant nuo organinės medžiagos atsiradimo ir baigiant jos irimu bei skilimu į neorganinius komponentus.
• Atsparumas ir gebėjimas savarankiškai gydytis.

Visas natūralias ekosistemas apibūdina šios savybės:

• 1. rūšių struktūra: kiekvienos rūšies gyvūnų ar augalų skaičių reguliuoja gamtinės sąlygos.
  2. Erdvinė struktūra: visi organizmai yra išdėstyti griežta horizontalia arba vertikalia hierarchija. Pavyzdžiui, miško ekosistemoje aiškiai išskiriamos pakopos, vandens ekosistemoje organizmų pasiskirstymas priklauso nuo vandens gylio.
  3. Biotinės ir abiotinės medžiagos. Ekosistemą sudarantys organizmai skirstomi į neorganinius (abiotinius: šviesa, oras, dirvožemis, vėjas, drėgmė, slėgis) ir organinius (biotinius – gyvūnai, augalai).
  4. Savo ruožtu biotinis komponentas skirstomas į gamintojus, vartotojus ir naikintojus. Gamintojai yra augalai ir bakterijos, kurios saulės šviesos ir energijos pagalba iš neorganinių medžiagų sukuria organines medžiagas. Vartotojai yra gyvūnai ir mėsėdžiai augalai, mintantys šia organine medžiaga. Naikintojai (grybai, bakterijos, kai kurie mikroorganizmai) yra maisto grandinės vainikas, nes jie gamina atvirkštinį procesą: organinės medžiagos virsta neorganinėmis medžiagomis.

Kiekvienos natūralios ekosistemos erdvinės ribos yra labai sąlyginės. Moksle įprasta šias ribas apibrėžti pagal natūralius reljefo kontūrus: pavyzdžiui, pelkė, ežeras, kalnai, upės. Tačiau bendrai visos ekosistemos, sudarančios mūsų planetos bioapvalką, laikomos atviromis, nes jos sąveikauja su aplinka ir erdve. Pačioje bendra idėja paveikslėlis atrodo taip: gyvi organizmai iš aplinkos gauna energiją, kosmines ir antžemines medžiagas, o išeinant - nuosėdinės uolienos ir dujos, kurios galiausiai patenka į kosmosą.

Visi natūralios ekosistemos komponentai yra glaudžiai tarpusavyje susiję. Šio ryšio principai formuojasi bėgant metams, kartais šimtmečiams. Tačiau būtent todėl jie tampa tokie stabilūs, nes šie ryšiai ir klimato sąlygos ir nustatyti šioje vietovėje gyvenančių gyvūnų ir augalų rūšis. Bet koks natūralios ekosistemos disbalansas gali sukelti jos išnykimą arba susilpnėjimą. Toks pažeidimas gali būti, pavyzdžiui, miško kirtimas, tam tikros rūšies gyvūnų populiacijos naikinimas. Tokiu atveju iš karto sutrinka mitybos grandinė, ekosistema ima „žlugti“.

Beje, tai gali sutrikdyti ir papildomų elementų įvedimas į ekosistemas. Pavyzdžiui, jei žmogus pasirinktoje ekosistemoje pradeda veisti gyvūnus, kurių iš pradžių nebuvo. Ryškus to patvirtinimas yra triušių auginimas Australijoje. Iš pradžių tai buvo pelninga, nes tokioje derlingoje aplinkoje ir puikiose veisimuisi klimato sąlygose triušiai pradėjo daugintis neįtikėtinu greičiu. Tačiau galiausiai viskas žlugo. Nesuskaičiuojamos minios triušių niokojo ganyklas, kuriose ganėsi avys. Avių skaičius pradėjo mažėti. Iš vienos avies žmogus gauna daug daugiau maisto nei iš 10 triušių. Šis atvejis netgi pateko į patarlę: „Triušiai valgė Australiją“. Prireikė neįtikėtinų mokslininkų pastangų ir didelių išlaidų, kol pavyko atsikratyti triušių populiacijos. Australijoje nebuvo įmanoma visiškai išnaikinti jų populiacijos, tačiau jų skaičius sumažėjo ir nebekėlė grėsmės ekosistemai.

dirbtinės ekosistemos

Dirbtinės ekosistemos – tai gyvūnų ir augalų bendrijos, gyvenančios žmogaus joms sukurtomis sąlygomis. Jie taip pat vadinami noobiogeocenozėmis arba socialinėmis ekosistemomis. Pavyzdžiai: laukas, ganykla, miestas, visuomenė, erdvėlaivis, zoologijos sodas, sodas, dirbtinis tvenkinys, rezervuaras.

daugiausia paprastas pavyzdys dirbtinė ekosistema yra akvariumas. Čia buveinę riboja akvariumo sienos, energijos, šviesos ir maistinių medžiagų antplūdį vykdo žmogus, jis taip pat reguliuoja vandens temperatūrą ir sudėtį. Iš pradžių nustatomas ir gyventojų skaičius.

Pirmas bruožas: visos dirbtinės ekosistemos yra heterotrofinės, t.y. vartoja paruoštą maistą. Paimkime, pavyzdžiui, miestą, vieną didžiausių žmogaus sukurtų ekosistemų. Didžiulį vaidmenį čia atlieka dirbtinai sukurtos energijos (dujotiekio, elektros, maisto) antplūdis. Tuo pačiu metu tokioms ekosistemoms būdingas didelis toksinių medžiagų derlius. Tai yra, tos medžiagos, kurios natūralioje ekosistemoje vėliau tarnauja organinių medžiagų gamybai, dažnai tampa nebenaudojamos dirbtinėse.

Kitas skiriamasis bruožas dirbtinės ekosistemos – atviras medžiagų apykaitos ciklas. Paimkime, pavyzdžiui, agroekosistemas – svarbiausias žmogui. Tai laukai, sodai, daržai, ganyklos, fermos ir kitos žemės ūkio paskirties žemės, kuriose asmuo sudaro sąlygas išvežti plataus vartojimo prekes. Dalis maisto grandinės tokiose ekosistemose pasiima žmogaus (pasėlio pavidalu), todėl maisto grandinė sunaikinama.

Trečias skirtumas tarp dirbtinių ekosistemų ir natūralių yra jų rūšių trūkumas.. Iš tiesų, žmogus sukuria ekosistemą tam, kad veistųsi viena (retai kelias) augalų ar gyvūnų rūšis. Pavyzdžiui, kviečių lauke naikinami visi kenkėjai ir piktžolės, auginami tik kviečiai. Tai leidžia gauti geriausią derlių. Tačiau tuo pat metu dėl žmogui „nepelningo“ organizmų naikinimo ekosistema tampa nestabili.

Natūralių ir dirbtinių ekosistemų lyginamoji charakteristika

Natūralių ekosistemų ir socialinių ekosistemų palyginimą patogiau pateikti lentelės pavidalu:

natūralios ekosistemos	dirbtinės ekosistemos
Pagrindinis komponentas yra saulės energija.	Daugiausia energijos gauna iš kuro ir virto maisto (heterotrofinis)
Sudaro derlingą dirvą	Išeikvoja dirvožemį
Visos natūralios ekosistemos sugeria anglies dioksidą ir gamina deguonį.	Dauguma dirbtinių ekosistemų sunaudoja deguonį ir gamina anglies dioksidą.
Didelė rūšių įvairovė	Ribotas organizmų rūšių skaičius
Didelis stabilumas, savireguliacijos ir savigydos gebėjimas	Silpnas tvarumas, nes tokia ekosistema priklauso nuo žmogaus veiklos
uždara medžiagų apykaita	Neuždaryta medžiagų apykaitos grandinė
Sukuria buveines laukiniams gyvūnams ir augalams	Naikina laukinių gyvūnų buveines
Sukaupia vandenį, jį naudojant protingai ir valant	Didelis vandens suvartojimas, jo tarša

pamokos tipas - sujungti

Metodai: iš dalies tiriamasis, problemos pristatymas, reprodukcinis, aiškinamasis ir iliustracinis.

Tikslas:

Mokinių suvokimas apie visų aptartų klausimų svarbą, gebėjimas kurti savo santykį su gamta ir visuomene, pagrįstą pagarba gyvybei, viskam, kas gyva, kaip unikaliai ir neįkainojamai biosferos daliai;

Užduotys:

Švietimo: parodyti organizmus gamtoje veikiančių veiksnių gausą, sąvokos „kenksmingi ir naudingi veiksniai“ reliatyvumą, gyvybės įvairovę Žemės planetoje ir galimybes pritaikyti gyvas būtybes prie visų aplinkos sąlygų.

Kuriama: ugdyti bendravimo įgūdžius, gebėjimą savarankiškai įgyti žinių ir skatinti jas pažintinė veikla; gebėjimas analizuoti informaciją, išryškinti pagrindinį dalyką tiriamoje medžiagoje.

Švietimas:

Puoselėti elgesio gamtoje kultūrą, tolerantiško žmogaus savybes, skiepyti susidomėjimą ir meilę laukinei gamtai, formuoti stabilų teigiamą požiūrį į kiekvieną gyvą organizmą Žemėje, ugdyti gebėjimą matyti grožį.

Asmeninis: pažintinis domėjimasis ekologija Supratimas, kad reikia įgyti žinių apie biotinių ryšių įvairovę natūraliose bendrijose, siekiant išsaugoti natūralias biocenozes. Gebėjimas pasirinkti tikslą ir semantines nuostatas savo veiksmuose ir poelgiuose, susijusiuose su laukine gamta. Poreikis teisingai įvertinti savo ir bendraklasių darbą

pažinimo: gebėjimas dirbti su įvairiais informacijos šaltiniais, konvertuoti ją iš vienos formos į kitą, palyginti ir analizuoti informaciją, daryti išvadas, rengti pranešimus ir pristatymus.

Reguliavimo: gebėjimas savarankiškai organizuoti užduočių vykdymą, vertinti darbo teisingumą, savo veiklos atspindį.

Komunikabilus: dalyvauti dialoge klasėje; atsakyti į mokytojo, klasės draugų klausimus, kalbėti su auditorija naudojant multimedijos įrangą ar kitas demonstravimo priemones

Planuojami rezultatai

Tema:žinoti – sąvokas „buveinė“, „ekologija“, „aplinkos veiksniai“ jų įtaka gyviems organizmams, „gyvųjų ir negyvųjų jungtys“;. Mokėti – apibrėžti „biotinių veiksnių“ sąvoką; apibūdinti biotinius veiksnius, pateikti pavyzdžių.

Asmeninis: priimti sprendimus, ieškoti ir atrinkti informaciją, analizuoti ryšius, lyginti, rasti atsakymą į probleminį klausimą

Metasubjektas: nuorodos su tokiais akademinės disciplinos kaip biologija, chemija, fizika, geografija. Planuoti veiksmus su užsibrėžtu tikslu; rasti reikiamą informaciją vadovėlyje ir informacinė literatūra; atlikti gamtos objektų analizę; daryti išvadas; suformuluoti savo nuomonę.

Organizacijos forma mokymosi veikla - individualus, grupinis

Mokymo metodai: vaizdinis ir iliustratyvus, aiškinamasis ir iliustratyvus, iš dalies tiriamasis, savarankiškas darbas su papildoma literatūra ir vadovėliu, su DER.

Priėmimai: analizė, sintezė, išvada, informacijos perkėlimas iš vieno tipo į kitą, apibendrinimas.

Naujos medžiagos mokymasis

Natūralios ir dirbtinės ekosistemos

Sąvoka „ekosistema“ taikoma įvairaus dydžio biocenozėms ir biotopams. Galima išskirti:

mikroekosistemos(pavyzdžiui, negyvo medžio kamienas);

mezoekosistemos(pavyzdžiui, miškas ar tvenkinys);

makroekosistemos(pavyzdžiui, vandenynas).

Visa tai yra natūralios ekosistemos. Natūralios, palyginti paprastos ekosistemos pavyzdžiu apsvarstykite mažo tvenkinio ekosistemą.

Tvenkinio ekosistema gali būti pavaizduotas kelių pagrindinių komponentų pavidalu.

Abiotinis komponentas.

Tai pagrindiniai organiniai ir neorganiniai junginiai – vanduo, anglies dioksidas, deguonis, kalcio druskos, azoto ir fosforo rūgščių druskos, aminorūgštys, humusinės rūgštys, taip pat oro ir vandens temperatūra bei jos svyravimai skirtingas laikas metų, vandens tankio, slėgio ir kt.

Biotinis komponentas.

Prodiuseriai.

Tvenkinyje jie pateikiami didelių augalų, dažniausiai gyvenančių tik sekliame vandenyje, pavidalu, maži plūduriuojantys augalai (dumbliai), vadinami fitoplanktonu, ir galiausiai dugno flora – fitobentosas, kurį taip pat daugiausia atstovauja dumbliai. Esant fitoplanktono gausai, vanduo įgauna žalsvą spalvą.

Vartotojai.

Šiai grupei priklauso gyvūnai (vabzdžių lervos, vėžiagyviai, žuvys). Pirminiai vartotojai (žolėdžiai gyvūnai) maitinasi tiesiogiai gyvais augalais arba augalų liekanomis. Jie skirstomi į du tipus: zooplanktoną ir zoobentosą. Antriniai vartotojai (mėsėdžiai), tokie kaip plėšrūs vabzdžiai ir plėšriosios žuvys, minta pirminiais vartotojais arba vieni kitais.

Saprotrofai.

Tvenkinyje visur yra vandens bakterijų, žvynelių ir grybų, tačiau jų ypač gausu dugne, ant vandens ir dumblo ribos, kur kaupiasi negyvi augalai ir gyvūnai.

Natūralios ekosistemos yra gana sudėtingos, todėl labai sunku jas tirti naudojant tradicinį mokslinį „patirties ir kontrolės“ metodą. Todėl aplinkos mokslininkai naudoja laboratorines dirbtines mikroekosistemas, imituojančias natūraliomis sąlygomis vykstančius procesus. Kitame puslapyje pateikiami du laboratorinių mikroekosistemų pavyzdžiai. Pabandykite paaiškinti jų veikimo mechanizmą.

Yra klaidinga nuomonė apie „balansą“ akvariume. Apytikslę pusiausvyrą akvariume galima pasiekti dujų ir maisto režimo atžvilgiu tik su sąlyga, kad jame bus mažai žuvų, daug vandens ir augalų. Dar 1857 m. J. Warrington sukūrė „šį nuostabų ir žavingą balansą tarp gyvūnų ir daržovių karalystės“ 12 galonų (54,6 l) akvariume, apgyvendindamas jame keletą auksinių žuvelių ir sraigių. Be to, jis pasodino daugybę daugiamečių vandens augalų Vallisneria, kurie yra žuvų maistas. J. Warrington teisingai įvertino ne tik žuvų ir augalų sąveiką, bet ir detritivorių sraigių svarbą „augalų liekanų ir gleivių skaidymui“, ko pasekoje „kas galėtų veikti kaip nuodingas principas, paverstas derlinga aplinka augalų augimui. Dauguma mėgėjų bandymų subalansuoti akvariumą žlunga, nes į akvariumą dedama per daug žuvų (elementarus perpildymo atvejis). Todėl akvariumininkai mėgėjai turi periodiškai dirbtinai palaikyti pusiausvyrą akvariume (papildoma mityba, aeracija, periodiškas akvariumo valymas).

Išskirtiatviras ir uždarų tipų kosminiai laivai.

Atviroje sistemoje (be regeneracijos) medžiagų ir energijos srautas eina viena kryptimi, o sistemos gyvavimas priklausys nuo vandens, maisto ir deguonies tiekimo. Panaudotos medžiagos ir atliekos laikomos erdvėlaivyje, kol grįžta į žemę arba išmetamos į kosmosą (!).

Visais atžvilgiais (išskyrus energiją) uždaroje sistemoje vyksta medžiagų cirkuliacija, kurią, kaip ir energijos srautą, galima reguliuoti naudojant išorinius mechanizmus. Šiandien beveik visi erdvėlaivių naudojama atviro tipo sistema su skirtingu regeneracijos laipsniu.

Pagrindinė sąvoka, kurią tiria ekologija. Tai mokslas, tiriantis visus gyvų organizmų ir aplinkos ryšius. Tai apima žmonių ir gyvūnų, žmonių ir augalų santykius, taip pat žmonijos elgesį su aplinka.

Kas yra ekosistema?

Šis terminas pirmą kartą buvo pradėtas svarstyti 1935 m. Ją pasiūlė A. Tensley, suskirstydamas ekologinę sistemą į keletą pagrindinių komponentų:

Medžiagų mainai tarp gyvų organizmų aplinkoje.

Visų gyvų organizmų bendrija, vadinama biocenoze.

Buveinė – biotopas.

Visi ryšiai ir ryšių tipai tarp organizmų kiekvienoje atskiroje buveinėje.

Kiekviena buveinė turi savo klimato, energijos ir biologinės savybės. Nuo jų priklauso, kokie organizmai gyvens vienoje ekosistemoje.

Žemė laikoma viena didele ekosistema, suskirstyta į porūšius - įvairios aplinkos buveinė. Svarbiausias energijos šaltinis jai yra Saulė.

Visose dirbtinėse ekosistemose vartotojai yra ten gyvenantys organizmai.

dirbtinės ekosistemos

Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra dirbtinė buveinė. Tai žmogaus sukurta ekosistema. Pagrindiniai dirbtinių ekosistemų vartotojai yra ten patalpinti gyvi organizmai.

Jei paklausiate bet kurio žmogaus apie dirbtinę ekosistemą, mintis apie namų akvariumą iškart ateina į galvą. Nors tai nėra didelė buveinė, ji priklauso žmogaus sukurtoms dirbtinėms ekosistemoms.

Jis yra gana ribotas, o visas jo vidines sąlygas reguliuoja savininkas. Jis savarankiškai pasirenka, kokias maistines medžiagas gaus akvariumo žuvys. Be to, jis reguliuoja šviesą, temperatūrą, reguliuoja pagrindinius vandens komponentus, taip pat parenka augalus, kurie augs akvariumo viduje.

Pagrindiniai dirbtinių ekosistemų tipai

XXI amžiuje visur, kur pažvelgsi, yra dirbtinė buveinė. Pavyzdžiui, akvariumas, apie kurį rašėme aukščiau.

Ekosistemų tipai:

Laukas. Tai galima priskirti įprastam kviečių laukui. Skirtumas nuo akvariumo yra tas, kad pagrindinė gyvų organizmų energija yra saulė, kurios žmogus nekontroliuoja. Tačiau žmonės patys renkasi, kokie augalai augs lauke, kuo tręš, o taip pat ir kuo valgys.

Ganyklos. Labai panašus į lauką, nes saulės energija taip pat yra svarbi gyvulių žaliava. Skirtumas nuo lauko yra tas, kad pagrindiniai gyvi organizmai yra gyvūnai, o ne augalai. Žmogus renkasi, ką valgys. Jis gali ganykloje auginti tam tikrus maistingus augalus, bet tai jau lauko ir ganyklos hibridas.

Miestas. Viena iš pagrindinių žmonijos ekosistemų. Visi gyvenvietės yra dirbtinės ekosistemos, pagrindinis vartotojas yra žmogus. Vėlgi, saulės energija yra vienintelis dalykas, kuris jai nepavaldus. Likusi dalis – jo darbas – nuo ​​maisto iki elektros.

Dirbtinių ekosistemų ypatybės

Pagrindinis skirtumas yra heterotrofija. Tai yra, visi pagrindiniai dirbtinių ekosistemų vartotojai valgo iš anksto paruoštą maistą.

Be to, visos maisto grandinės dirbtinėse ekosistemose sunaikinamos. Pavyzdžiui, sodas. Žmogus pats skina derlių, neleisdamas valgyti vabzdžių ir kitų rūšių kenkėjų. Tai veda prie maisto grandinės sunaikinimo.

Skirtumas tarp dirbtinių ir natūralių ekosistemų

Yra nemažai skirtumų. Pirmoji – natūraliose ekosistemose visas maistines medžiagas gyviems organizmams suteikia laukinė gamta.

Taip pat dirbtinėse ekosistemose pagrindiniai vartotojai yra daug mažesni nei natūraliose. Taip yra dėl to, kad žmonės laukuose sodina tik vieną, kartais ir kelių rūšių augalus. Jų ganyklose auginami tik tam tikrų rūšių gyvūnai.

Be to, ne visi gyvūnų pasaulio atstovai tinka gyventi dirbtinėje buveinėje.

Ekosistema apima visus gyvus organizmus (augalus, gyvūnus, grybus ir mikroorganizmus), kurie vienaip ar kitaip sąveikauja tarpusavyje ir su savo negyvąja aplinka (klimatas, dirvožemis, saulės šviesa, oras, atmosfera, vanduo ir kt.). .

Ekosistema neturi apibrėžto dydžio. Jis gali būti tokio dydžio kaip dykuma ar ežeras, arba mažas kaip medis ar bala. Vanduo, temperatūra, augalai, gyvūnai, oras, šviesa ir dirvožemis sąveikauja kartu.

Ekosistemos esmė

Ekosistemoje kiekvienas organizmas turi savo vietą ar vaidmenį.

Apsvarstykite mažo ežero ekosistemą. Jame galite rasti visų rūšių gyvų organizmų, nuo mikroskopinių iki gyvūnų ir augalų. Jie priklauso nuo tokių dalykų kaip vanduo, saulės šviesa, oras ir net maistinių medžiagų kiekis vandenyje. (Spustelėkite norėdami sužinoti daugiau apie penkis pagrindinius gyvų organizmų poreikius).

Ežerų ekosistemos diagrama

Kiekvieną kartą, kai į ekosistemą patenka „pašalinis“ (gyva būtybė (-ės) arba išorinis veiksnys, pvz., kylanti temperatūra), gali kilti katastrofiškų pasekmių. Taip yra todėl, kad naujas organizmas (arba veiksnys) gali iškreipti natūralią sąveikos pusiausvyrą ir sukelti galimą žalą ar sunaikinimą nevietinei ekosistemai.

Paprastai biotiniai ekosistemos nariai kartu su jų abiotiniai veiksniai priklauso vienas nuo kito. Tai reiškia, kad vieno nario ar vieno abiotinio faktoriaus nebuvimas gali paveikti visą ekologinę sistemą.

Jei trūksta šviesos ir vandens arba jei dirvoje mažai maistinių medžiagų, augalai gali žūti. Jei augalai žūva, pavojus gresia ir nuo jų priklausomiems gyvūnams. Jei gyvūnai, priklausantys nuo augalų, miršta, miršta ir kiti nuo jų priklausantys gyvūnai. Ekosistema gamtoje veikia taip pat. Visos jo dalys turi veikti kartu, kad išlaikytų pusiausvyrą!

Deja, ekosistemas gali sunaikinti stichinės nelaimės, tokios kaip gaisrai, potvyniai, uraganai ir ugnikalnių išsiveržimai. Žmogaus veikla taip pat prisideda prie daugelio ekosistemų sunaikinimo ir.

Pagrindiniai ekosistemų tipai

Ekologinės sistemos turi neapibrėžtus matmenis. Jie gali egzistuoti mažoje erdvėje, pavyzdžiui, po akmeniu, pūvančiu medžio kelmu ar mažame ežere, taip pat užimti didelius plotus (kaip ir visas atogrąžų miškas). Techniniu požiūriu mūsų planetą galima vadinti viena didžiule ekosistema.

Mažos pūvančios kelmo ekosistemos diagrama

Ekosistemų tipai priklausomai nuo mastelio:

• mikroekosistema- nedidelio masto ekosistema, tokia kaip tvenkinys, bala, medžio kelmas ir kt.
• mezoekosistema- ekosistema, pvz., miškas arba didelis ežeras.
• Biomas. Labai didelė ekosistema arba ekosistemų rinkinys su panašiais biotiniais ir abiotiniais veiksniais, pavyzdžiui, visas atogrąžų miškas su milijonais gyvūnų ir medžių ir daug skirtingų vandens telkinių.

Ekosistemų ribos nėra pažymėtos aiškiomis linijomis. Jas dažnai skiria geografinės kliūtys, tokios kaip dykumos, kalnai, vandenynai, ežerai ir upės. Kadangi ribos nėra griežtai nustatytos, ekosistemos linkusios susilieti viena su kita. Štai kodėl ežere gali būti daug mažesnių ekosistemų su savo unikaliomis savybėmis. Mokslininkai šį mišinį vadina „Ecoton“.

Ekosistemų tipai pagal atsiradimo tipą:

Be minėtų ekosistemų tipų, dar skirstomos į natūralias ir dirbtines ekologines sistemas. Natūralią ekosistemą kuria gamta (miškas, ežeras, stepė ir kt.), o dirbtinę – žmogaus (sodas, sodo sklypas, parkas, laukas ir kt.).

Ekosistemų tipai

Yra du pagrindiniai ekosistemų tipai: vandens ir sausumos. Kiekviena kita pasaulio ekosistema patenka į vieną iš šių dviejų kategorijų.

Sausumos ekosistemos

Sausumos ekosistemas galima rasti bet kurioje pasaulio vietoje ir jos skirstomos į:

miškų ekosistemos

Tai ekosistemos, kuriose gausu augmenijos arba daug organizmų, gyvenančių palyginti nedidelėje erdvėje. Taigi gyvų organizmų tankis miško ekosistemose yra gana didelis. Nedidelis šios ekosistemos pokytis gali paveikti visą jos pusiausvyrą. Be to, tokiose ekosistemose galite rasti daugybę faunos atstovų. Be to, miško ekosistemos skirstomos į:

• Visžaliai atogrąžų miškai arba atogrąžų miškai: per metus vidutiniškai iškrenta daugiau nei 2000 mm kritulių. Jiems būdinga tanki augmenija, kurioje vyrauja aukšti medžiai, išsidėstę skirtinguose aukščiuose. Šios sritys yra prieglobstis Įvairios rūšys gyvūnai.
• Tropiniai lapuočių miškai: Be didžiulės medžių rūšių įvairovės, čia aptinkami ir krūmai. Šio tipo miškai randami daugelyje pasaulio vietų ir yra jų namai didelė įvairovė floros ir faunos atstovai.
• : Jie turi nemažai medžių. Jame vyrauja visžaliai medžiai, kurie ištisus metus atnaujina savo lapiją.
• Plačialapiai miškai: Jie yra drėgnuose vidutinio klimato regionuose, kuriuose yra pakankamai kritulių. Žiemos mėnesiais medžiai meta lapus.
• : Taigą, esančią tiesiai priešais, apibūdina visžaliai spygliuočiai, šešis mėnesius minusinė temperatūra ir rūgštus dirvožemis. Šiltuoju metų laiku galite sutikti daugybę migruojančių paukščių, vabzdžių ir.

dykumos ekosistema

Dykumos ekosistemos yra dykumų regionuose ir per metus iškrenta mažiau nei 250 mm kritulių. Jie užima apie 17% visos Žemės sausumos masės. Dėl itin aukštos oro temperatūros, prastos prieigos ir intensyvios saulės šviesos bei ne tokios turtingos kaip kitose ekosistemose.

pievų ekosistema

Pievos yra tropiniuose ir vidutinio klimato pasaulio regionuose. Pievos plotą daugiausia sudaro žolės, nedidelis skaičius medžių ir krūmų. Pievose gyvena besiganantys gyvuliai, vabzdžiaėdžiai ir žolėdžiai. Yra du pagrindiniai pievų ekosistemų tipai:

• : Atogrąžų pievos, kuriose yra sausas sezonas ir kurioms būdingi pavieniui augantys medžiai. Jie maitina daugybę žolėdžių gyvūnų, taip pat yra daugelio plėšrūnų medžioklės vieta.
• Prerijos (vidutinio klimato pievos): Tai vietovė su vidutinio sunkumo žolės danga, kurioje visiškai nėra didelių krūmų ir medžių. Prerijose randama želmenų ir aukštos žolės, taip pat stebimos sausringos klimato sąlygos.
• Stepių pievos: Sausų pievų teritorijos, esančios šalia pusiau sausų dykumų. Šių pievų augmenija trumpesnė nei savanose ir prerijose. Medžiai yra reti ir dažniausiai aptinkami upių ir upelių pakrantėse.

kalnų ekosistemos

Aukštumose yra įvairių buveinių, kur galima rasti daug gyvūnų ir augalų. Aukštyje dažniausiai vyrauja atšiaurios klimato sąlygos, kuriose gali išgyventi tik Alpių augalai. Aukštai kalnuose gyvenantys gyvūnai turi storus kailinius, kad apsaugotų juos nuo šalčio. Apatinius šlaitus dažniausiai dengia spygliuočių miškai.

Vandens ekosistemos

Vandens ekosistema yra ekosistema, esanti vandens aplinka(pavyzdžiui, upės, ežerai, jūros ir vandenynai). Ji apima vandens floros, faunos ir vandens savybes ir skirstoma į du tipus: jūrines ir gėlavandenes ekologines sistemas.

jūrų ekosistemos

Tai didžiausios ekosistemos, dengiančios apie 71 % Žemės paviršiaus ir apimančios 97 % planetos vandens. Jūros vanduo yra daug ištirpusių mineralų ir druskų. Jūros ekologinė sistema skirstoma į:

• Okeaninė (palyginti sekli vandenyno dalis, esanti žemyniniame šelfe);
• Profundal zona (gili vandens plotas, neprasiskverbęs saulės šviesos);
• Bentalinis regionas (bentoso organizmų gyvenama teritorija);
• potvynių zona (vieta tarp atoslūgių ir potvynių);
• Estuarijos;
• Koraliniai rifai;
• Druskos pelkės;
• Hidroterminės angos, kuriose yra chemosintetinės medžiagos.

Jūrų ekosistemose gyvena daug rūšių organizmų, būtent: rudieji dumbliai, koralai, galvakojai, dygiaodžiai, dinoflagellatai, rykliai ir kt.

Gėlo vandens ekosistemos

Skirtingai nuo jūrų ekosistemų, gėlo vandens ekosistemos užima tik 0,8 % Žemės paviršiaus ir sudaro 0,009 % viso pasaulio vandens atsargų. Yra trys pagrindiniai gėlo vandens ekosistemų tipai:

• Sustingęs: vandenys, kuriuose nėra srovės, pavyzdžiui, baseinai, ežerai ar tvenkiniai.
• Tekantys: greitai judantys vandenys, tokie kaip upeliai ir upės.
• Pelkės: vietos, kuriose dirvožemis yra nuolat arba periodiškai užliejamas.

Gėlavandenėse ekosistemose gyvena ropliai, varliagyviai ir apie 41 % pasaulio žuvų rūšių. Greitai slenkančiame vandenyje paprastai yra didesnė ištirpusio deguonies koncentracija, todėl palaikoma daugiau biologinės įvairovės nei stovintis vanduo tvenkiniai ar ežerai.

Ekosistemos struktūra, komponentai ir veiksniai

Ekosistema apibrėžiama kaip natūralus funkcinis ekologinis vienetas, susidedantis iš gyvų organizmų (biocenozė) ir jų negyvosios aplinkos (abiotinės arba fizikinės-cheminės), kurios sąveikauja tarpusavyje ir sukuria stabilią sistemą. Tvenkinys, ežeras, dykuma, ganykla, pieva, miškas ir kt. yra įprasti ekosistemų pavyzdžiai.

Kiekviena ekosistema susideda iš abiotinių ir biotinių komponentų:

Ekosistemos struktūra

Abiotiniai komponentai

Abiotiniai komponentai yra nesusiję gyvybės ar fizinės aplinkos veiksniai, turintys įtakos gyvų organizmų struktūrai, pasiskirstymui, elgesiui ir sąveikai.

Abiotiniai komponentai daugiausia yra dviejų tipų:

• klimato veiksniaiįskaitant lietų, temperatūrą, šviesą, vėją, drėgmę ir kt.
• Edafiniai veiksniai, įskaitant dirvožemio rūgštingumą, topografiją, mineralizaciją ir kt.

Abiotinių komponentų svarba

Atmosfera aprūpina gyvus organizmus anglies dvideginis(fotosintezei) ir deguoniui (kvėpavimui). Garavimo, transpiracijos ir vykstantys procesai tarp atmosferos ir Žemės paviršiaus.

Saulės spinduliuotė šildo atmosferą ir išgarina vandenį. Šviesa taip pat būtina fotosintezei. aprūpina augalus energija augimui ir medžiagų apykaitai, taip pat ekologiškais produktais maitinti kitas gyvybės formas.

Didžiąją dalį gyvų audinių sudaro didelis procentas vandens, iki 90% ar net daugiau. Nedaug ląstelių gali išgyventi, jei vandens kiekis nukrenta žemiau 10%, o dauguma jų miršta, kai vandens kiekis yra mažesnis nei 30-50%.

Vanduo yra terpė, per kurią mineralas maisto produktai patekti į augalus. Tai taip pat būtina fotosintezei. Augalai ir gyvūnai vandenį gauna iš Žemės paviršiaus ir dirvožemio. Pagrindinis vandens šaltinis yra atmosferos krituliai.

Biotiniai komponentai

Gyvi daiktai, įskaitant augalus, gyvūnus ir mikroorganizmus (bakterijas ir grybus), esantys ekosistemoje, yra biotiniai komponentai.

Atsižvelgiant į jų vaidmenį ekologinėje sistemoje, biotinius komponentus galima suskirstyti į tris pagrindines grupes:

• Prodiuseriai iš neorganinių medžiagų, naudojant saulės energiją, gaminti organines medžiagas;
• Vartotojai valgyti paruoštą organinės medžiagos gaminami gamintojų (žolėdžių, plėšrūnų ir);
• Reduktoriai. Bakterijos ir grybai, kurie naikina negyvus gamintojų (augalų) ir vartotojų (gyvūnų) organinius junginius maistui ir patenka į aplinką paprastos medžiagos(neorganiniai ir organiniai), susidarantys kaip šalutiniai jų metabolizmo produktai.

Šios paprastos medžiagos atkuriamos dėl cikliško medžiagų mainų tarp biotinės bendruomenės ir abiotinės ekosistemos aplinkos.

Ekosistemų lygiai

Norėdami suprasti ekosistemos sluoksnius, apsvarstykite šį paveikslą:

Ekosistemos pakopos diagrama

Individualus

Individas yra bet kokia gyva būtybė ar organizmas. Individai neperi su kitų grupių individais. Gyvūnai, skirtingai nei augalai, paprastai įtraukiami į šią sąvoką, nes kai kurie floros atstovai gali kryžmintis su kitomis rūšimis.

Aukščiau pateiktoje diagramoje matote, kad auksinė žuvelė sąveikauja su aplinka ir veisiasi tik su savo rūšies atstovais.

gyventojų

Populiacija yra tam tikros rūšies individų grupė, tam tikru metu gyvenanti tam tikroje geografinėje vietovėje. (Pavyzdys yra auksinė žuvelė ir jos rūšies atstovai). Atminkite, kad populiacija apima tos pačios rūšies individus, kurie gali turėti įvairių genetinių skirtumų, pvz., kailio / akių / odos spalvos ir kūno dydžio.

bendruomenė

Bendruomenė apima visus gyvus organizmus tam tikra teritorija, šiuo metu. Jame gali būti įvairių rūšių gyvų organizmų populiacijų. Aukščiau pateiktoje diagramoje atkreipkite dėmesį, kaip tam tikroje aplinkoje sugyvena auksinė žuvelė, lašiša, krabai ir medūzos. Didelė bendruomenė paprastai apima biologinę įvairovę.

Ekosistema

Ekosistema apima gyvų organizmų bendrijas, sąveikaujančias su aplinka. Šiame lygyje gyvi organizmai priklauso nuo kitų abiotinių veiksnių, tokių kaip uolienos, vanduo, oras ir temperatūra.

Biomas

Paprastais žodžiais tariant, tai yra ekosistemų, turinčių panašias charakteristikas su abiotiniais veiksniais, pritaikytais prie aplinkos, rinkinys.

Biosfera

Kai žiūrime į skirtingus biomus, kurių kiekvienas pereina į kitą, susidaro didžiulė žmonių, gyvūnų ir augalų bendruomenė, gyvenanti tam tikrose buveinėse. yra visų Žemėje esančių ekosistemų visuma.

Maisto grandinė ir energija ekosistemoje

Visos gyvos būtybės turi valgyti, kad gautų energijos, reikalingos augti, judėti ir daugintis. Bet ką valgo šie gyvi organizmai? Augalai energiją gauna iš saulės, vieni gyvūnai valgo augalus, kiti – gyvūnus. Toks maitinimosi santykis ekosistemoje vadinamas maisto grandine. Maisto grandinės paprastai atspindi seką, kas kuo maitinasi biologinėje bendruomenėje.

Štai keletas gyvų organizmų, kurie gali tilpti į maisto grandinę:

maisto grandinės diagrama

Maisto grandinė nėra tokia pati kaip. Trofinis tinklas yra daugelio maisto grandinių derinys ir yra sudėtinga struktūra.

Energijos perdavimas

Energija perkeliama maisto grandinėmis iš vieno lygio į kitą. Dalis energijos sunaudojama augimui, dauginimuisi, judėjimui ir kitiems poreikiams, o kitam lygiui nepasiekiama.

Trumpesnės maisto grandinės sukaupia daugiau energijos nei ilgesnės. Panaudotą energiją sugeria aplinka.