Ecosistem artificial - este un ecosistem antropic, creat de om. Toate legile de bază ale naturii sunt valabile pentru ea, dar spre deosebire de ecosistemele naturale, nu poate fi considerată deschisă. Crearea și observarea unor ecosisteme artificiale mici ne permite să obținem informații extinse despre posibila stare a mediului datorită impactului uman la scară largă asupra acestuia. Pentru a produce produse agricole, oamenii creează un agroecosistem instabil, creat artificial și întreținut regulat (agrobiocenoză ) - câmpuri, pășuni, grădini de legume, livezi, vii etc.

Diferențele dintre agrocenoze și biocenoze naturale: diversitate nesemnificativă a speciilor (agrocenoza este formată dintr-un număr mic de specii cu abundență mare); scurtcircuite de putere; ciclu incomplet de substanțe (unii dintre nutrienți sunt efectuate odată cu recolta); sursa de energie nu este doar Soarele, ci și activitatea umană (recuperarea terenurilor, irigații, folosirea îngrășămintelor); selecția artificială (efectul selecției naturale este slăbit, selecția este efectuată de oameni); lipsa de autoreglare (reglementarea este efectuată de oameni), etc. Astfel, agrocenozele sunt sisteme instabile și pot exista doar cu sprijin uman. De regulă, agroecosistemele se caracterizează printr-o productivitate ridicată în comparație cu ecosistemele naturale.

Sisteme urbane (sisteme urbane) -- sisteme artificiale (ecosisteme) care iau naștere ca urmare a dezvoltării urbane și reprezintă o concentrare de populație, clădiri de locuit, obiecte industriale, gospodărești, culturale etc.

Acestea includ următoarele teritorii: zone industriale , unde sunt concentrate instalațiile industriale ale diverselor sectoare ale economiei și sunt principalele surse de poluare a mediului; zone rezidentiale (zone rezidentiale sau de dormit) cu cladiri rezidentiale, cladiri administrative, obiecte cotidiene, facilitati culturale etc.); zone de agrement , destinat recreerii oamenilor (parcuri forestiere, centre de recreere etc.); sisteme si structuri de transport , pătrunzând întregul sistem urban (drumuri și căi ferate, metrouri, benzinării, garaje, aerodromuri etc.). Existența ecosistemelor urbane este susținută de agroecosisteme și de energia combustibililor fosili și de industria nucleară.

Un ecosistem este o colecție de organisme vii care fac schimb continuu de materie, informații și energie între ele și cu mediul. Energia este definită ca fiind capacitatea de a produce muncă. Proprietățile sale sunt descrise de legile termodinamicii. Prima lege a termodinamicii, sau legea conservării energiei, afirmă că energia se poate schimba de la o formă la alta, dar nu este distrusă sau creată din nou.

A doua lege a termodinamicii spune: în timpul oricărei transformări de energie, o parte din aceasta se pierde sub formă de căldură, adică. devine indisponibilă pentru utilizare ulterioară. Măsura cantității de energie indisponibilă pentru utilizare sau, altfel, măsura schimbării în ordine care are loc în timpul degradării energiei este entropia. Cu cât este mai mare ordinea sistemului, cu atât entropia acestuia este mai mică.

Procesele spontane conduc sistemul la o stare de echilibru cu mediul, la o creștere a entropiei și la producerea de energie pozitivă. Dacă un sistem neînsuflețit, dezechilibrat cu mediul, este izolat, atunci toată mișcarea în el va înceta în curând, sistemul în ansamblu se va estompa și se va transforma într-un grup inert de materie care se află în echilibru termodinamic cu mediul, adică într-o stare cu entropie maximă.

Aceasta este starea cea mai probabilă pentru sistem și nu va putea ieși spontan din ea fără influențe externe. Deci, de exemplu, o tigaie fierbinte, după ce s-a răcit, după ce a disipat căldura, nu se va încălzi singură; energia nu s-a pierdut, a încălzit aerul, dar s-a schimbat calitatea energiei, nu mai poate lucra. Astfel, în sistemele nevii starea lor de echilibru este stabilă.

Sistemele vii au o diferență fundamentală față de sistemele nevii - ele efectuează o muncă constantă împotriva echilibrului cu mediul. În sistemele vii, o stare de neechilibru este stabilă. Viața este singurul proces natural spontan de pe Pământ în care entropia scade. Acest lucru este posibil deoarece toate sistemele vii sunt deschise schimbului de energie.

Există o cantitate imensă de energie liberă de la Soare în mediul înconjurător, iar în cadrul sistemului viu însuși există componente care au mecanisme de captare, concentrare și, ulterior, disiparea acestei energii în mediu. Disiparea energiei, adică o creștere a entropiei, este un proces caracteristic oricărui sistem, atât neînsuflețit, cât și viu, iar captarea și concentrarea independentă a energiei este capacitatea doar a unui sistem viu. În acest caz, ordinea și organizarea sunt extrase din mediu, adică se generează energie negativă - neentropie. Acest proces de formare a ordinii într-un sistem din haosul mediului se numește autoorganizare. Ea duce la o scădere a entropiei unui sistem viu și contracarează echilibrul acestuia cu mediul.

Astfel, orice sistem viu, inclusiv un ecosistem, își menține activitatea vitală datorită, în primul rând, prezenței excesului de energie liberă în mediu; în al doilea rând, capacitatea de a capta și concentra această energie și, atunci când este utilizată, de a disipa stări cu entropie scăzută în mediu.

Plantele - producători - captează energia Soarelui și o transformă în energie potențială a materiei organice. Energia primită sub formă de radiație solară este transformată în energia legăturilor chimice în timpul procesului de fotosinteză.

Energia Soarelui care ajunge pe Pământ este distribuită astfel: 33% din ea este reflectată de nori și praful atmosferei (aceasta este așa-numita albedo sau reflectivitate a Pământului), 67% este absorbită de atmosferă, suprafața Pământului și a oceanului. Din această cantitate de energie absorbită, doar aproximativ 1% este cheltuită pentru fotosinteză, iar toată energia rămasă, încălzind atmosfera, pământul și oceanul, este reradiată în spațiul cosmic sub formă de radiație termică (infraroșie). Acest 1% din energie este suficient pentru a furniza toată materia vie de pe planetă.

Procesul de acumulare a energiei în corpul fotosinteticului este asociat cu o creștere a greutății corporale. Productivitatea ecosistemului este rata la care producătorii absorb energia radiantă prin procesul de fotosinteză, producând materie organică care poate fi folosită ca hrană. Masa de substanțe create de producătorul fotosintetic este desemnată ca producție primară; aceasta este biomasa țesuturilor plantelor. Producția primară este împărțită în două niveluri - producția brută și producția netă. Producția primară brută este masa totală de materie organică brută creată de o plantă pe unitatea de timp la o anumită rată de fotosinteză, inclusiv cheltuielile pentru respirație (parte din energia care este cheltuită pentru procesele vitale; aceasta duce la o scădere a biomasei).

Acea parte din producția brută care nu este cheltuită pentru respirație se numește producție primară netă. Producția primară netă este o rezervă, o parte din care este folosită ca hrană de către organisme - heterotrofe (consumatori de prim ordin). Energia primită de heterotrofi cu alimente (așa-numita energie înaltă) corespunde costului energetic al cantității totale de alimente consumate. Cu toate acestea, eficiența absorbției alimentelor nu atinge niciodată 100% și depinde de compoziția furajului, temperatură, sezon și alți factori.

Conexiuni funcționale în ecosistem, de ex. structura sa trofică poate fi reprezentată grafic sub formă de piramide ecologice. Baza piramidei este nivelul producătorului, iar nivelurile ulterioare formează etajele și vârful piramidei. Există trei tipuri principale de piramide ecologice.

Piramida numerelor (piramida lui Elton) reflectă numărul de organisme de la fiecare nivel. Această piramidă reflectă un model - numărul de indivizi care formează o serie secvențială de legături de la producători la consumatori este în scădere constantă.

Piramida biomasei indică în mod clar cantitatea de materie vie la un anumit nivel trofic. În ecosistemele terestre, se aplică regula piramidei biomasei: masa totală a plantelor depășește masa tuturor ierbivorelor, iar masa lor depășește întreaga biomasă a prădătorilor. Pentru ocean, regula piramidei biomasei este invalidă - piramida arată cu susul în jos. Ecosistemul oceanic se caracterizează prin acumularea de biomasă la niveluri ridicate, printre prădători.

Piramida energiei (produselor) reflectă cheltuirea energiei în lanțurile trofice. Regula piramidei energetice: la fiecare nivel trofic anterior, cantitatea de biomasă creată pe unitatea de timp (sau energie) este mai mare decât la următorul.

Un ecosistem include toate organismele vii (plante, animale, ciuperci și microorganisme) care, într-o măsură sau alta, interacționează între ele și cu mediul neînsuflețit din jur (clima, sol, lumina soarelui, aer, atmosferă, apă etc.).

Un ecosistem nu are o dimensiune specifică. Poate fi la fel de mare ca un deșert sau un lac, sau la fel de mic ca un copac sau o băltoacă. Apa, temperatura, plantele, animalele, aerul, lumina și solul interacționează împreună.

Esența ecosistemului

Într-un ecosistem, fiecare organism are propriul său loc sau rol.

Luați în considerare ecosistemul unui lac mic. În ea, puteți găsi toate tipurile de organisme vii, de la microscopice la animale și plante. Acestea depind de lucruri precum apa, lumina soarelui, aerul și chiar de cantitatea de nutrienți din apă. (Faceți clic pentru a afla mai multe despre cele cinci nevoi de bază ale organismelor vii).

Diagrama ecosistemului lacului

De fiecare dată când un „străin” (o creatură (creturi) vii sau un factor extern, cum ar fi creșterea temperaturii) este introdus într-un ecosistem, pot apărea consecințe catastrofale. Acest lucru se întâmplă deoarece noul organism (sau factor) este capabil să distorsioneze echilibrul natural al interacțiunilor și să provoace potențiale daune sau distrugeri ecosistemului non-nativ.

De obicei, membrii biotici ai unui ecosistem, împreună cu factorii lor abiotici, depind unul de celălalt. Aceasta înseamnă că absența unui membru sau a unui factor abiotic poate afecta întregul sistem ecologic.

Dacă nu există suficientă lumină și apă, sau dacă solul conține puțini nutrienți, plantele pot muri. Dacă plantele mor, animalele care depind de ele sunt, de asemenea, în pericol. Dacă mor animalele care depind de plante, atunci vor muri și alte animale care depind de ele. Ecosistemul din natură funcționează în același mod. Toate părțile sale trebuie să funcționeze împreună pentru a menține echilibrul!

Din păcate, ecosistemele pot fi distruse de dezastre naturale precum incendii, inundații, uragane și erupții vulcanice. Activitatea umană contribuie, de asemenea, la distrugerea multor ecosisteme și.

Principalele tipuri de ecosisteme

Sistemele ecologice au dimensiuni nedefinite. Ele pot exista într-un spațiu mic, de exemplu sub o piatră, un ciot de copac putrezit sau într-un lac mic și, de asemenea, ocupă suprafețe mari (cum ar fi întreaga pădure tropicală). Din punct de vedere tehnic, planeta noastră poate fi numită un ecosistem uriaș.

Diagrama unui mic ecosistem al unui ciot putrezit

Tipuri de ecosisteme în funcție de scară:

• Microecosistem- un ecosistem la scară mică, cum ar fi un iaz, o băltoacă, un ciot de copac etc.
• Mezoecosistemul- un ecosistem, cum ar fi o pădure sau un lac mare.
• Biomul. Un ecosistem foarte mare sau o colecție de ecosisteme cu factori biotici și abiotici similari, cum ar fi o întreagă pădure tropicală cu milioane de animale și copaci și multe corpuri de apă diferite.

Granițele ecosistemelor nu sunt marcate de linii clare. Ele sunt adesea separate de bariere geografice, cum ar fi deșerturi, munți, oceane, lacuri și râuri. Deoarece granițele nu sunt strict definite, ecosistemele tind să fuzioneze unele cu altele. Acesta este motivul pentru care un lac poate avea multe ecosisteme mici, cu propriile caracteristici unice. Oamenii de știință numesc acest amestec „Ecotone”.

Tipuri de ecosisteme după tipul de apariție:

Pe lângă tipurile de ecosisteme de mai sus, există și o împărțire în sisteme ecologice naturale și artificiale. Un ecosistem natural este creat de natură (pădure, lac, stepă etc.), iar unul artificial este creat de om (grădină, teren personal, parc, câmp etc.).

Tipuri de ecosisteme

Există două tipuri principale de ecosisteme: acvatice și terestre. Fiecare alt ecosistem din lume se încadrează într-una dintre aceste două categorii.

Ecosisteme terestre

Ecosistemele terestre pot fi găsite oriunde în lume și sunt împărțite în:

Ecosisteme forestiere

Acestea sunt ecosisteme care au o abundență de vegetație sau un număr mare de organisme care trăiesc într-un spațiu relativ mic. Astfel, în ecosistemele forestiere densitatea organismelor vii este destul de mare. O mică schimbare în acest ecosistem poate afecta întregul său echilibru. De asemenea, în astfel de ecosisteme puteți găsi un număr mare de reprezentanți ai faunei. În plus, ecosistemele forestiere sunt împărțite în:

• Păduri tropicale veșnic verzi sau păduri tropicale tropicale:, primind o precipitatie medie de peste 2000 mm pe an. Se caracterizează printr-o vegetație densă, dominată de arbori înalți aflați la diferite înălțimi. Aceste zone sunt un refugiu pentru diverse specii de animale.
• Păduri tropicale de foioase: Alături de o mare varietate de specii de arbori, aici se găsesc și arbuști. Acest tip de pădure se găsește în destul de multe colțuri ale planetei și găzduiește o mare varietate de floră și faună.
• : Au un număr destul de mic de copaci. Aici predomină copacii veșnic verzi, reînnoindu-și frunzișul pe tot parcursul anului.
• Păduri de foioase: Sunt situate în regiunile temperate umede care primesc suficiente precipitații. În lunile de iarnă, copacii își vărsă frunzele.
• : Situată direct în fața, taiga este definită de copaci de conifere veșnic verzi, temperaturi sub zero pentru jumătate de an și soluri acide. În sezonul cald, puteți găsi un număr mare de păsări migratoare, insecte și.

ecosistem deșertic

Ecosistemele deșertice sunt situate în zonele deșertice și primesc mai puțin de 250 mm de precipitații pe an. Ele ocupă aproximativ 17% din suprafața totală a pământului. Datorită temperaturilor extrem de ridicate ale aerului, accesului slab și luminii intense a soarelui, și nu sunt la fel de bogate ca alte ecosisteme.

Ecosistem de luncă

Pajiștile sunt situate în regiuni tropicale și temperate ale lumii. Zona de luncă este formată în principal din ierburi, cu un număr mic de arbori și arbuști. Pajiștile sunt locuite de animale de pășunat, insectivore și ierbivore. Există două tipuri principale de ecosisteme de luncă:

• : Pajiști tropicale care au un sezon uscat și se caracterizează prin arbori care cresc individual. Ele furnizează hrană unui număr mare de ierbivore și sunt, de asemenea, terenuri de vânătoare pentru mulți prădători.
• Prerii (pajişti temperate): Aceasta este o zonă cu acoperire moderată de iarbă, complet lipsită de arbuști și copaci mari. Preeriile conțin plante medicinale și ierburi înalte și se confruntă cu condiții climatice aride.
• Pajiști de stepă: Zone de pajiști uscate care sunt situate în apropierea deșerților semiaride. Vegetația acestor pajiști este mai scurtă decât cea a savanelor și a praiilor. Copacii sunt rari și se găsesc de obicei pe malurile râurilor și pâraielor.

Ecosisteme montane

Terenul muntos oferă o gamă diversă de habitate unde pot fi găsite un număr mare de animale și plante. La altitudine predomină de obicei condiții climatice dure în care doar plantele alpine pot supraviețui. Animalele care trăiesc sus în munți au haine groase pentru a le proteja de frig. Pantele inferioare sunt de obicei acoperite cu păduri de conifere.

Ecosisteme acvatice

Ecosistem acvatic - un ecosistem situat într-un mediu acvatic (de exemplu, râuri, lacuri, mări și oceane). Acesta include flora acvatică, fauna și proprietățile apei și este împărțit în două tipuri: sisteme ecologice marine și de apă dulce.

Ecosisteme marine

Sunt cele mai mari ecosisteme, acoperă aproximativ 71% din suprafața Pământului și conținând 97% din apa planetei. Apa de mare conține cantități mari de minerale și săruri dizolvate. Sistemul ecologic marin este împărțit în:

• Oceanic (o parte relativ puțin adâncă a oceanului care se află pe platforma continentală);
• Zona profundă (zonă de adâncime nepătrunsă de lumina soarelui);
• Regiunea Benthal (zonă locuită de organisme de fund);
• Zona intertidală (locul dintre mareele joase și înalte);
• estuare;
• Recif de corali;
• Mlaștinile sărate;
• Gurile hidrotermale în care chemosintetizatoarele formează alimentarea cu alimente.

În ecosistemele marine trăiesc multe specii de organisme și anume: alge brune, corali, cefalopode, echinoderme, dinoflagelate, rechini etc.

Ecosisteme de apă dulce

Spre deosebire de ecosistemele marine, ecosistemele de apă dulce acoperă doar 0,8% din suprafața Pământului și conțin 0,009% din rezervele totale de apă ale lumii. Există trei tipuri principale de ecosisteme de apă dulce:

• Apă plată: apă unde nu există curent, cum ar fi piscine, lacuri sau iazuri.
• Curgător: ape cu mișcare rapidă, cum ar fi pâraiele și râurile.
• Zone umede: Locuri unde solul este inundat constant sau periodic.

Ecosistemele de apă dulce găzduiesc reptile, amfibieni și aproximativ 41% din speciile de pești din lume. Apele cu mișcare rapidă conțin de obicei concentrații mai mari de oxigen dizolvat, susținând astfel o biodiversitate mai mare decât apele stagnante ale iazurilor sau lacurilor.

Structura ecosistemului, componente și factori

Un ecosistem este definit ca o unitate ecologică funcțională naturală formată din organisme vii (biocenoză) și mediul lor neînsuflețit (abiotic sau fizico-chimic), care interacționează între ele și creează un sistem stabil. Iaz, lac, deșert, pășuni, pajiști, păduri etc. sunt exemple comune de ecosisteme.

Fiecare ecosistem este format din componente abiotice și biotice:

Structura ecosistemului

Componente abiotice

Componentele abiotice sunt factori nelegați ai vieții sau ai mediului fizic care influențează structura, distribuția, comportamentul și interacțiunile organismelor vii.

Componentele abiotice sunt reprezentate în principal de două tipuri:

• Factorii climatici, care includ ploaia, temperatura, lumina, vântul, umiditatea etc.
• Factori edafici, inclusiv aciditatea solului, topografia, mineralizarea etc.

Importanța componentelor abiotice

Atmosfera oferă organismelor vii dioxid de carbon (pentru fotosinteză) și oxigen (pentru respirație). Procesele de evaporare și transpirație au loc între atmosferă și suprafața Pământului.

Radiația solară încălzește atmosfera și evaporă apa. Lumina este, de asemenea, necesară pentru fotosinteză. oferă plantelor energie pentru creștere și metabolism, precum și produse organice pentru hrănirea altor forme de viață.

Majoritatea țesuturilor vii constă dintr-un procent mare de apă, până la 90% sau mai mult. Puține celule sunt capabile să supraviețuiască dacă conținutul de apă scade sub 10%, iar majoritatea mor atunci când conținutul de apă este mai mic de 30-50%.

Apa este mediul prin care produsele alimentare minerale pătrund în plante. Este necesar și pentru fotosinteză. Plantele și animalele primesc apă de la suprafața Pământului și a solului. Principala sursă de apă sunt precipitațiile.

Componente biotice

Ființele vii, inclusiv plantele, animalele și microorganismele (bacterii și ciuperci), prezente într-un ecosistem sunt componente biotice.

Pe baza rolului lor în sistemul ecologic, componentele biotice pot fi împărțite în trei grupe principale:

• Producătorii produce substanțe organice din cele anorganice folosind energia solară;
• Consumatori se hrănesc cu substanțe organice gata preparate produse de producători (erbivore, prădători etc.);
• Descompunetoare. Bacteriile și ciupercile care distrug compușii organici morți ai producătorilor (plante) și consumatorilor (animale) pentru nutriție și eliberează în mediu substanțe simple (anorganice și organice) formate ca produse secundare ale metabolismului lor.

Aceste substanțe simple sunt produse în mod repetat prin metabolismul ciclic între comunitatea biotică și mediul abiotic al ecosistemului.

Nivelurile ecosistemelor

Pentru a înțelege nivelurile unui ecosistem, luați în considerare următoarea figură:

Diagrama la nivel de ecosistem

Individual

Un individ este orice creatură vie sau organism. Indivizii nu se reproduc cu indivizi din alte grupuri. Animalele, spre deosebire de plante, sunt de obicei clasificate sub acest concept, deoarece unii membri ai florei se pot încrucișa cu alte specii.

În diagrama de mai sus, puteți vedea că peștele auriu interacționează cu mediul său și se va reproduce exclusiv cu membrii propriei specii.

Populația

Populația este un grup de indivizi dintr-o anumită specie care trăiesc într-o anumită zonă geografică la un moment dat. (Un exemplu ar fi peștele auriu și speciile sale). Vă rugăm să rețineți că o populație include indivizi din aceeași specie, care pot avea diferite diferențe genetice, cum ar fi culoarea hainei/ochilor/pieii și dimensiunea corpului.

Comunitate

O comunitate include toate organismele vii dintr-o anumită zonă la un moment dat. Poate conține populații de organisme vii de diferite specii. În diagrama de mai sus, observați cum peștii aurii, salmonidele, crabii și meduzele coexistă într-un anumit mediu. O comunitate mare include de obicei biodiversitatea.

Ecosistem

Un ecosistem include comunități de organisme vii care interacționează cu mediul lor. La acest nivel, organismele vii depind de alți factori abiotici precum rocile, apa, aerul și temperatura.

Biomul

Cu cuvinte simple, este o colecție de ecosisteme care au caracteristici similare cu factorii lor abiotici adaptați mediului.

Biosferă

Când luăm în considerare diferiți biomi, fiecare ducând în altul, se formează o comunitate imensă de oameni, animale și plante, care trăiesc în anumite habitate. este totalitatea tuturor ecosistemelor prezente pe Pământ.

Lanțul alimentar și energia în ecosistem

Toate ființele vii trebuie să mănânce pentru a obține energia necesară pentru a crește, a se mișca și a se reproduce. Dar ce mănâncă aceste organisme vii? Plantele își iau energia de la Soare, unele animale mănâncă plante, iar altele mănâncă animale. Această relație de hrănire într-un ecosistem se numește lanț alimentar. Lanțurile trofice reprezintă de obicei secvența cine mănâncă pe cine într-o comunitate biologică.

Mai jos sunt câteva organisme vii care se pot încadra în lanțul trofic:

Diagrama lanțului trofic

Un lanț alimentar nu este același lucru cu . Rețeaua trofică este o colecție de mai multe lanțuri trofice și este o structură complexă.

Transfer de energie

Energia este transferată prin lanțurile trofice de la un nivel la altul. O parte din energie este folosită pentru creștere, reproducere, mișcare și alte nevoi și nu este disponibilă pentru nivelul următor.

Lanțurile trofice mai scurte stochează mai multă energie decât cele mai lungi. Energia cheltuită este absorbită de mediu.

Exemple de ecosisteme naturale: păduri de foioase, tundră, iazuri etc. În fiecare dintre aceste ecosisteme se găsesc toate cele trei grupe de organisme necesare unui ecosistem viabil: producătorii, plantele verzi, macroconsumatorii - ierbivore și prădători, microconsumatorii - descompunetorii - sunt ciuperci. și bacterii care se hrănesc cu resturi vegetale și animale moarte.

Exemple de ecosisteme artificiale: acvariu, stații de epurare biologică. Ecosistemele artificiale sunt heterotrofe, adică consumă alimente gata preparate. Un exemplu de ecosistem artificial heterotrof este un oraș (vezi Fig. 1.4 din ANEXA 2).

Orașul, ca ecosistem, se distinge prin faptul că mediul de intrare și mediul de ieșire joacă un rol foarte important pentru el. Orașul diferă de ecosistemele naturale:

1) un aflux mare de energie concentrată din exterior (combustibil, fosile, electricitate),

2) o nevoie mai mare de aprovizionare cu substanțe din exterior,

3) un flux de deșeuri mai puternic și mai toxic, dintre care multe sunt sintetice, adică mai toxice decât materia primă.

Biosfera este cel mai mare ecosistem

Cel mai mare ecosistem este biosferă a planetei noastre. Biosferă - zona de existență a materiei vii (V.I. Vernadsky) este cel mai mare ecosistem de pe Pământ. Biosfera include atât materie vie, cât și materie nevie („inertă” conform lui Vernadsky). Biosfera a apărut 3,4 - 4,5 miliard cu ani în urmă. Este rezultatul interacțiunii materiei vii cu materie nevii (biota cu abiotic).

Structura biosfera: litosfera - partea superioară a suprafeței solide a scoarței terestre; hidrosfera -învelișul de apă al Pământului (mări, oceane, râuri, lacuri): troposfera - straturile inferioare ale atmosferei terestre.

Limita superioară a biosferei este situată la o altitudine de ~ 20-25 km, acolo unde stratul de ozon este cel mai dens, protejând materia vie și viața de radiațiile UV. Limita inferioară a biosferei este de aproximativ 2-3 km adâncime pe uscat și 1-2 km sub fundul oceanului. Pe parcursul existenței sale, biosfera a parcurs o cale complexă de dezvoltare - evoluție. Etapa principală a fost apariția vieții pe Pământ. Există diverse ipoteze care explică apariția vieții. De exemplu:

1. Viața a apărut pe Pământ ca urmare a unei combinații aleatorii de substanțe și condiții adecvate (metan, hidrogen + temperatura, radiații UV).

2. Ipoteza originii extraterestre a vieții – așa-zisa. teoria panspermiei, conform căreia viața a fost adusă pe Pământ din spațiu etc.

În urmă cu aproximativ 1,5 milioane de ani, omul a apărut pe Pământ, a cărui origine este contestată și de diverse teorii, precum:

Omul s-a format ca urmare a evoluției;

Omul a venit din Spațiu etc.

Odată cu apariția societății umane, a apărut o forță naturală puternică care schimbă în mod conștient, intenționat, natural și ireversibil întreaga natură, întreaga biosferă. În ce direcție? V.I. Vernadsky, multe dintre ale cărui lucrări sunt dedicate viitorului planetei noastre, a văzut-o astfel: „Stapa naturală și inevitabilă de dezvoltare a biosferei este etapa reglementarea rezonabilă a relației dintre om și natură.În această perioadă de evoluție a biosferei, dezvoltarea acesteia va urma calea noogeneza. Sarcina principală a acestei perioade este de a corecta încălcările și daunele pe care umanitatea le-a provocat naturii și de a preveni încălcări similare în viitor.

Un ecosistem ca ansamblu de organisme vii care coexistă într-un anumit habitat, interacționând între ele prin schimbul de substanțe și energie, nu ar putea satisface pe deplin nevoile umane. Căci nu toate organismele, în opinia sa, sunt utile. O persoană nu vrea să facă parte din sistem, vrea să-l controleze, să devină la egalitate cu legile naturii, să primească mai multă energie și hrană decât ar trebui. Astfel, alături de cel natural, și adesea în locul lui, a apărut un ecosistem artificial sau creat de om. Sarcina sa principală a fost schimbarea compoziției speciilor în favoarea plantelor și animalelor care îndeplinesc cel mai bine cerințele umane. De-a lungul timpului, a început să schimbe condițiile mediului său, adăugându-i acele elemente care să favorizeze creșterea și dezvoltarea organismelor vii care îl interesau și, în consecință, să le asuprească pe cele care nu erau.

Astfel, un ecosistem artificial, numit agrobiocenoză, se caracterizează prin creșterea productivității pentru lumea vegetală și a productivității pentru lumea animală, acele soiuri și specii care au fost stabilite anterior de om ca fiind prioritare, cultivate sau cultivate. Odată cu apariția capacităților tehnice de a influența sau controla factorii abiotici, adică mediul, sistemul a primit un concept mai larg - agrobiogeocenoza.

Fiind supuse unei astfel de influențe active, ecosistemele naturale au suferit modificări semnificative și s-au transformat în unele artificiale.

Acum nu au o varietate atât de mare de specii, adesea numărul de specii este redus la minimum una sau două. Ca urmare, a încetat să se autoregleze, să se autovindece și să fie sustenabil. Pentru a exista, este nevoie de intervenția umană constantă.

Plantele și animalele care au condiții ideale sau optime de creștere și creștere cantitativă nu se pot hrăni singure și supraviețui în lupta cu alte specii. În prezent, aproximativ 10% din pământul Pământului este ocupat de sisteme agricole, pe care se cultivă anual până la 2,5 miliarde de tone de produse agricole sau 90% din energie. În același timp, speciile și soiurile concurente sunt suprimate sau distruse pentru a oferi condiții confortabile pentru cele cultivate artificial. Lanțul alimentar sau trofic este întrerupt, iar acest lucru atrage deja dispariția plantelor și animalelor care nu sunt concurente pentru cele cultivate. Ecosistemul încetează să mai fie un sistem ca atare și la prima greșeală sau o atenție insuficientă a unei persoane, moare. Există o mulțime de exemple în acest sens.

Pentru a crea și întreține agrocenoze, oamenii aplică un anumit set de măsuri și activități. Acestea sunt: ​​soiurile și speciile de reproducție cu caracteristici prestabilite, utilizarea unor sisteme și produse alimentare special dezvoltate, cultivarea solului, refacerea sau irigarea acestuia, aplicarea de îngrășăminte și supresoare.

Exemple și istorie

De exemplu, un ecosistem artificial - o grădină de legume, o grădină sau un teren personal; fermă de animale; un câmp rezervat pentru cultivarea unui anumit tip de cultură; lac - pentru piscicultură industrială și un rezervor artificial pentru păstrarea peștilor exotici, moluștelor, crustaceelor, plantelor și animalelor. Ultimul este un mare oceanar sau un acvariu obișnuit de acasă - un mic ecosistem artificial.

Modelarea ecosistemelor într-un rezervor artificial închis este subiectul științei acvariului. Are scopuri și direcții diferite - studiu științific, cultivarea culturilor și reproducerea organismelor vii în scopuri comerciale, decorative și altele.

Oamenii au fost implicați în astfel de activități din timpuri imemoriale. Primele bazine cu pești colorați special crescuți au fost în Egipt și China. Primele prototipuri ale acvariilor moderne au apărut în 1843. Autoarea lor a fost Jeanne Villepre-Power. Primul acvariu, care conținea simultan pești și plante subacvatice, a apărut în 1841.

Activitatea principală a tuturor tipurilor de hobby de acvariu este selecția și reproducerea de noi specii și soiuri de floră și faună subacvatică. Deși păstrarea și studierea lor este, de asemenea, de mare importanță, mai ales în direcția sa științifică. Desigur, există și o industrie comercială de acvariu, al cărei scop principal este acela de a obține profit. Dar contribuie și la obiectivele de conservare, studiu și selecție, deși partea sa ilegală - braconajul - este, fără îndoială, negativă.

Tipuri și caracteristici principale

Ecosistemul unui acvariu sau al unui recipient transparent umplut cu apă și destinat să conțină organisme vii se formează pe baza mai multor condiții, precum volumul vasului și caracteristicile apei.

După volum, acvariile sunt împărțite în: acasă - până la 1 metru cub. m de apă și public, care poate fi mai mare de 3000 de metri cubi. m. Acesta din urmă include capacitatea în parcul de distracții chinez din Zhuhai. Volumul său este de 22,7 mii de metri cubi. m. Nu există cerințe specifice pentru dimensiunea containerului. Atunci când se determină dimensiunea necesară, acestea pornesc de la natura habitatului organismelor vii planificate pentru a fi plasate în acvariu. Există o singură caracteristică - cu cât volumul acvariului este mai mare, cu atât ecosistemul creat în el este mai aproape de cel natural, ceea ce înseamnă că este mai stabil, se poate auto-regla și autocurăța.

Al doilea criteriu este caracteristicile apei. Datorită faptului că ecosistemul unui acvariu poate consta din orice specie de floră și faună acvatică, acestea diferă în locul reședinței în apă dulce și marina. Acestea pot fi: pești, plante, moluște, crustacee, reptile, amfibieni, corali și așa mai departe.

Pe baza compoziției apei se creează ecosisteme: de apă dulce, salmastre și marine. Primul tip este împărțit într-o pseudomare, care nu conține plante și pești, are apă dură și este umplută cu pietre și ciclide, datorită cărora seamănă cu recifele de corali de mare; și olandeză, locuită de plante. Al doilea, salmastru, este împărțit în marină și mangrove. Cel mai greu de întreținut este un acvariu marin. Apa trebuie să fie proaspătă și să conțină multă sare de mare. Curenții artificiali trebuie creați în container. Această specie este împărțită în pești și recif.

Containerele pentru acvariu trebuie să îndeplinească o serie de cerințe. Ele trebuie să fie durabile și transparente. Prin design, acestea pot fi fără rame, încadrate sau fără sudură.

Pentru a controla factorii abiotici, deși cu condiția ca aceștia să fie creați artificial - prin voința omului, aceștia pot fi mai degrabă numiți antropici, se folosesc ecosistemul și pentru a asigura buna funcționare a acestuia: aeratoare, filtre, termometre și altele asemenea.

Volumul rezervorului, echipamentul tehnic, compoziția apei și alte echipamente ale acvariului depind de scopul acestuia. Poate fi decorativ și deosebit.

floră și faună

Fauna și flora care formează un mic ecosistem artificial într-un acvariu sunt compilate în funcție de prioritățile și dorințele unei persoane și de sarcinile care îi sunt atribuite.

Peștii sunt cei mai obișnuiți locuitori ai acvariilor de toate tipurile, tipurile și direcțiile. Diversitatea lor varietală ajunge la câteva mii de specii. Cele mai cunoscute și populare sunt: ​​characins, crap, platies, labirinths și somn. Dintre reptilele din acvarii, țestoasele acvatice sunt păstrate. Amfibienii includ axoloții, broaștele cu gheare și tritonii. Moluștele sunt, desigur, melci, dar pot conține și orz perlat. Odată cu dezvoltarea tehnologiei și după moda, crustaceele pot fi găsite acum din ce în ce mai mult în acvarii. Cum ar fi: raci roșu din Florida și albastru australian, precum și creveți Amano și cireșe.

Indiferent de dimensiune, un oceanariu imens sau un acvariu de interior este un mic ecosistem artificial, o agrocenoză, în care există un număr limitat de specii de plante și animale, care nu îi oferă posibilitatea de a exista în mod independent, de a se reînnoi, de a se reglementa. și, prin urmare, este foarte vulnerabilă și susceptibilă la moarte. Aceeași regulă se aplică oricărui sistem creat artificial. Moartea sa este în întregime asupra conștiinței celui care a creat-o.

Video - Ecosistem de acvariu

Ţintă: caracterizează trăsăturile compoziției și procesele aflate în desfășurare într-un ecosistem artificial.

Probleme de control primite:

1. Ce este piramida ecologică și care sunt direcțiile selecției naturale în fiecare etapă?

2. Care este semnificația diversității sale de specii pentru durabilitatea unei biogeocenoze?

3. Ce indicatori ai acțiunii factorilor abiotici pot inhiba activitatea vitală a plantelor sau animalelor?

Informații generale: Ecosistem, sau sistem ecologic(din greaca veche οἶκος - locuință, reședință și σύστημα - sistem) - un sistem biologic format dintr-o comunitate de organisme vii (biocenoză), habitatul acestora (biotop), un sistem de conexiuni care schimbă materie și energie între ele. Unul dintre conceptele de bază ale ecologiei. Un exemplu de ecosistem este un iaz cu plante, pești, animale nevertebrate și microorganisme care trăiesc în el și care alcătuiesc componenta vie a sistemului, o biocenoză. Un iaz ca ecosistem se caracterizează prin sedimente de fund cu o anumită compoziție, compoziție chimică (compoziția ionică, concentrația gazelor dizolvate) și parametri fizici (transparența apei, tendința schimbărilor anuale de temperatură), precum și anumiți indicatori ai productivității biologice, trofice. starea rezervorului și condițiile specifice ale acestui rezervor. Un alt exemplu de sistem ecologic este o pădure de foioase din centrul Rusiei, cu o anumită compoziție a podelei pădurii, sol caracteristic acestui tip de pădure și o comunitate stabilă de plante și, ca urmare, cu indicatori de microclimat strict definiți (temperatură, umiditate). , iluminare) și condițiile de mediu corespunzătoare.complex de organisme animale. Un aspect important care ne permite să stabilim tipurile și limitele ecosistemelor este structura trofică a comunității și raportul dintre producătorii de biomasă, consumatorii săi și organismele distrugătoare de biomasă, precum și indicatorii productivității și metabolismului materiei și energiei.

Ecosisteme artificiale- acestea sunt ecosisteme create de om, de exemplu, agrocenoze, sisteme economice naturale sau Biosfera.

Ecosistemele artificiale au același set de componente ca și cele naturale: producători, consumatori și descompunetori, dar există diferențe semnificative în redistribuirea fluxurilor de materie și energie. În special, ecosistemele create de om se deosebesc de cele naturale prin următoarele: un număr mai mic de specii și o predominanță a organismelor din una sau mai multe specii (uniformitate scăzută a speciilor); stabilitate scăzută și dependență puternică de energia introdusă în sistem de către oameni; lanțuri trofice scurte datorită numărului mic de specii;

un ciclu deschis de substanțe din cauza eliminării culturilor (produselor comunitare) de către oameni, în timp ce procesele naturale, dimpotrivă, tind să includă în ciclu cât mai mult posibil din cultură. Fără menținerea fluxurilor de energie de către oameni în sisteme artificiale, procesele naturale sunt restaurate cu o viteză sau alta și se formează structura naturală a componentelor ecosistemului și fluxurile de materiale și energie între ele.

Echipament: carduri care înfățișează ecosisteme artificiale.

Comandă de lucru:

Luați în considerare obiectul care vi se oferă și identificați cele mai evidente interacțiuni din ecosistem, notați factorii de mediu cărora le corespund.

Răspunde la întrebările:

1. Care este semnificația pentru organismele altor organisme vii care trăiesc în apropiere?

2. Numiți animalele care locuiesc în ecosistem. Cum sunt ele legate de lumea vegetală a ecosistemului? Este posibil ca ele să existe fără plante?

3. Ce schimbări pot apărea în ecosistem dacă, din anumite motive, algele și plantele superioare mor?

4. Ce organisme formează baza multor lanțuri trofice din acest ecosistem?

5. Cum se manifestă regula piramidei ecologice în acest ecosistem?

6. Ce alte tipuri de relații, în afară de cele alimentare, există în ecosisteme?

7. Cum poate o specie să susțină răspândirea alteia sau a altor specii?