Усі живі організми живуть Землі не ізольовано друг від друга, а утворюючи спільноти. У них все взаємопов'язане між собою, як живі організми, так і така освіта в природі носить назву екосистеми, яка живе за своїми певними законами і має конкретні ознаки та якості, з якими ми спробуємо познайомитися.

Поняття екосистеми

Є така наука, як екологія, яка займається вивченням. Але ці відносини можуть здійснюватися лише в рамках певної екосистеми і відбуватися не спонтанно та хаотично, а згідно з деякими законами.

Види екосистем бувають різні, але всі вони являють собою сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою довкіллямшляхом обміну речовинами, енергією та інформацією. Саме тому екосистема залишається стабільною та стійкою протягом тривалого періоду часу.

Класифікація екосистем

Незважаючи на велику різноманітність екосистем, всі вони є відкритими, без цього їхнє існування було б неможливим. Види екосистем різні, і класифікація може бути різною. Якщо мати на увазі походження, то екосистеми бувають:

1. Природні чи природні. Вони все взаємодія здійснюється без прямої участі людини. Вони у свою чергу поділяються на:

• Екосистеми, що у повній залежності від сонячної енергії.
• Системи, які одержують енергію як від сонця, так і від інших джерел.

2. Штучні екосистеми. Створені руками людини, і існувати можуть лише за її участі. Вони також поділяються на:

• Агроекосистеми, тобто ті, які пов'язані з господарською діяльністюлюдини.
• Техноекосистеми з'являються у зв'язку з промисловою діяльністю людей.
• Міські екосистеми.

Інша класифікація виділяє такі види природних екосистем:

1. Наземні:

• Тропічні ліси.
• Пустеля з трав'янистою та чагарниковою рослинністю.
• Саванна.
• Степи.
• Листопадний ліс.
• Тундрі.

2. Прісноводні екосистеми:

• Стоячі водоймища
• Поточні води (річки, струмки).
• Болота.

3. Морські екосистеми:

• Океан.
• Континентальний шельф.
• Райони з рибальством.
• Устя рік, бухти.
• Глибоководні рифтові зони.

Незалежно від класифікації можна побачити різноманітність видів екосистеми, що характеризується своїм набором життєвих форм та чисельним складом.

Відмітні ознаки екосистеми

Поняття екосистема можна віднести як до природних утворень, так і до штучно створеної людини. Якщо говорити про природні, то для них характерні такі ознаки:

• У будь-якій екосистемі обов'язкові елементи - це живі організми та абіотичні фактори середовища.
• У будь-якій екосистемі існує замкнутий цикл від виробництва органічних речовин до розкладання на неорганічні компоненти.
• Взаємодія видів в екосистемах забезпечує стійкість та саморегуляцію.

Весь навколишній світпредставлений різними екосистемами, основу яких лежить живе речовина з певною структурою.

Біотична структура екосистеми

Навіть якщо екосистеми відрізняються між собою видовою різноманітністю, великою кількістю живих організмів, їх життєвими формами, але біотична структура в будь-якій з них однаково однакова.

Будь-які види екосистем включають одні й ті ж компоненти, без їх наявності функціонування системи просто неможливо.

1. Продуценти.
2. Консументи другого порядку.
3. Редуценти.

До першої групи організмів належать усі рослини, які здатні до процесу фотосинтезу. Вони продукують органічні речовини. До цієї групи належать і хемотрофи, які утворюють органічні сполуки. Але для цього використовують не сонячну енергію, а енергію хімічних сполук.

До консументів відносяться всі організми, яким для побудови свого тіла необхідне надходження органічних речовин ззовні. Сюди можна віднести всіх рослиноїдних організмів, хижаків та всеїдних тварин.

Редуценти, до яких можна віднести бактерії, гриби, перетворюють залишки рослин та тварин на неорганічні сполуки, придатні для використання живими організмами.

Функціонування екосистем

Найбільша біологічна система - це біосфера, вона, своєю чергою складається з окремих компонентів. Можна скласти такий ланцюжок: вид-населення - екосистема. Найменша одиниця, що входить до екосистем, - це вид. У кожному біогеоценозі їх кількість може варіювати від кількох десятків до сотень і тисяч.

Незалежно від числа особин та окремих видіву будь-якій екосистемі відбувається постійний обмін речовиною, енергією як між собою, а й із довкіллям.

Якщо говорити про обмін енергією, то цілком можна застосувати закони фізики. Перший закон термодинаміки свідчить, що енергія не зникає безвісти. Вона тільки перетворюється з одного виду на інший. Згідно з другим законом, у замкнутій системі енергія може лише збільшуватись.

Якщо фізичні закони застосувати до екосистем, можна дійти невтішного висновку, що підтримують свою життєдіяльність вони завдяки наявності сонячної енергії, яку організми здатні як вловлювати, а й перетворювати, використовувати, та був віддавати у довкілля.

Енергія передається від одного трофічного рівня іншому, під час передачі відбувається перетворення одного виду енергії на інший. Частина її, звичайно ж, губиться у вигляді тепла.

Хоч би які існували види природних екосистем, але такі закони діють абсолютно в кожній.

Структура екосистеми

Якщо розглянути будь-яку екосистему, то в ній обов'язково можна бачити, що різні категорії, наприклад, продуценти, консументи та редуценти, завжди представлені цілим набором видів. Природою передбачено, якщо раптом щось трапиться з одним із видів, то від цього екосистема не загине, його завжди з успіхом може замінити на інший. Цим пояснюється стійкість природних екосистем.

Велика різноманітність видів в екосистемі, різноманітність забезпечують стійкість усіх процесів, що здійснюються усередині спільноти.

Крім цього, у будь-якій системі діють свої закони, яким підпорядковуються усі живі організми. Виходячи з цього, можна виділити кілька структур усередині біогеоценозу:

Будь-яка структура в обов'язковому порядкуприсутня у будь-якій екосистемі, але вона може суттєво відрізнятися. Наприклад, якщо порівняти біогеоценоз пустелі та тропічного лісу, різниця видно неозброєним оком.

Штучні екосистеми

Такі системи створюються руками людини. Незважаючи на те що в них, як і в природних, в обов'язковому порядку присутні всі компоненти біотичної структури, є істотні відмінності. Серед них можна назвати такі:

1. Агроценози відрізняються бідним видовим складом. Там виростають ті рослини, які вирощує людина. Але природа бере своє, і завжди, наприклад, на полі пшениці можна бачити волошки, ромашки, різні членистоногі поселяються. У деяких системах навіть птахи встигають звити на землі гніздо та вивести пташенят.
2. Якщо людина нічого очікувати доглядати даної екосистемою, то культурні рослини не витримають конкуренції зі своїми дикими родичами.
3. Агроценози існують за рахунок додаткової енергії, яку привносить людина, наприклад, вносячи добрива.
4. Оскільки біомаса, що виросла, рослин вилучається разом з урожаєм, то грунт збіднюється поживними речовинами. Тому для подальшого існування знову потрібне втручання людини, якій доведеться вносити добрива, щоб виростити наступний урожай.

Можна дійти невтішного висновку, що штучні екосистеми не належать до стійким і саморегулюючим системам. Якщо людина перестане їх доглядати, вони не виживуть. Поступово дикорослі види витіснять культурні рослини, і агроценоз буде зруйновано.

Наприклад, штучна екосистема із трьох видів організмів легко може бути створена в домашніх умовах. Якщо поставити акваріум, налити в нього води, помістити кілька гілочок елодеї та поселити дві рибки, ось вам штучна система готова. Навіть така проста не зможе існувати без втручання людини.

Значення екосистем у природі

Якщо говорити глобально, всі живі організми розподілені по екосистемам, тому їх важливість складно недооцінити.

1. Усі екосистеми пов'язані між собою кругообігом речовин, які можуть мігрувати з однієї системи до іншої.
2. Завдяки наявності екосистем у природі зберігається біологічна різноманітність.
3. Усі ресурси, які ми черпаємо із природи, дають нам саме екосистеми: чисту воду, повітря,

Будь-яку екосистему дуже легко зруйнувати, тим більше з огляду на можливості людини.

Екосистеми та людина

З моменту появи людини її вплив на природу збільшувався з кожним роком. Розвиваючись, людина уявила себе царем природи, стала не замислюючись знищувати рослин і тварин, руйнувати природні екосистеми, цим стала рубати сук, у якому сидить сам.

Втручаючись у вікові екосистеми і порушуючи закони існування організмів, людина привела до того, що вже всі екологи світу кричать в один голос, що настав світовий. Більшість учених впевнені, що природні катаклізми Останнім часомстали відбуватися все частіше, є відповіддю природи на бездумне втручання людини у її закони. Настав час зупинитися і задуматися, що будь-які види екосистем формувалися століттями, задовго до появи людини, і чудово існували без неї. А ось людство зможе прожити без природи? Відповідь напрошується сама собою.

Екосистеми - це одне з ключових понять екології, яке являє собою систему, що включає кілька компонентів: співтовариство тварин, рослин і мікроорганізмів, характерне середовище проживання, цілу систему взаємозв'язків, завдяки яким здійснюється взаємообмін речовинами і енергіями.

У науці є кілька класифікацій екосистем. Одна з них поділяє всі відомі екосистеми на два великі класи: природні, створені природою, і штучні ті, що створила людина. Розглянемо кожен із цих класів докладніше.

Природні екосистеми

Як зазначалося вище, природні, природні екосистеми утворилися внаслідок дії сил природи. Їх характерні:

• Тісний взаємозв'язок органічних та неорганічних речовин
• Повне, замкнене коло кругообігу речовин: починаючи від появи органічної речовини і закінчуючи її розпадом та розкладанням на неорганічні компоненти.
• Стійкість та здатність до самовідновлення.

Усі природні екосистеми визначаються такими ознаками:

• 1. Видова структура: чисельність кожного виду тварини чи рослини регулюється природними умовами.
  2. Просторова структура: всі організми розташовуються у суворій горизонтальній або вертикальній ієрархії. Наприклад, у лісовій екосистемі чітко виділяються яруси, у водяній — розміщення організмів залежить від глибини води.
  3. Біотичні та абіотичні речовини. Організми, що становлять екосистему, поділяються на неорганічні (абіотичні: світло, повітря, грунт, вітер, вологість, тиск) та органічні (біотичні - тварини, рослини).
  4. У свою чергу біотичний компонент ділиться на виробників, споживачів та руйнівників. До виробників відносять рослини та бактерії, які за допомогою сонячного світла та енергії створюють з неорганічних речовин органіку. Споживачі - це тварини та м'ясоїдні рослини, які харчуються цією органікою. Руйнівники (гриби, бактерії, деякі мікроорганізми) є вінцем харчового ланцюжка, оскільки виробляють зворотний процес: органіку перетворюють на неорганічні речовини.

Просторові межі кожної природної екосистеми дуже умовні. У науці прийнято визначати ці межі природними контурами рельєфу: наприклад, болото, озеро, гори, річки. Але в сукупності всі екосистеми, що складають біооболонку нашої планети, вважаються відкритими, оскільки вони взаємодіють з навколишнім середовищем і з космосом. В самому загальному поданнікартина виглядає так: живі організми одержують із навколишнього середовища енергію, космічні та земні речовини, а на виході — осадові породиі гази, що йдуть у результаті космос.

Усі компоненти природної екосистеми перебувають у тісному взаємозв'язку. Принципи цього зв'язку складаються роками, іноді століттями. Але саме тому вони і стають настільки стійкими, оскільки ці зв'язки і кліматичні умовиі визначають види тварин та рослин, які мешкають у даному ареалі. Будь-яке порушення рівноваги у природній екосистемі може призвести до її зникнення чи згасання. Таким порушенням може стати, наприклад, вирубування лісу, винищення популяції того чи іншого виду тварин. У цьому випадку відразу порушується харчовий ланцюжок, і екосистема починає "збоїти".

До речі, привнесення додаткових елементів до екосистеми також здатне порушити її. Наприклад, якщо людина почне розводити у вибраній екосистемі тварин, яких там спочатку не було. Яскраве підтвердження цього – розведення кроликів в Австралії. Спочатку це було вигідно, тому що в такому благодатному середовищі і прекрасних для розведення кліматичних умов, кролики почали розмножуватися з неймовірною швидкістю. Але зрештою все звелося до краху. Непомітні полчища кроликів спустошували пасовища, де раніше паслися вівці. Чисельність овець почала знижуватися. А продуктів від однієї вівці людина одержує набагато більше, ніж від 10 кролів. Цей випадок увійшов навіть у приказку: "Кролики з'їли Австралію". Знадобилося неймовірне зусилля вчених і великі витрати, перш ніж вдалося позбутися поголів'я кроликів. Цілком їхню популяцію в Австралії винищити не вдалося, але їх чисельність скоротилася і вже не загрожувала екосистемі.

Штучні екосистеми

Штучними екосистемами називають угруповання тварин і рослин, що мешкають в умовах, які створила для них людина. Їх ще називають нообіогеоценозами чи соціоекосистемами. Приклади: поле, пасовища, місто, суспільство, космічний корабель, зоосад, сад, штучний ставок, водосховище.

Самим простим прикладомШтучної екосистеми є акваріум. Тут ареал проживання обмежений стінками акваріума, приплив енергії, світла та поживних речовин здійснюється людиною, він же регулює температуру та склад води. Чисельність жителів також споконвічно визначено.

Перша особливість: усі штучні екосистеми є гетеротрофними., тобто споживають готову їжу. Візьмемо для прикладу місто - одну з найбільших штучних екосистем. Тут величезну роль відіграє приплив штучно створеної енергії (газопровід, електрика, продукти харчування). У той же час такі екосистеми характеризуються великим виходом отруйних речовин. Тобто ті речовини, які в природній екосистемі надалі служать для виробництва органіки, у штучних часто стають непридатними.

Ще одна відмінна особливістьштучних екосистем - незамкнений цикл обміну речовин.Візьмемо для прикладу агроекосистеми – найважливіші для людини. До них відносяться поля, сади, городи, пасовища, ферми та інші сільськогосподарські угіддя, на яких людина створює умови для виведення продуктів споживання. Частина харчового ланцюжка в таких екосистемах людина виймає (у вигляді врожаю), а тому харчовий ланцюжок стає зруйнованим.

Третьою відмінністю штучних екосистем від природних є їх видова нечисленність. Справді, людина створює екосистему для виведення одного (рідше кількох) видів рослин чи тварин. Наприклад, на пшеничному полі знищуються всі шкідники та бур'яни, культивується лише пшениця. Це дає змогу отримати найкращий урожай. Але в той же час знищення "невигідних" для людини організмів робить екосистему нестійкою.

Порівняльна характеристика природних та штучних екосистем

Порівняння природних екосистем та соціоекосистем зручніше подати у вигляді таблиці:

Природні екосистеми	Штучні екосистеми
Головний компонент – сонячна енергія.	В основному, отримує енергію з палива, та готової їжі (гетеротрофні)
Формує родючий ґрунт	Виснажує ґрунт
Усі природні екосистеми поглинають вуглекислий газ та виробляють кисень	Більшість штучних екосистем споживає кисень та продукує вуглекислий газ
Велика видова різноманітність	Обмежена кількість видів організмів
Висока стійкість, здатність до саморегуляції та самовідновлення	Слабка стійкість, оскільки така екосистема залежить від діяльності
Замкнений обмін речовин	Незамкнений ланцюг обміну речовин
Створює житла диких тварин і рослин	Руйнує ареали дикої природи
Накопичує воду, розумно витрачаючи її та очищаючи	Велика витрата води, її забруднення

Тип уроку -комбінований

Методи:частково-пошуковий, проблемного викладу, репродуктивний, пояснювально-ілюстративний.

Ціль:

Усвідомлення учнями значимості всіх обговорюваних питань, вміння будувати свої відносини з природою та суспільством на основі поваги до життя, до всього живого як унікальної та безцінної частини біосфери;

Завдання:

Освітні: показати множинність факторів, що діють на організми в природі, відносність поняття «шкідливі та корисні фактори», різноманіття життя на планеті Земля та варіанти адаптацій живих істот до всього спектру умов довкілля.

Розвиваючі:розвивати комунікативні навички, вміння самостійно здобувати знання та стимулювати свою пізнавальну активність; вміння аналізувати інформацію, виділяти головне у матеріалі, що вивчається.

Виховні:

Виховувати культуру поведінки у природі, якості толерантної особистості, прищеплювати інтерес та любов до живої природи, формувати стійке позитивне ставлення до кожного живого організму Землі, формувати вміння бачити прекрасне.

Особистісні: пізнавальний інтерес до екології Здатність вибирати цільові та смислові установки у своїх діях та вчинках по відношенню до живої природи. Потреба у справедливому оцінюванні своєї роботи та роботи однокласників

Пізнавальні: вміння працювати з різними джерелами інформації, перетворювати її з однієї форми в іншу, порівнювати та аналізувати інформацію, робити висновки, готувати повідомлення та презентації.

Регулятивні:вміння організувати самостійно виконання завдань, оцінювати правильність виконання роботи, рефлексію своєї діяльності.

Комунікативні: брати участь у діалозі під час уроку; відповідати на запитання вчителя, товаришів за класом, виступати перед аудиторією, використовуючи мультимедійне обладнання чи інші засоби демонстрації

Заплановані результати

Предметні:знати - поняття «довкілля», «екологія», «екологічні чинники» їх вплив на живі організми, «зв'язки живого і неживого»;. Вміти – визначати поняття «біотичні фактори»; характеризувати біотичні чинники, наводити приклади.

Особистісні:висловлювати судження, здійснювати пошук та відбір інформації; аналізувати зв'язки, зіставляти, знаходити відповідь на проблемне питання

Метапредметні: зв'язки з такими навчальними дисциплінамияк біологія, хімія, фізика, географія Планувати дії з метою; знаходити необхідну інформацію в підручнику та довідкову літературу; здійснювати аналіз об'єктів природи; робити висновки; сформулювати власну думку.

Форма організації навчальної діяльності - індивідуальна, групова

Методи навчання:наочно-ілюстративний, пояснювально-ілюстративний, частково-пошуковий, самостійна роботаз додатковою літературою та підручником, з ЦОР.

Прийоми:аналіз, синтез, висновок, переклад інформації з одного виду в інший, узагальнення.

Вивчення нового матеріалу

Природні та штучні екосистеми

Термін «екосистема» застосовується до біоценозів і біотопів різного розміру. Можна виділити:

мікроекосистеми(наприклад, стовбур загиблого дерева);

мезоекосистеми(наприклад, ліс чи ставок);

макроекосистеми(Наприклад, океан).

Все це природні, екосистеми. Як приклад природної, порівняно простої екосистеми розглянемо екосистему невеликого ставка.

Екосистему ставкаможна у вигляді кількох основних компонентів.

Абіотичний компонент.

Це основні органічні та неорганічні сполуки - вода, вуглекислий газ, кисень, солі кальцію, солі азотної та фосфорної кислот, амінокислоти, гумінові кислоти, а також температура повітря та води та її перепади в різний часроку, щільність води, тиск та ін.

Біотичний компонент.

Продуценти.

У ставку вони представлені у вигляді великих рослин, які зазвичай мешкають тільки на мілководді, дрібних плаваючих рослин (водоростей), званих фітопланктоном, і нарешті, донної флори - фітобентоса, також представленої в основному водо-рослями. При достатку фітопланктону вода набуває зелено-ватий колір

Консументи.

До цієї групи належать тварини (личинки комах, ракоподібні, риби). Первинні консументи (рослиноїдні) харчуються безпосередньо живими рослинами або рослинними залишками. Вони поділяються на два типи: зоопланктон та зообентос. Вторинні консументи (грецькі), такі як хижі комахи та хижі риби, харчуються первинними консументами або один одним.

Сапротрофи.

Водні бактерії, джгутикові та гриби поширені в ставку повсюдно, але особливо вони рясні на дні, на кордоні між водою та мулом, де накопичуються мертві рослини і тварини.

Природні екосистеми досить складні, і вивчати їх за допомогою традиційного наукового прийому досвіду і контролю дуже важко. Тому вчені-екологи використовують лабораторні штучні мікроекосистеми, що моделюють процеси, що протікають у природних умовах. На наступній сторінці показано два приклади лабораторних мікроекосистем. Спробуйте пояснити механізм їхнього функціонування.

Існує хибна думка, що стосується «рівноваги» в аква-ріумі. Досягнути в акваріумі приблизної рівноваги щодо газового та харчового режиму можливо лише за умови, що риб у ньому буде мало, а води та рослин багато. Ще в 1857 році Дж. Уоррінгтон встановив «це дивовижна і чудова рівновага між тваринами і рослинним царством» в акваріумі обсягом 12 галонів (54,6 л), поселивши в ньому кілька золотих рибок і равликів. Крім того, він посадив велику кількість багаторічних водних рослин валліснерій, які служать кормом для риб. Дж. Уоррінгтон правильно оцінив не тільки взаємодію риб і рослин, а й значення детритоядних равликів «для розкладання залишків рослин і слизу», в результаті чого «те, що могло б діяти як отруйне начало, перетворювалося на родюче середовище для зростання рослин». Більшість спроб любителів досягти рівноваги в акваріумі закінчується невдачею через те, що в акваріум поміщають дуже багато риб (елементарний випадок перенаселення). Тому любителям-акваріумістам доводиться періодично штучно підтримувати рівновагу в акваріумі (додаткове харчування, аерація, періодичне чищення акваріума).

Розрізняютьвідкритийі закриті типи космічного корабля.

У відкритій системі (без регенерації) потік речовин та енергії йде в одному напрямку, і життя системи залежатиме від запасів води, їжі та кисню. Використані матеріали та відходи зберігаються на космічному кораблі до повернення на землю або викидаються у космос (!).

У замкнутій за всіма параметрами (крім енергії) системі відбувається кругообіг речовин, який так само, як і потік енергії, можна регулювати за допомогою зовнішніх механізмів. Сьогодні практично у всіх космічних корабляхвикористовується система відкритого типу з різними ступенями регенерації.

Основне поняття, що вивчається екологією. Це наука, яка вивчає всі взаємини між живими організмами та навколишнім середовищем. Сюди входять взаємини покупців, безліч тварин, покупців, безліч рослин, і навіть розглядається поводження людства з довкіллям.

Що таке екосистема?

Вперше цей термін почав розглядатись у 1935 році. Його запропонував А. Тенслі, розділивши екологічну систему на кілька основних складових:

Обмін речовин між живими організмами у навколишньому середовищі.

Спільнота всіх живих організмів, що називається біоценозом.

Середовище проживання - біотоп.

Всі сполуки та види зв'язків між організмами в кожному окремому середовищі.

Кожне середовище проживання має свої кліматичні, енергетичні та біологічні особливості. Від них залежить те, які саме організми проживатимуть в одній екосистемі.

Земля ж вважається однією великою екосистемою, яка поділяється на підвиди. різні середовищапроживання. Найголовнішим джерелом енергії для неї є Сонце.

У всіх штучних екосистемах споживачами є організми, що мешкають там.

Штучні екосистеми

Давайте для початку розберемося, що ж таке штучне місце існування. Це екосистема, створена людиною. Основними споживачами у штучних екосистемах є живі організми, які там були розміщені.

Якщо запитати у будь-якої людини про штучну екосистему, то на думку відразу ж спадає на думку домашній акваріум. Він, хоч і не є великим середовищем проживання, але відноситься до штучних екосистем, створених людиною.

Він досить обмежений, і його внутрішні умови регулюються господарем. Він самостійно вибирає, які поживні речовини отримуватимуть акваріумні рибки. Крім того, він налаштовує світло, температуру, регулює основні компоненти води, а також вибирає рослини, які зростатимуть усередині акваріума.

Основні види штучних екосистем

У XXI столітті, куди не подивися, скрізь штучне місце існування. Наприклад, акваріум, про який ми писали вище.

Види екосистем:

Поле.Сюди можна зарахувати звичайне пшеничне поле. Відмінність від акваріума в тому, що основною енергією для живих організмів є сонце, яке не підвладне людині. Однак люди самі обирають, які рослини будуть рости на полі, чим вони будуть удобрюватися, а також чим харчуватимуться.

Пасовище.Дуже схоже на поле, оскільки сонячна енергія також є важливою складовою худоби. Відмінність від поля в тому, що основними живими організмами є тварини, а чи не рослини. Людина сама обирає, чим вони харчуватимуться. Він може вирощувати певні поживні рослини на пасовищі, але це вже виходить гібрид поля та пасовища.

Місто.Одна із головних екосистем людства. всі населені пунктиє штучними екосистемами, основний споживач – людина. Знову ж таки, енергія сонця - єдине, що не підвладне йому. Решта ж – його робота, від продуктів харчування до електроенергії.

Особливості штучних екосистем

Головною відмінністю є гетеротрофність. Тобто, всі основні споживачі штучних екосистем харчуються заздалегідь приготовленою їжею.

Крім того, всі харчові ланцюжки у штучних екосистемах зруйновані. Наприклад, город. Людина сама збирає врожай, не давши харчуватися комах та інших видів шкідників. Це призводить до руйнування харчового ланцюжка.

Відмінність штучних екосистем від природних

Відмінностей досить багато. Перше у тому, що у природних екосистемах все поживні речовини для живих організмів забезпечує жива природа.

Також у штучних екосистемах основних споживачів набагато менше, ніж у природних. Це з тим, що люди розсаджують на полях лише одне, іноді кілька видів рослин. На їхніх пасовищах розлучаються лише певні види тварин.

Крім цього, не всі представники тваринного світу придатні для життя в штучному середовищі.

Екосистема включає всі живі організми (рослини, тварини, гриби і мікроорганізми), які в тій чи іншій мірі, взаємодіють один з одним і навколишнього їх неживим середовищем (клімат, грунт, сонячне світло, повітря, атмосфера, вода і т.п. .).

Екосистема немає певного розміру. Вона може бути такою ж великою, як пустеля або озеро, або маленькою, як дерево або калюжа. Вода, температура, рослини, тварини, повітря, світло та ґрунт – всі взаємодіють разом.

Суть екосистеми

В екосистемі кожен організм має своє місце чи роль.

Розглянемо екосистему маленького озера. У ньому можна знайти всі види живих організмів, від мікроскопічних до тварин і рослин. Вони залежать від , такої як вода, сонячне світло, повітря і навіть кількість поживних речовин у воді. (Натисніть , щоб дізнатися докладніше про п'ять основних потреб живих організмів).

Схема екосистеми озера

Щоразу, коли "стороння" (жива істота(а) або зовнішній фактор, наприклад, підвищення температури) вводяться в екосистему, можуть статися катастрофічні наслідки. Це відбувається тому, що новий організм (або фактор) здатний спотворювати природний баланс взаємодії та нести потенційну шкоду чи руйнування нерідної екосистеми.

Як правило, біотичні члени екосистеми, разом з їх абіотичними факторамизалежить один від одного. Це означає, що відсутність одного члена або одного абіотичного фактора може вплинути на всю екологічну систему.

Якщо немає достатньої кількості світла та води, або, якщо ґрунт містить мало поживних речовин, рослини можуть загинути. Якщо рослини гинуть, тварини, які від них залежать, також виявляються за загрозою. Якщо тварини, що залежать від рослин гинуть, інші тварини, що залежать від них також загинуть. Екосистема у природі працює однаково. Усі її частини мають функціонувати разом, щоб підтримувати баланс!

На жаль, екосистеми можуть зруйнуватися внаслідок стихійних лих, таких як пожежі, повені, урагани та виверження вулканів. Людська діяльність також сприяє руйнуванню багатьох екосистем.

Основні види екосистем

Екологічні системи мають невизначені розміри. Вони здатні існувати на невеликому просторі, наприклад, під каменем, що гниє пні дерева або в невеликому озері, а також займати значні території (як весь тропічний ліс). З технічної точки зору нашу планету можна назвати однією величезною екосистемою.

Схема невеликої екосистеми гниючого пня

Види екосистем залежно від масштабу:

• Мікроекосистема- екосистема невеликого масштабу, як ставок, калюжа, пень дерева тощо.
• Мезоекосистема- екосистема, така, як ліс чи велике озеро.
• Біом.Дуже велика екосистема або сукупність екосистем з аналогічними біотичними та абіотичними факторами, такими як цілий тропічний ліс з мільйонами тварин і дерев та безліччю різних водних об'єктів.

Межі екосистем не позначені чіткими лініями. Їх часто поділяють географічні бар'єри, такі як пустелі, гори, океани, озера та річки. Оскільки межі є суворо встановленими, екосистеми, зазвичай, зливаються друг з одним. Ось чому озеро може мати безліч невеликих екосистем із своїми власними унікальними характеристиками. Вчені називають таке змішування "Екотон".

Види екосистем за типом виникнення:

Крім перелічених вище видів екосистем, існує також поділ на природні і штучні екологічні системи. Природна екосистема створюється природою (ліс, озеро, степ і т.д.), а штучна - людиною (садок, присадибна ділянка, парк, поле та ін.).

Типи екосистем

Існує два основних типи екосистем: водні та наземні. Будь-які інші екосистеми світу відносяться до однієї з цих двох категорій.

Наземні екосистеми

Наземні екосистеми можуть бути знайдені в будь-якому місці світу та поділені на:

Лісові екосистеми

Це екосистеми, в яких є велика кількість рослинності або велика кількість організмів, що живуть у відносно невеликому просторі. Таким чином, у лісових екосистемах щільність живих організмів є досить високою. Невелика зміна у цій екосистемі може вплинути весь її баланс. Також у таких екосистемах можна зустріти величезну кількість представників фауни. Крім того, лісові екосистеми поділяються на:

• Тропічні вічнозелені ліси або тропічні дощові ліси:, Що одержують середню кількість опадів більше 2000 мм на рік. Вони характеризуються густою рослинністю, у якій переважають високі дерева, розташовані різних висотах. Ці території є притулком для різних видівтварин.
• Тропічні листяні ліси:Поряд з величезною різноманітністю видів дерев тут також зустрічаються чагарники. Даний тип лісу зустрічається в багатьох куточках планети і є домом для великої різноманітностіпредставників флори та фауни.
• : Мають досить невелику кількість дерев. Тут переважають вічнозелені дерева, які оновлюють своє листя протягом усього року.
• Широколистяні ліси:Розташовані у вологих помірних регіонах, які мають достатню кількість опадів. У зимові місяці дерева скидають своє листя.
• : Розташована безпосередньо перед , тайга визначається вічнозеленими хвойними деревами, мінусовими температурами протягом півроку та кислими ґрунтами. У теплу пору року тут можна зустріти велику кількість перелітних птахів, комах та .

Пустельна екосистема

Пустельні екосистеми розташовані в районах пустель і одержують менше 250 мм опадів на рік. Вони займають близько 17% усієї суші Землі. Через надзвичайно високу температуру повітря, поганий доступ і інтенсивне сонячне світло, і не настільки багаті, як в інших екосистемах.

Екосистема лука

Луги розташовані в тропічних та помірних регіонах світу. Територія луки в основному складається з трав, з невеликою кількістю дерев та чагарників. Луга населяють тварини, що пасуться, комахоїдні і рослиноїдні. Виділяється два основних види екосистем лугу:

• : Тропічні луки, що мають сухий сезон і характеризуються деревами, що окремо ростуть. Вони забезпечують їжею велику кількість травоїдних тварин, також є місцем полювання багатьох хижаків.
• Прерії (помірні луки):Це область з помірним трав'яним покривом, повністю позбавлена ​​великих чагарників та дерев. У преріях зустрічається різнотрав'я та висока трава, а також спостерігаються посушливі кліматичні умови.
• Степові луки:Території сухих лук, що розташовуються поблизу напівзасушливих пустель. Рослинність цих лук коротша, ніж у саванах і преріях. Дерева зустрічаються рідко, як правило, знаходяться на берегах річок і струмків.

Гірські екосистеми

Гірська місцевість забезпечує різноманітний спектр місць проживання, де можна знайти велику кількість тварин і рослин. На висоті зазвичай переважають суворі кліматичні умови, в яких можуть вижити тільки альпійські рослини. Тварини, які живуть високо в горах, мають товсті шуби для захисту від холодів. Нижні схили зазвичай покриті хвойними лісами.

Водні екосистеми

Водна екосистема - екосистема, розташована в водному середовищі(наприклад, річки, озера, моря та океани). Вона включає водну флору, фауну, а також властивості води, і поділяється на два типи: морську і прісноводну екологічні системи.

Морські екосистеми

Є найбільшими екосистемами, що покривають близько 71% поверхні Землі та містять 97% води планети. Морська водамістить велику кількість розчинених мінералів та солей. Морська екологічна система поділяється на:

• Океанічну (щодо дрібної частини океану, що знаходиться на континентальному шельфі);
• Профундальну зону (глибоководна область не пронизана сонячним світлом);
• бентальну область (область, заселена донними організмами);
• Приливну зону (місце між низькими та високими припливами);
• Лимани;
• Коралові рифи;
• Солончаки;
• Гідротермальні жерла, де хемосинтезуючі складають кормову базу.

Багато видів організмів живуть у морських екосистемах, а саме: бурі водорості, корали, головоногі молюски, голкошкірі, динофлагелляти, акули тощо.

Прісноводні екосистеми

На відміну від морських екосистем, прісноводні охоплюють лише 0,8% поверхні Землі та містять 0,009% від загальної кількостісвітові запаси води. Існує три основні види прісноводних екосистем:

• Стоячі: води, де відсутня течія, як басейни, озера або ставки.
• Проточні: швидко рухомі води, такі як струмки та річки.
• Водно-болотні угіддя: місця, де постійно або періодично затоплений грунт.

Прісноводні екосистеми є місцями проживання рептилій, земноводних та близько 41% видів риб у світі. Води, що швидко рухаються, зазвичай містять більш високу концентрацію розчиненого кисню, тим самим підтримують більшу біологічну різноманітність, ніж стоячі водиставків чи озер.

Структура, компоненти та фактори екосистеми

Екосистема визначається як природна функціональна екологічна одиниця, що складається з живих організмів (біоценозу) та їх неживого навколишнього середовища (абіотичного або фізико-хімічного), які взаємодіють між собою та створюють стабільну систему. Ставок, озеро, пустеля, пасовища, луки, ліси і т.д. є найпоширенішими прикладами екосистем.

Кожна екосистема складається з абіотичних та біотичних компонентів:

Структура екосистеми

Абіотичні компоненти

Абіотичні компоненти являють собою не пов'язані між собою фактори життя або фізичне середовище, що впливає на структуру, розподіл, поведінку та взаємодію живих організмів.

Абіотичні компоненти представлені переважно двома типами:

• Кліматичними факторами, які включають дощ, температуру, світло, вітер, вологість і т.д.
• Едафічними факторами, Що включають кислотність грунту, рельєф, мінералізацію і т.д.

Значення абіотичних компонентів

Атмосфера забезпечує живі організми вуглекислим газом(для фотосинтезу) та киснем (для дихання). Процеси випаровування, транспірації та відбуваються між атмосферою та поверхнею Землі.

Сонячне випромінювання нагріває атмосферу та випаровує воду. Світло також необхідне для фотосинтезу. забезпечує рослини енергією, для зростання та обміну речовин, а також органічними продуктами для харчування інших форм життя.

Більшість живої тканини складається з високого відсоткаводи, до 90% і навіть більше. Небагато клітин здатні вижити, якщо вміст води падає нижче 10%, і більшість з них гинуть, коли вода становить менше 30-50%.

Вода є середовищем, за допомогою якого мінеральні харчові продуктинадходять у рослини. Вона також потрібна для фотосинтезу. Рослини та тварини отримують воду з поверхні Землі та ґрунту. Основне джерело води – атмосферні опади.

Біотичні компоненти

Живі істоти, включаючи рослини, тварин та мікроорганізми (бактерії та гриби), присутні в екосистемі, є біотичними компонентами.

На основі їхньої ролі в екологічній системі, біотичні компоненти можуть бути розділені на три основні групи:

• Продуцентивиробляють органічні речовини з неорганічних, використовуючи сонячну енергію;
• Консументихарчуються готовими органічними речовинами, виробленими продуцентами (травоїдні, хижаки та );
• Редуценти.Бактерії та гриби, що руйнують відмерлі органічні сполуки продуцентів (рослин) та консументів (тварин) для харчування, та викидають у навколишнє середовище прості речовини(неорганічні та органічні), що утворюються як побічні продукти їх метаболізму.

Ці прості речовини повторно виробляються в результаті циклічного обміну речовин між біотичним співтовариством та абіотичного середовища екосистеми.

Рівні екосистеми

Для розуміння рівнів екосистеми розглянемо наступний малюнок:

Схема рівнів екосистеми

Особина

Особина - це будь-яка жива істота чи організм. Особи не розмножуються з індивідуумами інших груп. Тварини, на відміну рослин, зазвичай, ставляться до цього поняття, оскільки деякі представники флори можуть схрещуватися коїться з іншими видами.

У наведеній вище схемі можна помітити, що золота рибка взаємодіє з навколишнім середовищем і розмножуватиметься виключно з представниками свого виду.

Населення

Населення - група особин даного виду, які живуть у певній географічній області в даний момент часу. (Прикладом може бути золота рибка і її виду). Зверніть увагу, що населення включає особин одного виду, які можуть мати різні генетичні відмінності, такі як колір вовни/очей/шкіри та розмір тіла.

Спільнота

Спільнота включає всіх живих організмів на певної території, на даний момент часу. У ньому можуть бути популяції живих організмів різних видів. У наведеній вище схемі, зверніть увагу, як золоті риби, лососьові, краби та медузи співіснують у певному середовищі. Велика спільнота, як правило, включає біорізноманіття.

Екосистема

Екосистема включає спільноти живих організмів, що взаємодіють з навколишнім середовищем. На цьому рівні живі організми залежать від інших абіотичних факторів, таких як каміння, вода, повітря та температура.

Біом

Простими словами, є сукупність екосистем, мають схожі показники зі своїми абиотическими чинниками, адаптованими до довкілля.

Біосфера

Коли ми розглядаємо різні біоми, кожен з яких переходить в інший, формується величезна спільнота людей, тварин і рослин, що живуть у певних місцях проживання. є сукупністю всіх екосистем, які представлені на Землі.

Харчовий ланцюг та енергія в екосистемі

Усі живі істоти повинні харчуватися, щоб отримувати енергію, необхідну зростання, руху і розмноження. Але чим ці живі організми харчуються? Рослини отримують енергію від Сонця, деякі тварини їдять рослини, інші їдять тварин. Це співвідношення годування в екосистемі називається харчовим ланцюгом. Харчові ланцюги, як правило, є послідовністю того, хто ким харчується в біологічному співтоваристві.

Нижче наведені деякі живі організми, які можуть розміститися в харчовому ланцюзі:

Схема харчового ланцюга

Харчовий ланцюг - це не те саме, що і . Трофічна мережа є сукупністю багатьох харчових ланцюгів і є складною структурою.

Передача енергії

Енергія передається харчовими ланцюгами від рівня до іншого. Частина енергії використовується для зростання, розмноження, пересування та інших потреб і не доступна для наступного рівня.

Коротші харчові ланцюги зберігають більше енергії, ніж довгі. Витрачена енергія поглинається довкіллям.