Реферат: Экосистемы
Введение
Экосистема(экологическая система) — система совместно обитающих живых организмов иусловий их существования, связанных потоком энергии и круговоротом вещества.
Экологическиесистемы разных уровней представляют собой основные функциональные единицыбиосферы. Эти надорганизменные объединения включаю организмы и неживое (косное)окружение, находящиеся во взаимодействии, без которого невозможно поддержаниежизни на нашей планете. Будучи энергетически и структурно открытыми системами,они находятся в статистическом, подвижном равновесии — гомеостаз(ис)е (от греч.homoios — подобный, statis- стояние) благодаря особой структурно-функциональной организации всех своихкомпонентов. При этом различают структурно-физическую организацию — пространственное размещение компонентов, и временную организацию — динамикудеятельности отдельных частей. Очень важный функциональный аспект организации,или принципы взаимодействия компонентов. В целом организация проявляется вразмещении, группировке и взаимосвязях масс и косных тел, что позволяетэкосистеме оптимально осуществлять свою генеральную функцию — материально-энергетический обмен между составными частями экосистемы, а такжевзаимодействие с другими экосистемами.
Взависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы иряд природных экосистем. В основе квалификации для наземных экосистем лежит типестественной (исходной) и растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.
Наземныеэкосистемы:
1.Тундра: арктическая и альпийская;
2.Бореальные хвойные леса;
3.Листопадный лес умеренной зоны;
4.Степь умеренной зоны;
5.Тропические злаковники и саванна;
6.Чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом);
7.Пустыня: травянистая и кустарниковая;
8.Полувечнозеленый тропический лес (районы с выраженным влажным и сухимсезонами);
9.Вечнозеленый тропический дождевой лес.
Пресноводныеэкосистемы:
1.Лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.;
2.Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.;
3.Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).
Морскиеэкосистемы:
1.Открытый океан (пелагическая экосистема);
2.Воды континентального шельфа (прибрежные воды);
3.Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством);
4.Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.);
5.Глубоководные рифтовые зоны.
Помимоосновных типов природных экосистем (биомов)различают переходные типы — экотоны.Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни идр.
1.Структурыэкосистем и их основные характеристики
Структураэкосистем. С точки зрения трофической структуры экосистему можно разделить надва яруса — автотрофный и гетеротрофный.
Верхнийавтотрофный ярус, или «зеленый пояс», включающий растения или ихчасти, содержащие хлорофилл, где преобладают фиксация энергии света,использование простых неорганических соединений и накопление сложныхорганических соединений.
Нижнийгетеротрофный ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков,разлагающихся веществ, корней и т. д., в котором преобладают использование,трансформация и разложение сложных соединений.
Сбиологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделить следующиекомпоненты: 1) неорганические вещества, 2) органические вещества, 3) воздушную,водную и субстратную среду, 4) продуцентов, 5) макроконсументов, 6)микроконсументов.
1.Неорганические вещества (CO2, HO2, N2, O2,минеральные соли и др.), включающиеся в круговороты.
2.Органические вещества (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др.),связывающие биотическую и абиотическую части.
3.Воздушная, водная и субстратная среда, включающая абиотические факторы.
4.Продуценты — автотрофные организмы, способные производить органические веществаиз неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и автотрофныебактерии).
5.Консументы (макроконсументов, фаготрофы) — гетеротрофные организмы,потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов(животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Консументы бываютпервого порядка (фитофаги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) ит. д.
6.Редуценты (микроконсументы, деструкторы, сапротрофы, осмотрофы) — гетеротрофныеорганизмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральныхвеществ (сапротрофные бактерии и грибы).
Следуетучитывать, что и продуценты, и консументы частично выполняют функции редуцентов,выделяя в окружающую среду минеральные вещества — продукты их метаболизма.
Такимобразом, как правило, в любой экосистеме можно выделить три функциональныегруппы организмов: продуцентов, консументов и редуцентов. В экосистемах,образованных только микроорганизмами, консументы отсутствуют. В каждую группувходит множество популяций разных видов, населяющих экосистему.
Структураэкосистемы достаточно полно проявляется на примере биогеоценоза, все компонентыкоторого тесно связаны между собой единством территории, общим потоком энергии(от Солнца к автотрофам и от них к гетеротрофам), обменом биогенных химическихэлементов, сезонными колебаниями климатических условий, численностью и взаимнойприспособленностью видов всех уровней организации.
Биоценозы,в отличие от биогеоценоза, включат только взаимосвязные между собой живыеорганизмы, обитающие в данной местности. Биоценоз — это, по сути, система популяций,населяющих тот или иной экотоп (от греч. topos — место).
Биоценозы- группировки живых организмов, находящихся в стабильном равновесии, устойчивыево времени. Они характеризуются:
1)видовым разнообразием — числом видов растений, животных и других организмов(микробов, грибов), образующих биоценоз;
2)плотностью популяций — числом особей каждого вида в данном биоценозе;
3)биомассой — общим количеством живого органического вещества, выраженного вединицах массы.
Измногих сходных по своей биологии видов одного биоценоза (или экосистемы) обычнолишь немногие (5-10%) составляют основную часть — как правило, 4/5 биомассыданной группы. Виды, количественно преобладающие в данном сообществе,называются видами-доминантами. Они имеют высокую плотность популяций,что свидетельствует об их оптимальной приспособленности к данному биоценозу.Кроме того, для вида как структурного элемента биоценоза решающее значениеимеет не его систематическое положение, а так называемая жизненная форма, т. е.внешний облик организма, отражающий его приспособленность к условиям среды.Например, у растений жизненными формами являются деревья, кустарники, лианы,травы и т. д. Один и тот же вид может иметь разные жизненные формы в различныхусловиях. Так, кедр в равнинных лесах — это высокоствольное дерево, а ввысокогорье — низкорослый стланик.
Пространственнаяструктура биоценоза проявляется в закономерном размещении разных видовотносительно друг друга на занимаемой территории. Все виды в биоценозерасположены на различных ярусах. Соответственно расчлененность биоценоза нагоризонты, слои и т. п. носит название ярусности.
Наиболееразвита пространственная структура в лесных биоценозах. Вертикальная структуратипичного сообщества хвойного леса умеренной зоны включает несколько ярусов.
1.Древесный ярус. Здесь произрастают сосна и лиственные деревья — береза иосина. В этом ярусе обитает свыше 1000 видов насекомых, жизнедеятельностькоторых тесно связана с деревьями, многие виды птиц, а также млекопитающие.
2.Кустарниковый ярус представлен калиной обыкновенной, крушиной,боярышником, шиповником, некоторыми видами птиц и млекопитающих, многими видаминасекомых.
3.Травянистый ярус.Здесь можно встретить травы, невысокие лесныерастения, полукустарники, кустарники, подрост деревьев, папоротники, мхи илишайники. В травянистом ярусе и приземном слое обитает множество беспозвоночных:пауки, мухи, жуки, бабочки, пчелы, осы, комары, муравьи и др. На землеустраивают свои гнезда глухарь, тетерев, вальдшнеп. Этот же ярус являетсясредой обитания и млекопитающих: косуль, волков, лисиц, разнообразных грызунов,насекомоядных.
4.Подстилка. В данном ярусе расположены мертвые и разлагающиеся организмы.Здесь обитают редуценты: беспозвоночные животные, грибы и бактерии.
5.Почва. Ярус богат корнями растений. Они служат местом зимовки для многихбеспозвоночных. Среди постоянных обитателей яруса можно выделить дождевыхчервей, гусениц, личинок насекомых, мокриц, ногохвосток, а из млекопитающихкротов. В этом слое находятся и норы таких млекопитающих, как лисицы, барсуки идр.
Следуетобратить внимание на то, что некоторые животные могут перемещаться из одногояруса в другой. Например, белка может кормиться на земле, а спать и выводитьпотомство на деревьях. Надо отметить, что существуют и неполнокомпонентныебиоценозы, где зачастую отсутствуют некоторые ярусы (в первую очередьдревесный), например болота, приливно-отливные системы, птичьи базары.
Проявлениеярусности встречается не только в наземных экосистемах, но и в водных. Ближе кповерхности воды обитает планктон (от греч. — блуждающий): фитопланктон — фотосинтезирующие свободно плавающие водоросли и зоопланктон — мелкие рыбы иракообразные, личинки моллюсков и рыб, медузы. В толще вод морей и океановнашел среду обитания нектон (от греч.- плавающий): рыбы, пресмыкающиеся(черепахи, морские змеи), млекопитающие (китообразные — дельфины и киты) иластоногие (тюлени). Придонный слой освоили организмы, питающиесяразлагающимися остатками — бентос (от греч. — глубина): черви, моллюски,ракообразные и т. д.
Пищевыецепи и сети. Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания. Цепьпитания — последовательность организмов, по которой передается энергия,заключенная в пище, от ее первоначального источника. Каждое звено цепиназывается трофическим уровнем. Первый трофический уровень — продуценты(автотрофные организмы преимущественно зеленые растения). Второй трофическийуровень — консументы первого порядка (растительноядные животные и паразитыпродуцентов). Третий трофический уровень — консументы второго порядка(первичные хищники, питающиеся растительноядными животными, и паразитыпервичных консументов). Четвертый трофический уровень — консументы третьегопорядка (вторичные хищники, питающимися плотоядными животными, и паразитывторичных консументов). В пищевой цепи редко бывает больше 4-5 трофическихуровней. Последний трофический уровень — редуценты (сапротрофные бактерии игрибы). Они осуществляют минерализацию — превращение органических остатков внеорганические вещества. Редуценты могут представлять собой трофическийуровень, начиная со второго.
Различаютдва вида пищевых цепей. Цепи выедания (или пастбищные) — пищевые цепи,начинающиеся с живых фотосинтезирующихся организмов. Например, фитопланктон→зоопланктон→рыбымикрофаги→рыбы макрофаги→птицы ихтиофаги. Цепи размножения (илидетритные) — пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений,трупов и экскрементов животных. Например, детрит→детритофаги→хищники микрофаги→хищники макрофаги. Таким образом, поток энергии,проходящий через экосистему, разбивается как бы на два направления. Энергия кконсументам поступает через живые ткани растений или через запасы мертвогоорганического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепиразложения — в экосистемах суши.
Всообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевыесети. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов,каждый из которых в свою очередь может служить пищей нескольким видам. С одностороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разныхвидов, с другой стороны, многие популяции принадлежат сразу к несколькимтрофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадениекакого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме.
1.1Экосистемы и принципы их функционирования
Живыеорганизмы в биоценозах тесно связаны не только друг с другом, но и с неживойприродой через вещество и энергию. Протекающие через живые организмы потокивещества и энергии в процессе обмена веществ весьма велики. Человек, например,за свою жизнь потребляет десятки тонн пищи и воды, тысячи кубометров воздуха.
Чрезвычайновысокая интенсивность потоков вещества из неорганической природы в живые теладавно привела бы к полному исчерпанию запасов необходимых для жизни соединений,т. е. биогенных элементов. Но и этого не происходит, и жизнь не прекращается,так как указанные элементы постоянно возвращаются в окружающую среду. Ипроисходит это благодаря биоценозам, в которых в результате пищевых отношениймежду видами синтезированные растениями сложные органические веществапревращаются в конце концов в такие простые соединения, как диоксид углерода,вода, ряд элементов, которые могут быть снова использованы растениями впроцессе фотосинтеза. Так возникает биологический процесс вещества.Следовательно, биоценоз, будучи и сам по себе сложной системой живыхорганизмов, является частью еще более сложной системы. В последнюю помимо живыхорганизмов входит и их неживое окружение, которое содержит различные вещества иэнергию, необходимые для развития и обеспечения жизнедеятельности.
Любуюсовокупность организмов и неорганических компонентов окружающей их среды, вкоторой может осуществляться круговорот веществ, называют экологическойсистемой, или экосистемой.
Любаяэкосистема, независимо от размера, включает в себя живую часть (биоценоз) и еефизическое, т. е. неживое, окружение. При этом малые экосистемы входят в составвсе более крупных, вплоть до глобальной экосистемы Земля. Аналогично общийбиологический круговорот вещества на планете также складывается из взаимодействиямножества более мелких, частных круговоротов.
Отметим,что понятия «экосистема» (термин предложен А. Тенсли в 1935 г.) и«биогеоценоз» близки по сути. первое из них приложимо для обозначениясистем, обеспечивающих круговорот любого ранга, а «биогеоценоз» — понятие территориальное, относящееся к таким участкам суши, которые занятыфитоценозами. Концепция экосистем и биогеоценозов, дополняя и обогащая другдруга, позволяют рассматривать функциональные связи сообществ и окружающей ихабиотической среды в разных аспектах и с разных точек. Экосистема можетобеспечить круговорот веществ только в том случае, если включает четыренеобходимые для этого части: 1) запасы биогенных элементов; 2) продуценты; 3)консументы; 4) редуценты.
Наих сложном и постоянном взаимодействии основан первый (основной)принцип функционирования экосистем: получение ресурсов и избавление от отходовпроисходят в рамках круговорота всех элементов.
Данныйпринцип гармонирует с законом сохранения массы. Так как атомы не возникают, неисчезают и не превращаются один в другой, они могут использоваться бесконечно всамых различных химических соединениях и запас их практически неограничен.Именно это и происходит в природных экосистемах.
Необходимоподчеркнуть, однако, что биологический круговорот не совершается исключительноза счет вещества, поскольку он — результат деятельности организмов, дляобеспечения жизнедеятельности которых требуют постоянные энергетическиезатраты, поставляемые Солнцем. Энергия солнечных лучей, поглощаемая зеленымирастениями, в отличие от химических элементов, не может использоватьсяорганизмами бесконечно. Данное заключение вытекает из второго законатермодинамики: энергия при превращении из одной формы в другую, т. е. присовершении работы, частично переходит в тепловую форму и рассеивается вокружающей среде.
Следовательно,каждый цикл круговорота, зависящий от активности организмов и сопровождаемыйпотерями энергии из них, требует все новых дотаций энергии. Существованиеэкосистем любого ранга и вообще жизни на Земле обусловлено постоянным круговоротомвеществ, который в свою очередь поддерживается постоянным притоком солнечнойэнергии. В этом состоит второй основной принцип функционирования экосистем:они существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечнойэнергии, количество которой относительно постоянно избыточно.
1.2Природные экосистемы
Взависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы иряд природных экосистем. В основе квалификации для наземных экосистем лежит типестественной (исходной) и растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.
Наземныеэкосистемы:
1.Тундра: арктическая и альпийская;
2.Бореальные хвойные леса;
3.Листопадный лес умеренной зоны;
4.Степь умеренной зоны;
5.Тропические злаковники и саванна;
6.Чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом);
7.Пустыня: травянистая и кустарниковая;
8.Полувечнозеленый тропический лес (районы с выраженным влажным и сухимсезонами);
9.Вечнозеленый тропический дождевой лес.
Пресноводныеэкосистемы:
1.Лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.;
2.Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.;
3.Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).
Морскиеэкосистемы:
1.Открытый океан (пелагическая экосистема);
2.Воды континентального шельфа (прибрежные воды);
3.Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством);
4.Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.);
5.Глубоководные рифтовые зоны.
Помимоосновных типов природных экосистем (биомов)различают переходные типы — экотоны.Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни идр.
Характеристиканаземных экосистем
Размещениепо земной поверхности основных наземных биомов определяют два абиотическихфактора — температура и количество осадков. Климат в разных районах земногошара неодинаков. Годовая сумма осадков меняется от 0до 2500мм и более. При этомони выпадают равномерно в течении года или их основная доля приходится наопределенный период — влажный сезон. Среднегодовая температура такжеварьируется от отрицательных величин до 38° C. Температуры могут бытьпрактически постоянными в течении всего года (у экватора) или менятьсяпостоянно.
Тундры(в северном полушарии к северу от тайги). Климат очень холодный сполярным днем и ночью, среднегодовая температура ниже 0° C. За несколько неделькороткого лета земля оттаивает не более чем на один метр в глубину. Осадковменее 200-300 мм в год. Растительность: отсутствуют деревья,господствуют медленно растущие лишайники, мхи, травы (злаки и осоки),стелющиеся или карликовые кустарнички (брусника, черника) и кустарники(карликовая береза). Животный мир небогат, встречаются крупныетравоядные копытные — северный олень (Евразия) и карибу (Северная Америка),мелкие роющие млекопитающие (лемминги), хищники (песец, горностай, ласка).Среди птиц преобладают полярная сова, ржанка, пуночка. Среди насекомых обильныдвукрылые. Почвы тундровые — бедные с малой мощностью над слоем вечноймерзлоты. Очень ранимые экосистемы из-за медленного их восстановления.
Бореальныехвойные леса (тайга) (северные районы Евразии и СевернойАмерики). Климат: долгая и холодная зима, много осадков выпадает в видеснега. Растительность: господствуют вечнозеленые хвойные леса (ель,пихта, сибирская кедровая сосна, сосна обыкновенная, лиственницы) с мощнойлесной подстилкой. Животный мир: крупные травоядные копытные (лось),мелкие растительноядные млекопитающие (барсук, белка, бурундук), хищники(медведь, рысь, росомаха, соболь, лисица, волк, норка), обилен гнус. Характерномножество болот и озер. Почвы подзолистые, дерново-подзолистые,мерзлотно-таежные — маломощные и бедные.
Листопадныелеса умеренной зоны (широколиственные леса)
(ЗападнаяЕвропа, Восточная Азия, восток США).Климат сезонный с зимними температураминиже ° C, осадков 750 — 1500 мм в год. Растительность: господствуют широколиственныелистопадные породы деревьев (дуб, бук, клен, липа, ясень, граб), кустарниковыйподлесок, мощная лесная подстилка. Животный мир: Млекопитающие (лоси, медведи,рыси, лисицы, волки, белки, землеройки), птицы (дятлы, дрозды, совы, соколы).Биота адаптирована к сезонному климату: спячка, миграции, состояние покоя взимние месяцы. Почвы бурые и серые лесные. В этих районах человеческаяцивилизация получила наибольшее развитие, поэтому большая частьшироколиственных лесов заменена культурными сообществами.
Степиумеренной зоны (в Евразии) и их аналоги: прерии (в СевернойАмерики), пампасы (в Южной Америки), туссоки (в Новой Зеландии). Климатсезонный, лето от умеренного теплого до жаркого, зимние температуры ниже ° C,осадков 250-750 мм в год. Растительность: господствуют дерновинныезлаки. Животный мир: крупные растительноядные млекопитающие — бизоны,вилорогие антилопы, сайгаки и др.; мелкие роющие млекопитающие (суслики, сурки,кролики, полевки), хищники (волки, львы, гиены и др.), разнообразные птицы. Почвы:черноземы и каштановые. Большая часть степей используется в настоящее время подпашню, пастбища, сенокосы и т. д.
Чапарраль(Средиземноморье,южный берег Австралии, в Калифорнии, Мексике и Грузии). Климат мягкийумеренный, осадков 500-700 мм. Растительность: деревья и кустарники сжесткими вечнозелеными листьями (лавр, дуб, дикая фисташка и др.) Почвыкоричневые и серо-коричневые.
Тропическийграсленд и саванны (Центральная и Восточная Африка, ЮжнаяАмерика, Австралия, значительная часть Южной Индии). Климат сухой ижаркий большую часть года, температура высокая круглый год, осадков 250-750 ммв год, распределяются неравномерно по сезонам. Растительность: травянистаярастительность (злаковые) с редкими листопадными деревьями (баобабы, акации,пальмы). Животный мир: крупные растительноядные млекопитающие (антилопы,зебры, жирафы, носороги, слоны), хищники (львы, леопарды, гепарды), птицы(африканский страус, грифы). Много кровососущих насекомых, например, муха цеце.Почвы красные ферраллитные, красно-бурые и коричнево-красные. Нараспаханных землях выращивают злаковые, хлопчатник, арахис, сахарный тростник.
Пустынитравянистая и кустарниковая (некоторые районыАфрики, Большой Бассейн и юго-запад США, север Мексики и др.). Климаточень сухой, с жарким днем и холодными ночами, осадков менее 200-250 мм в год. Растительность:ксерофитные травы и редкостойный кустарник, кактусы. Корневые системы урастений обширные, поверхностные, перехватывающие влагу редких осадков илистержневые корни, проникающие в землю до уровня грунтовых вод (30 м и глубже). Животныймир: разнообразные грызуны (тушканчики, суслики), копытные (вилорогаяантилопа и др.), хищники (волк, койот и др.) Из птиц саджа, рябки, жаворонки. Почвысветло-бурые, сероземы, такыры. Экосистемы хрупкие, легко нарушаются врезультате перевыпаса ветровой и водной эрозии.
Полувечнозеленыесезонные листопадные тропические леса (тропическая частьАзии, Центральная Америка). Климат со сменой сухого (4-6 месяцев)ивлажного сезонов, среднегодовое количество осадков 800-1300 мм в год. Растительность:господствуют леса. Животный мир: практически также богат, как ввечнозеленых тропических дождевых лесах. Характерны слоны, жирафы, буйволы. Почвыкрасные ферраллитные.
Вечнозеленыетропические дождевые леса (север Южной Америки, Центральная Америка,западная и центральная часть экваториальной Африки, Юго-Восточная Азия,прибрежные районы северо-запада Австралии, острова Индийского и Тихогоокеанов). Климат без смены сезонов в связи с близостью к экватору,среднегодовая температура выше 17° C, среднегодовое количество осадков превышает2000-2500 мм в год. Растительность. Деревья разной высоты образуютгустой полог из многих ярусов (10-12 ярусов). Видовое разнообразие растенийогромно. Животный мир видовой состав богаче, чем во всех биомах вместевзятых: Млекопитающие (обезьяны, ленивцы, ягуары), птицы (попугаи, колибри,туканы). Почвы красно-желтые ферраллитные — маломощные и бедныеорганическим веществом и минеральными элементами питания растений.
Характеристикаводных экосистем
Потипу местообитания и образу жизни водные организмы объединяются в следущиеэкологические группы. Планктон организмы, в основном перемещающиеся засчет течения. Различают фитопланктон (одноклеточные водоросли) и зоопланктон(одноклеточные животные, рачки, медузы и др.). Нектон — активнопередвигающиеся в воде животные (рыбы, амфибии, головоногие моллюски, черепахи,ластоногие, китообразные и др.). Бентос — организмы, живущие на дне и вгрунте. Его делят на фитобентос (прикрепленные водоросли и высшиерастения) и зообентос (ракообразные, моллюски, морские звезды и др.).Кроме того в ряде случаев выделяют перифитон и нейстон.
Перифитон — организмы, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений или другимвыступам над дном водоема. Нейстон — организмы, обитающие уповерхности воды (личинки комаров, водомерки, ряска и др.).
Распределениеорганизмов в экосистемах зависит от степени освещенности. Выделяют следующиезоны: литоральная зона (толща воды, где солнечный свет доходит до дна), лимническаязона (толща воды до глубины, куда проникает всего 1% от солнечного света игде затухает фотосинтез), эвфотическая зона (вся толща воды — включаетлиторальную и лимническую зоны), профундальная зона (дно и толща воды,куда не проникает солнечный свет). В приточных водоемах выделяют перекаты (мелководныеучастки с быстрым течением: дно без ила, встречаются преимущественноприкрепленные формы перифитона и бентоса) и плесы (глубоководныеучастки: течение медленное, на дне мягкий илистый субстрат и роющие животные).
Лентическиеэкосистемы (озера, пруды, водохранилища и др.).
Литоральнаязонанаселена двумя группами растений:укрепившиеся на дне (камыши, рогозы, кувшинки, прикрепленные водоросли и др.) иплавающие (водоросли, рдесты и др.). Животные в литорали разнообразны, чем вдругих зонах водоема. Встречаются моллюски, коловратки, мшанки, личинкинасекомых и др. Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь жеразмножаются. Многие обитающие здесь животные дышат кислородом атмосферноговоздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Зоопланктон представленракообразными, имеющими большое значение для питания рыб (дафнии и др.). Лимническаязона. Продуценты представлены фитопланктоном. В водоемах умеренного пояса«цветение» весной связано с массовым развитием диатомовых, летом — зеленых, осенью — азотфиксирующих сине-зеленых водорослей. Зоопланктонпредставлен растительноядными ракообразными и коловратками. Нектон лимническойзоны — только рыбы. Профундальная зона около дна представлена бентоснымиформами — личинками насекомых, моллюсками, кольчатыми червями, сапротрофнымибактериями и грибами.
Лотическиеэкосистемы (реки, родники, ручьи и др.) отличаются от стоячихводоемов следующими особенностями: 1) наличие течения; 2) более активный обменмежду водой и сушей; 3) более высокое содержание кислорода и более равномерноего распределение; 4) преобладание детритных цепей питания. Выделяют лотическиесообщества перекатов и плесов. На перекатах поселяются организмы, способныеприкрепится к субстрату (например, нитчатые водоросли) или хорошие пловцы(например, форель). На участках плеса сообщества напоминают прудовые. В большихреках прослеживается продольная зональность: в верховьях — сообществаперекатов, в низовьях и дельте — плесов, между ними местами могут возникать ите и другие. Видовой состав рыб к низовьям объединяется, но увеличиваются ихразмеры.
Заболоченныеучастки и болота бывают низинные (имеют, какправило, питание подземными водами) иверховые (питаются атмосфернымиосадками). Верховые могут встречаться в любом понижении или даже на склонахгор, низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц. Здесьраспространены болотные растения. Болотные почвы и торфяники содержат многоуглерода. Их сельскохозяйственная отработка приводит к выделению в атмосферубольшого количества углекислого газа.
Областьбесконечного шельфа является самой богатой в фаунистическомотношении. Прибрежная зона очень благоприятна по условиям питания, даже вдождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни, как здесь.
Районыапвеллинга расположены вдоль западных пустынных береговконтинентов. Здесь наблюдается апвеллинг — подъем холодных вод с глубиныокеана, так как ветры перемещают воду от крутого материкового склона, а взаменей из глубины поднимается вода, обогащенная биогенными элементами. Эти районыбогаты рыбой и птицами, живущими на островах.
Эстуарии,лиманы, устья рек, прибрежные бухты и т. д. — прибрежныеводоемы, представляющие собой экотоны между пресноводными и морскимиэкосистемами. Это высокопродуктивные районы, где наблюдаются аутвеллинг — привнос биогенных элементов с суши. Они обычно входят в литоральную зону иподвержены приливам и отливам. Здесь встречаются болотные и морские травы,водоросли, рыба, крабы, креветки, устрицы и т. д.
Открытыйокеан беден биогенными элементами. Эти районы можносчитать «пустынями» по сравнению с прибрежными водами. Арктические иантарктические зоны более продуктивны, так как плотность планктона растет припереходе от теплых морей к холодным, и фауна рыб и китообразных здесьзначительно богаче. Продуцентом выступает фитопланктон, им питаетсязоопланктон, а тем в свою очередь нектон. Видовое разнообразие фауны снижаетсяс глубиной. На глубине в стабильных местообитаниях сохранились виды из далекихгеологических эпох.
Глубоководныерифтовые зоны океана находятся на глубине около 3000 ми более. Условия жизни в экосистемах глубоководных рифтовых зон оченьсвоеобразны. Это полная темнота, огромное давление, пониженная температураводы, недостаток пищевых ресурсов, высокая концентрация сероводорода и ядовитыхметаллов, встречаются выходы горячих подземных вод, и т. д. В результатеживущие здесь организмы претерпели следующие адаптации: редукция плавательногопузыря у рыб или заполнение его полости жировой тканью, атрофирование органовзрения, развитие органов светосвечения и др. Живые организмы представленыгигантскими червями (погонофорами), крупными двустворчатыми моллюсками,креветками, крабами и отдельными видами рыб. Продуцентами выступаютсероводородные бактерии, живущие в симбиозе с моллюсками.
Заключение
экосистема биогеоценоз наземный пресноводный
Энергетическаяклассификация экосистем. В зависимости от источника энергии и степениэнергетических субсидий Ю. Одум (1986) разделил существующие экосистемы на 4типа.
1.Природные экосистемы, движимые Солнцем и несубсидируемые (например, открытыеокеаны, глубокие озера, высокогорные леса). Они получают мало энергии и имеютнизкую продуктивность, но при этом занимают основные площади биосферы.
2.Природные экосистемы движимые Солнцем и субсидируемые другими естественнымиисточниками (например, эстуарии в приливных морях, некоторые дождевые леса,речные экосистемы). Помимо солнечного света они получают дополнительную энергиюв виде дождя, ветра, органических веществ, минеральных элементов и т.д.
3.Экосистемы движимые Солнцем и субсидируемые человеком (например, агроэкосистемы,аквакультуры). Дополнительная энергия поставляется в них человеком в видегорючего, органических и минеральных удобрений, пестицидов, стимуляторов ростаи т. п. Эти экосистемы производят продукты питания и другие материалы.
4.Индустриально-городские экосистемы, движимые топливом (например, города,пригороды, промышленные комплексы). Основным источником энергии служит неСолнце, а топливо. Эти экосистемы зависят от экосистем первых трех типов,паразитируют на них, получая продукты питания и топливо.
Агроэкосистемы(сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы,возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни,сенокосы, пастбища). Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокойчистой продукции автотрофов (урожая). В них, так же, как в естественныхсообществах, имеются продуценты (культурные растения и сорняки), консументы(насекомые, птицы, мыши и т. д.) и редуценты (грибы и бактерии). Обязательнымзвеном пищевых цепей в агроэкосистемах является человек.
Урбосистемы(урбанистические системы) — искусственные системы, возникающие в результатеразвития городов, и представляющие собой средоточие населения, жилых зданий,промышленных, бытовых, культурных объектов и т. д. В их составе можно выделить следующиетерритории: промышленные зоны, где сосредоточены промышленные объекты различныхотраслей хозяйства и являющиеся основными источниками загрязнения окружающейсреды; селитебные зоны (жилые или спальные районы) с жилыми домами,административными зданиями и т. п.; рекреационные зоны, предназначенные дляотдыха людей (базы отдыха и т. п.); транспортные системы и сооружения,пронизывающие всю городскую систему (автомобильные и железные дороги, гаражи.аэродромы и т. п.). Существование урбоэкосистем поддерживается за счетагроэкосистем и энергии горючих ископаемых и автономной промышленности.
Списокиспользуемой литературы
Экология: Учебное пособие / Под. ред. проф. В. В.Денисова. — 2 — изд., исправленное и дополненное. — Москва: ИКЦ«МарТ», Ростов-на-Дону, 2006. — 672 с.
Экология: Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. / В. Н.Большаков, В. В. Качак, В. Г. Коберниченко и др.; 2006. — 504 с.: ил.
Экологический энциклопедический словарь. М.:Ноосфера 2007.
Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология 4-е изд,перераб. и доп. Ростов-на-Дону: Изд-во «Феникс», 2007.
Экология: Учебное пособие / С. И. Колесников. — 4-еизд. — М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°»; Ростов н/Д:Академцентр, 2010. — 384 с.