Природные экосистемы устойчивы потому что – Природные экосистемы устойчивы потому, что ...

Содержание

Экосистемы неустойчивые

Неустойчивые природные зоны — это зоны с суммой баллов 12 — 18. В таких зонах экоморфные превращения в экосистемах протекают с высокой скоростью, последствия которых труднопредсказуемы. При ведении горных работ в этих зонах требуются в основном инженерные природоохранные мероприятия.[ …]

Экосистемы способны саморегулироваться и сохранять свою устойчивость. Основной принцип сохранения , устойчивости экосистемы — сохранение замкнутости круговорота вещества. Основная причина неустойчивости экосистем — несбалансированность круговорота вещества из-за несогласованности деятельности организмов отдельных групп. Устойчивые экосистемы со сбалансированным круговоротом веществ называют зрелыми.[ …]

УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ — ее способность к реакции, пропорциональной по величине силе воздействия. Неустойчивость экосистемы — несоответственно большой ее отклик на относительно слабое воздействие.[ …]

Таким образом, экосистемы в процессе трансформации находятся в трех состояниях — двух относительно стабильных (гомеостатических) и одном неустойчивом (критическом). Первое из стабильных состояний соответствует фоновому уровню с высокой жизнеспособностью экосистемы, второе — импактному с почти нулевой жизнеспособностью. Переход из одного состояния в другое осуществляется через область неустойчивости, который в теории катастроф соответствует топологической структуре типа «складка». Этот переход можно считать необратимым, так как импактная территория служит как бы токсической ловушкой для мигрантов и диаспор.[ …]

Под устойчивостью экосистемы следует понимать ее способность сохранять параметры своего состояния в установленных равновесных диапазонах при таком уровне воздействия на параметры, когда система может перейти в неустойчивое состояние, вызывающее негативные последствия для общества и среды обитания.[ …]

АГРОБИОГЕОЦЕНОЗ — неустойчивая экосистема с искусственно созданным или обедненным видами естественным биотическим сообществом, дающим сельскохозяйственную продукцию. А. не способен длительно существовать без постоянной поддержки человеком.[ …]

Сельскохозяйственные экосистемы весьма неустойчивы, хрупки и уязвимы, они податливы воздействию антропогенных факторов. Поэтому, говоря словами профессора В. А. Ковды, ими нельзя управлять «на глаз». В управлении сельскохозяйственными экосистемами не должно быть штампа, стандарта, приблизительных действий. Методы управления ими должны быть такими же точными, как в медицине и других науках, на основе глубоких знаний и контролируемых технологических действий.[ …]

Как известно, естественные экосистемы находятся в состоянии динамического равновесия. Их эволюция происходит в сторону все большей устойчивости к возможным воздействиям. Мало того, определенные нагрузки могут увеличивать полезную продуктивность некоторых экосистем. Отсюда следует важный практический вывод о том, что не следует полностью воздерживаться от техногенного и иного воздействия на экосистемы из-за страха перед их неустойчивостью. Необходимо направлять усилия на тщательное изучение допустимых нагрузок на них. Обоснованное управление этими нагрузками является одним из условий устойчивого развития общества.[ …]

АГРОЭКОСИСТЕМА (агробиоценоз) — неустойчивая, искусственно созданная и регулярно поддерживаемая человеком экосистема с целью производства сельскохозяйственной продукции (поля, пастбища, огороды, сады, виноградники и др.). По сравнению с естественными биоценозами агроэкосистемы имеют отличия: в них резко снижено разнообразие живых организмов; виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором и обладают слабо выраженными механизмами саморегуляции; получают дополнительный поток энергии благодаря деятельности человека и т.п. Как правило, агроэкосистемы характеризуются высокой биологической продуктивностью по сравнению с природными экосистемами. Так, чистая первичная продукция естественных биоценозов умеренной зоны составляет для лесов 600-2500 г/м2 год, для степей — 150-1500 г/м2, а для возделываемых земель — до 4000 г/м2, в частности для сахарного тростника на Гавайских островах — до 7000 г/м2 в год (Уиттекер, 1980).[ …]

При незначительных нарушениях условий в экосистеме на фоне неизменных средних характеристик среды принципиальная структура биоценоза сохраняется за счет функциональной адаптации. При более существенном нарушении состава биоценоза возникают неустойчивые, сменяющие друг друга сообщества. Этот процесс в идеальном случае ведет к восстановлению исходного типа экосистемы. Экологические сукцессии — одно из наиболее ярких выражений механизма поддержания гомеостаза на уровне экосистемы (см. разд. 6.3.4).[ …]

Здесь, по-видимому, более уместно говорить о «неустойчивости» экосистемы, потому что при общей существенной устойчивости нарушение какой-либо связи (критической), выпадение какого-либо вида (критического) может привести к разрушению, гибели всей системы.[ …]

Так как по смыслу самой задачи — замкнутость экосистемы — следует ограниченность траекторий (4.1), то наличие неустойчивого нетривиального равновесия указывает на возможность существования у системы сложных динамических режимов — циклов и хаоса.[ …]

Человек может снимать высокие урожаи биомассы только в молодых экосистемах, где преобладает чистая продукция. Поэтому в земледелии и лесном хозяйстве используются начальные фазы экосистем с немногими (предпочтительно — одним) первичными продуцентами, то есть монокультуры. Но монокультуры неустойчивы. Гетеротрофы, которые ищут свою пищу в такой экосистеме, по отношению к человеку становятся «вредителями», и он стремится максимально сократить их численность.[ …]

Исследования потоков ресурсов сложно проводить в промышленных экосистемах, и это подтверждается примерами. Один, который помогает понять типичное поведение потоков, был разработан Полем Бруннером (Paul Brunner) и его коллегами для региона Сант-Галлена в северной Швейцарии. Общие потоки в системе показаны на рис. 22.8. Самый крупный входящий поток — вода, за ней следуют воздух и строительные материалы. Вода и воздух также преобладают над исходящими потоками. Очевидно, что это система I типа, в которой не происходит рециклирования в такой степени достаточного, чтобы его можно было показать. Особый интерес представляет то, что исходящие потоки меньше входящих; так, запас промышленных питательных веществ Сант-Галлена растет. Этот феномен был замечен в других исследованиях ПЭ потоков ресурсов и объяснен в основном как рост запаса строительных материалов в зданиях, автострадах и других структурах. В краткосрочном периоде этот рост запасов может не представлять проблемы. Однако это, очевидно, неустойчивая тенденция, и в некоторый момент отток запаса начнет уравновешивать его рост.[ …]

Таким образом, приведенный материал свидетельствует о том, что наиболее неустойчивыми при мощном воздействии акклима-тизантов оказываются не только наземные, но и водные изолированные экосистемы. Виды, обитающие в открытых и замкнутых водных экосистемах, являются более вариабельными, нежели виды из изолированных экосистем. Плотность популяций и половая структура являются чрезвычайно важным показателем устойчивости вида во времени и пространстве.[ …]

Как известно, низкий уровень индекса видового разнообразия указывает на неустойчивость экосистемы. Поэтому, надо полагать, судьба ее будет зависеть от очень многих факторов, которые трудно предусмотреть. В частности, в их числе могут быть агротехнические мероприятия, используемые в земледелии.[ …]

Подведем краткий итог полученным результатам. В первом параграфе данной главы мы показали, что в случае неустойчивости стационарного решения уравнения (2.1.2) или (2.1.3) поведение траекторий в окрестности стационарной точки носит колебательный характер. Существование периодических решений в этой окрестности установлено с помощью бифуркационной теоремы Хопфа. В данном параграфе рассмотрен важный частный случай, когда в цепи взаимодействий экологической системы можно выделить ’’узкое место”, на которое влияет лимитирующий фактор. Для таких систем при условии линейной зависимости величины лимитирующего фактора от численности экосистемы получен аналитический критерий устойчивости периодического решения.[ …]

Саморазвитие экосистем. В природе существуют как стабильные (длительно существующие, устойчивые), так и нестабильные (неустойчивые, изменяющиеся) экосистемы. Основная причина неустойчивости экосистем — несбалансированность круговорота веществ. В природе происходит саморазвитие экосистем от неустойчивого состояния к устойчивому. Для саморазвития биоценозов характерно: постепенное увеличение видового разнообразия, смена доминирующих видов, усложнение цепей питания, увеличение в сообществах доли видов с длительными циклами развития и т.д. В процессе саморазвития биоценозов темпы изменения постепенно замедляются. При частичном нарушении экосистемы происходит ее самовосстановление. Возможности экосистем к восстановлению не безграничны и зависят как от внешних условий, так и от видового разнообразия в окружающей среде.[ …]

В этой работе авторы останавливаются на двух альтернативах понятия устойчивости по Ляпунову в приложении к анализу динамических моделей экосистемы — устойчивости по Лагранжу и «иерархической» устойчивости. В последнем случае подразумевается, что неустойчивость некоторой подсистемы стабилизируется блоком, расположенным иерархически выше.[ …]

Мегаполисы представляют собой искусственную среду обитания человека, имеющую свои особые лимитирующие факторы в развитии и росте человеческой популяции. Современный город является неустойчивой экосистемой с преобладанием гетеротрофных звеньев пищевых цепей. Городская среда для поддержания экосистемы нуждается в постоянной заботе человека. Животный мир города достаточно разнообразен, однако не является природным зооценозом и не имеет способности к саморегуляции.[ …]

Если проводится замещение вырубленных лесов посадками, используют, как правило, немногочисленные виды ценных для человека растений, зачастую интродуценты. Таким образом устойчивая природная экосистема заменяется на неустойчивую, с немногочисленными видами. Интродукция и непреднамеренное расселение чужих видов (например, с транспортом) также нарушают сложившиеся функциональные связи между популяциями в биоценозах и снижает их устойчивость. В частности, это ведет к вспышкам численности вредителей растений, распространению возбудителей болезней животных и другим последствиям снижения устойчивости экосистем.[ …]

В планетарном масштабе такую систему составляют в совокупности космическое пространство, атмосфера Земли и ее водные ресурсы (Мировой океан), земля, недра и поверхность суши. Именно планетарная экосистема обеспечивает устойчивое развитие общества и среды обитания. Вместе с тем человеческая деятельность может вносить дисбаланс в относительно устойчивое состояние планетарной экосистемы. Это связано главным образом с милитаризацией общества и использованием этого механизма развития экономики для удовлетворения интересов отдельных стран человеческого сообщества или отдельных групп людей этого сообщества. Испытания систем вооружений, даже их ограниченное локальное применение, утилизация отходов военных технологий оказывают вредное (или пагубное) воздействие на отдельные параметры состояния среды обитания (хотя бы в ограниченном пространстве), приводя среду обитания в неустойчивое состояние. В данном случае значение имеет даже не степень воздействия на некоторые параметры состояния, а взаимосвязь их между собой. Поэтому кажущаяся незначительность неустойчивости среды обитания в данном ограниченном пространстве приводит к общей неустойчивости среды обитания с возможными отрицательными последствиями в ином пространстве среды обитания или к масштабным резонансным воздействиям, при которых неустойчивость среды обитания характеризуется как аварийная ситуация или экологическая катастрофа разного масштаба. Теперь, по мере достаточно глубокого освоения человеком рассматриваемых компонентов планетарной экосистемы, становится все более очевидным, что планетарная экосистема не обладает абсолютной устойчивостью, она возбудима и ранима, а потому нуждается в применении регулирующих механизмов. Рассмотрим для примера некоторые достаточно очевидные воздействия человека на компоненты планетарной экосистемы и их последствия на состояние среды обитания на планете Земля.[ …]

В ином масштабе биологического времени протекают Ц.и. под влиянием «гидромелиоративных работ» бобров: после того, как они запрудят реку, в течение нескольких лет происходит интенсивная перестройка экосистемы и возрастает роль влаголюбивых растений и их спутников. Виды деревьев, неустойчивых к подтоплению и затоплению, вообще погибают.[ …]

Это вполне своевременные практические задачи для решения экологических проблем устойчивого развития современного общества и среды обитания. Решения этих проблем позволят определить механизмы регулирования не только техногенных, но и глобальных природных явлений: климата, тектонических явлений и вулканической деятельности, магнитной и радиационной безопасности Земли, движения океанических масс и сопутствующих разрушительных явлений, движения материков, развития континентальной флоры и фауны, водных биоресурсов, перераспределения жизненного пространства и миграции народов Земли.[ …]

Различают два основных типа биоценозов: естественный и антропогенный. Первый тип — это биотическое сообщество, в функционировании которого отсутствует влияние деятельности человека. Второй тип (или агробиоценоз) — это неустойчивая, искусственно созданная и регулярно поддерживаемая человеком экосистема культурных полей (поля, искусственные пастбища, сады, виноградники и т.п.). Кт.т0. ценоз является объектом изучения биоценологии -науки, которая исследует закономерности жизни организмов в природных сообществах, их популяционную структуру, потоки энергии и круговорот веществ.[ …]

Устойчивость природных и антропогенных ценозов. Эта проблема связана с теорией сукцессий, с вопросами видового разнообразия и специфики ценотических отношений. В перспективе — сознательное размещение человеком устойчивых и неустойчивых экосистем в оптимальном сочетании, использование регуляторных механизмов в агроценозах. Такие исследования позволят в будущем создавать принципиально новые структурные единицы биосферы — природо-хозяйственные экосистемы, в которых должны преобладать черты устойчивости, стабильности, максимальной эффективности продукционного процесса.[ …]

Тем не менее, иммобилизацию загрязнений цементацией используют для связывания тяжелых металлов, радиоактивных отходов, полициклических и ароматических углеводородов, угольного дегтя и трихлор-этилена. Недостатком метода является неустойчивость некоторых цементных вяжущих к агрессивным подземным водам, что приводит к постепенному выщелачиванию загрязнений и поступлению их в экосистемы.[ …]

Степень антропогенных преобразований городских территорий, в особенности мегалополисов, чрезвычайно высока. Природные городские ландшафты весьма примитивны. Это парки и скверы, редко леса антропогенного происхождения и побережья морей и рек. Из фауны сохранились отдельные виды птиц и животных в очень простых и неустойчивых экосистемах. Широко встречаются немногие, толерантные к человеку виды, паразитирующие на отходах деятельности человека. Это крысы, вороны, тараканы и пр. Лишь литогенная основа остается наименее трансформированной, да климат изменяется в значительно меньшей степени, чем биогенные компоненты.[ …]

Быстрое развитие процесса урбанизации, экспоненциальный рост численности населения Земли и промышленного производства поставили под угрозу важнейшую функцию биосферы — устойчивое поддержание систем жизнеобеспечения. Нарушение биогеохимических циклов и баланса продукции и деструкции органического вещества в экосистемах, измененных хозяйственной деятельностью людей, делает экосистемы неустойчивыми. Стабильность экосистем коррелирует с биоразнообразием; при этом важно и разнообразие видов в системе, и функциональное разнообразие биологических отношений и экологических ниш, и генетическое разнообразие особей одного вида [Одум, 1986]. Таким образом, благодаря разнообразию элементов реализуются адаптивные возможности системы.[ …]

Биологические особенности популяций изменяются сопряженно с изменением климатических и других физических условий. Осцилляции плотности можно ожидать для популяций, в которых некоторое время происходит более или менее экспоненциальный рост. Такие популяции, вероятно, могут выйти за пределы, определяемые лимитирующим фактором, прежде чем достигнут устойчивого равновесия. Чем проще экосистема и чем больше лимитирующих факторов на нее воздействует, тем больше вероятность ее временной неустойчивости. Перенаселение в таких условиях сменяется снижением численности.[ …]

Все агроценозы — поля, огороды, сады, культурные пастбища и т.д. — с позиции экологии специально поддерживаются человеком на начальных стадиях формирования агроэкосистемы, поскольку эта молодая стадия сукцессии дает наиболее чистую продукцию. Приемами агротехники все конкурентные виды как сорняки уничтожаются, пищевые цепи в виде вредителей истребляются. В результате вмешательства человека в процессы, идущие в экосистеме, в ее функционировании возникают определенные помехи, поэтому и создаются агроэкосистемы, не способные к самовозобновлению, саморегулированию и крайне неустойчивые. Они постоянно находятся под угрозой гибели от массовой вспышки вредителей, болезней, от засухи или переувлажнения.[ …]

Адаптируемость морских арктических экосистем к новым климатическим условиям (связанным с глобальным потеплением) будет осложняться антропогенными препятствиями, обусловленными интенсивной нефтегазодобычей в шельфовых зонах. В частности, сокращение площади морских льдов может привести к снижению степени континентальности климата Арктики, повышению количества твердых осадков с последующим ростом ледников Арктики и Субарк-тики. Трансформация арктических экосистем (включая морские шельфы) в термодинамическом смысле отвечает принципу Ле-Шателье. Однако такое равновесие экосистемы является динамическим и в количественном отношении будет определяться интенсивностью отбора углеводородного сырья и его выносом в окружающую среду. Поэтому управление безопасностью в российском секторе Арктики при интенсивном развитии нефтегазодобывающей и транспортной инфраструктуры должно основываться на исследованиях в рамках синергетики, опирающейся на методологию анализа и синтеза сложных систем, предполагающих немонотонность их эволюционирования, а следовательно, нелинейность и множественность путей переходов из устойчивого состояния в неустойчивое и обратно.[ …]

Сезонная динамика индекса видового разнообразия представлена на рис. 36. Максимальных значений он достигал в июне вследствие глубоких перестроек планктонных фитоценозов в течение этого месяца, высокое значение индекса в сентябре связано с наступлением биологического лета и достижением максимального развития многих групп видов. Минимальные показатели связаны с упрощением структуры сообществ фитопланктона из-за прекращения вегетации видов вследствие наступления неблагоприятных условий. Нестабильность видового разнообразия (разброс значений от 0.05 в мае до 3.20 в июне и 2.80 в сентябре) может быть связана с общей неустойчивостью экосистемы озера. Большая величина индекса видового разнообразия обычно связывалась со стабильностью экосистем (Margalef, 1968). Более поздние исследования (Huston, 1979) устойчивыми считают системы с небольшим видовым разнообразием и сильно выраженным доминированием.[ …]

Оценка и контроль степени эвтрофикации водоемов базируется на исследовании редокс-состояния водной системы. Основным источником поступления пероксида водорода в природные водоемы (по крайней мере, для северо-западного региона России) является продукция фитопланктона в ходе его фотосинтетической активности в дневное время.[ …]

Поскольку процесс эвтрофирования связан с обогащением водной среды биогенными веществами, часто первым доказательством этого влияния является биомасса водоема. В этой главе представлены основные концепции первичного продуцирования и роста фитопланктона. Солнечная энергия, используемая при фотосинтезе первичными продуцентами (главным образом фитопланктон плюс макрофиты), становится доступной для потребления животными более высоких трофических уровней. В среде с неограниченными запасами биогенных веществ теоретически рост должен возрастать экспоненциально, но в действительности этого не происходит. Учет выедания или лимитирования роста в результате истощения запасов какого-либо одного из биогенных веществ может ограничивать такой рост до уровня «потенциальной способности» экосистемы. Любой вид может стать неустойчивым и погибнуть, позволяя другим альтернативным видам активно развиваться. Ограничение роста как результат доступности специфического биогенного вещества является ключевой концепцией (хотя эвтрофные водные экосистемы, вероятно, лимитированы по условиям освещенности). Теоретически возможное биогенное лимитирование является результатом дефицита одного из многих биогенных веществ, однако обычно рост биомассы сдерживается недостатком либо фосфора, либо азота. Поскольку эти два биогенных элемента играют важную роль в эвтрофирова-нии водоемов, их необходимо рассмотреть более подробно: с химической точки зрения (см. главу 5) и по отношению к аллохтон-ным источникам (см. главы 6 и 7).[ …]

ru-ecology.info

Естественные и искусственные экосистемы

Экосистемы — это одно из ключевых понятий экологии, которое представляет собой систему, включающую в себя несколько компонентов: сообщество животных, растений и микроорганизмов, характерную среду обитания, целую систему взаимосвязей, благодаря которым осуществляется взаимообмен веществами и энергиями.

В науке существует несколько классификаций экосистем. Одна из них разделяет все известные экосистемы на два больших класса: естественные, созданные природой, и искусственные — те, что создал человек. Рассмотрим каждый из этих классов подробнее.

Естественные экосистемы

Как уже отмечалось выше, естественные, природные экосистемы образовались в результате действия сил природы. Для них характерны:

Тесная взаимосвязь органических и неорганических веществ
Полный, замкнутый круг круговорота веществ: начиная от появления органического вещества и заканчивая его распадом и разложением на неорганические компоненты.
Устойчивость и способность к самовосстановлению.

Все природные экосистемы определяются следующими признаками:

1. Видовая структура: численность каждого вида животного или растения регулируется природными условиями.
2. Пространственная структура: все организмы располагаются в строгой горизонтальной или вертикальной иерархии. Например, в лесной экосистеме четко выделяются ярусы, в водной — размещение организмов зависит от глубины воды.
3. Биотические и абиотические вещества. Организмы, составляющие экосистему, делятся на неорганические (абиотические: свет, воздух, почва, ветер, влажность, давление) и органические (биотические — животные, растения).
4. В свою очередь биотический компонент делится на производителей, потребителей и разрушителей. К производителям относят растения и бактерии, которые с помощью солнечного света и энергии создают из неорганических веществ органику. Потребители — это животные и плотоядные растения, которые питаются этой органикой. Разрушители (грибы, бактерии, некоторые микроорганизмы) являются венцом пищевой цепочки, так как производят обратный процесс: органику превращают в неорганические вещества.

Пространственные границы каждой природной экосистемы весьма условны. В науке принято определять эти границы естественными очертаниями рельефа: например, болото, озеро, горы, реки. Но в совокупности, все экосистемы, слагающие биооболочку нашей планеты, считаются открытыми, так как они взаимодействуют с окружающей средой и с космосом. В самом общем представлении картина выглядит так: живые организмы получают из окружающей среды энергию, космические и земные вещества, а на выходе — осадочные породы и газы, уходящие в итоге в космос.

Все компоненты природной экосистемы находятся в тесной взаимосвязи. Принципы этой связи складываются годами, иногда столетиями. Но именно поэтому они и становятся настолько устойчивы, так как эти связи и климатические условия и определяют виды животных и растений, которые обитают в данном ареале. Любое нарушение равновесия в природной экосистеме может привести к ее исчезновению или затуханию. Таким нарушением может стать, например, вырубка леса, истребление популяции того или иного вида животных. В этом случае сразу нарушается пищевая цепочка, и экосистема начинает «сбоить».

К слову, привнесение дополнительных элементов в экосистемы также способно нарушить ее. Например, если человек начнет разводить в выбранной экосистеме животных, которых там изначально не было. Яркое подтверждение тому — разведение кроликов в Австралии. Сначала это было выгодно, так как в такой благодатной среде и прекрасных для разведения климатических условиях, кролики стали размножаться с невероятной быстротой. Но в итоге все свелось к краху. Несметные полчища кроликов опустошали пастбища, где раньше паслись овцы. Численность овец стала снижаться. А продуктов от одной овцы человек получает гораздо больше, чем от 10 кроликов. Этот случай вошел даже в поговорку: «Кролики съели Австралию». Понадобилось неимоверное усилие ученых и большие затраты, прежде чем удалось избавиться от поголовья кроликов. Полностью их популяцию в Австралии истребить не удалось, но их численность сократилась и уже не угрожала экосистеме.

Искусственные экосистемы

Искусственными экосистемами называют сообщества животных и растений, обитающих в условиях, которые создал для них человек. Их еще называют нообиогеоценозами или социоэкосистемами. Примеры: поле, пастбище, город, общество, космический корабль, зоосад, сад, искусственный пруд, водохранилище.

Самым простым примером искусственной экосистемы является аквариум. Здесь ареал обитания ограничен стенками аквариума, приток энергии, света и питательных веществ осуществляется человеком, он же регулирует температуру и состав воды. Численность обитателей также изначальна определена.

Первая особенность: все искусственные экосистемы являются гетеротрофными, т.е потребляющими готовую пищу. Возьмем для примера город — одну из самых больших искусственных экосистем. Здесь огромную роль играет приток искусственно созданной энергии (газопровод, электричество, продукты питания). В то же время, такие экосистемы характеризуются большим выходом ядовитых веществ. То есть, те вещества, которые в природной экосистеме в дальнейшем служат для производства органики, в искусственных зачастую становятся непригодными.

Еще одна отличительная особенность искусственных экосистем — незамкнутый цикл обмена веществ. Возьмем для примера агроэкосистемы — наиболее важные для человека. К ним относятся поля, сады, огороды, пастбища, фермы и прочие сельскохозяйственные угодья, на которых человек создает условия для выведения продуктов потребления. Часть пищевой цепочки в таких экосистемах человек вынимает (в виде урожая), а потому пищевая цепочка становится разрушенной.

Третьим отличием искусственных экосистем от природных является их видовая малочисленность. Действительно, человек создает экосистему ради выведения одного (реже нескольких) видов растений или животных. Например, на пшеничном поле уничтожаются все вредители и сорняки, культивируется лишь пшеница. Это дает возможность получить лучший урожай. Но в то же время, уничтожение «невыгодных» для человека организмов делает экосистему неустойчивой.

Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем

Сравнение природных экосистем и социоэкосистем удобнее представить в виде таблицы:

Природные экосистемы	Искусственные экосистемы
Главный компонент — солнечная энергия.	В основном, получает энергию из топлива, и готовой пищи (гетеротрофны)
Формирует плодородную почву	Истощает почву
Все природные экосистемы поглощают углекислый газ и производят кислород	Большинство искусственных экосистем потребляет кислород и продуцирует углекислый газ
Большое видовое разнообразие	Ограниченное количество видов организмов
Высокая устойчивость, способность к саморегуляции и самовосстановлению	Слабая устойчивость, так как такая экосистема зависит от деятельности человека
Замкнутый обмен веществ	Незамкнутая цепь обмена веществ
Создает места обитания диких животных и растений	Разрушает ареалы дикой природы
Накапливает воду, разумно расходуя ее и очищая	Большой расход воды, ее загрязнение

xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Природная экосистема и агроэкосистема

Термином экосистема называют единство живых организмов и среды их обитания, в котором они могут осуществлять обмен энергией и веществами. В экосистеме гармонично сочетается жизнь животных, растений и микроорганизмов. Она имеет характерный для нее состав почвы, изменения температуры и показатели биологической продуктивности.

Экосистемы могут быть естественными (биогеоценоз) и искусственными (агроценоз). Естественные экосистемы — это тайга, лес, озеро, море, пустыня и другие. Искусственные – аквариум, виноградники, огороды, клумбы, поле и другие.

Основная характеристика экосистемы — это наличие относительно замкнутого, стабильного во времени и пространстве потока энергии и веществ между живыми организмами и неорганическими условиями существования. Поэтому, например аквариум не является природной экосистемой, так как если не следить за ним, он очень быстро разрушится, потому что не может сам развиваться и регулировать условия, чтобы поддерживать в себе жизнь организмов на прежнем уровне.

Сходства природных экосистем и агроэкосистем

Являются открытыми экосистемами, то есть поглощают энергию солнца.
Состоят из консументов(организмов, потребляющих органические вещества), продуцентов( организмов, которые производят органические вещества из неорганических), редуцентов( организмов, разрушающих мертвые остатки и превращающих их в органические или неорганические соединения(грибы и бактерии)).
В каждой из систем работает правило экологической пирамиды.
Существуют цепи питания.
Присутствуют борьба за выживание, искусственный или естественный отбор и наследственная изменчивость
Основой сообществ служат продуценты, которые используют энергию солнца для образования органических веществ и являются первым звеном в цепочке питания.

Различия природных экосистем и агроэкосистем

Действие и направление отбора особей. В природной экосистеме всегда присутствует естественный отбор, во время которого слабые и больные особи уничтожаются. Этим обеспечивается устойчивость экосистемы.
Общий круговорот питательных элементов. В природной экосистеме постоянно происходят множественные пищевые цепи.
Источник энергии. В природной экосистеме используется только один источник света солнце. В агроэкосистемах широко используется энергия человека, которую он затрачивает на поддержание экосистемы.
Разнообразие видов и их устойчивость. В агроэкосистемах человек выращивает или культивирует только определенные виды растений, а это обедняет видовый состав грибов, бактерий и животных и может стать причиной уничтожения особыми насекомыми (колорадским жуком и др.) либо болезнями (мучнистой росой и др.)
Самодостаточность и способность к саморегуляции.
Продуктивность.

Категория	Природная экосистема	Агроэкосистема
Действие и направление отбора особей	Путем естественного отбора отбраковываются слабые особи и формируется стойкая экосистема	Человек сохраняет продуктивные особи и ослабляет естественный отбор
Общий круговорот питательных элементов	Вещества, потребляемыми организмами уходят в почву, продолжая круговорот питательных элементов	Человек, вместе с урожаем уносит питательные вещества, тем самым прерывая круговорот
Разнообразие видов и их устойчивость	Большое видовое разнообразие обеспечивает длинные пищевые цепи и взаимосвязь организмов	Человек выращивает что-то одно, пищевые цепи короткие, а взаимосвязь организмов неустойчива
Самодостаточность и способность к саморегуляции	Постоянно саморегулируется и обновляется. Может произойти смена сообществ (например, еловый лес станет лиственным)	Человек полностью контролирует и регулирует экосистему. Вносит удобрения, избавляется от сорняков и меняет сорта на более продуктивные.
Продуктивность	Биомасса экосистемы на суше более продуктивна, чем биомасса Мирового океана.	Агроэкосистема очень продуктивна, в сравнении с природной экосистемой, хотя занимает всего 10% суши.
Противостояние природным факторам	Способна полностью противостоять природным факторам и изменениям условий существования	Без вмешательства человека быстро разрушается
Общий объем и протяженность	Бывают различного объема и протяженности	Человек регулирует объем

При нарушении природной экосистемы происходит потеря устойчивости биосферы и нарушается ее способность погашать обратными связями возникающие изменения.

xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Носовец Юлия — П.Р. Сравнение природной экосистемы и агросистемы.

Практическая работа

Тема: Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем своей местности.

Цель: выявит черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.

Ход работы:

Дать оценку движущим силам, формирующим природные и агроэкосистемы.

Движущие силы

Природная экосистема

Агроэкосистема

Естественный отбор

Искусственный отбор

Впишите предложенные варианты в таблицу:

· Действует на экосистему

· Не действует на экосистему

· Действие направленно на достижение максимальной продуктивности

· Действие на экосистему минимально

2. Оценить некоторые количественные характеристики экосистем.

	Природная экосистема	Агроэкосистема
Видовой состав
Продуктивность

· Меньше

· Больше

3. Сравнить природную экосистему и агроценоз, выбирая правильные характеристики из предложенных вариантов.

Общие характеристики

Характерно только для

природной экосистемы

Характерно только для

агроэкосистемы

Наличие в цепях питания редуцентов
Экосистема устойчива во времени без вмешательства человека
Наличие в цепях питания продуцентов
Наличие в цепях питания консументов
Часть энергии или химических веществ может искусственно вносится человеком
Основной источник энергии – Солнце
Обязательным элементом цепей питания является человек
Экосистема быстро разрушается без вмешательства человека
Человек слабо влияет на круговорот веществ
Неорганические вещества извлекаются продуцентами из почвы, удаляются из экосистемы
Характеризуется многообразие экологических ниш

4. Сделайте вывод о сходстве и различии природных экосистем и агроэкосистем.

Материалы к работе:

Природная экосистема и агроэкосистема

Сходства природных экосистем и агроэкосистем

Являются открытыми экосистемами, то есть поглощают энергию солнца.
Состоят из консументов(организмов, потребляющих органические вещества), продуцентов( организмов, которые производят органические вещества из неорганических), редуцентов( организмов, разрушающих мертвые остатки и превращающих их в органические или неорганические соединения(грибы и бактерии)).
В каждой из систем работает правило экологической пирамиды.
Существуют цепи питания.
Присутствуют борьба за выживание, искусственный или естественный отбор и наследственная изменчивость
Основой сообществ служат продуценты, которые используют энергию солнца для образования органических веществ и являются первым звеном в цепочке питания.

Различия природных экосистем и агроэкосистем

Действие и направление отбора особей. В природной экосистеме всегда присутствует естественный отбор, во время которого слабые и больные особи уничтожаются. Этим обеспечивается устойчивость экосистемы.
Общий круговорот питательных элементов. В природной экосистеме постоянно происходят множественные пищевые цепи.
Источник энергии. В природной экосистеме используется только один источник света солнце. В агроэкосистемах широко используется энергия человека, которую он затрачивает на поддержание экосистемы.
Разнообразие видов и их устойчивость. В агроэкосистемах человек выращивает или культивирует только определенные виды растений, а это обедняет видовый состав грибов, бактерий и животных и может стать причиной уничтожения особыми насекомыми (колорадским жуком и др.) либо болезнями (мучнистой росой и др.)
Самодостаточность и способность к саморегуляции.
Продуктивность.

Категория	Природная экосистема	Агроэкосистема
Действие и направление отбора особей	Путем естественного отбора отбраковываются слабые особи и формируется стойкая экосистема	Человек сохраняет продуктивные особи и ослабляет естественный отбор
Общий круговорот питательных элементов	Вещества, потребляемыми организмами уходят в почву, продолжая круговорот питательных элементов	Человек, вместе с урожаем уносит питательные вещества, тем самым прерывая круговорот
Разнообразие видов и их устойчивость	Большое видовое разнообразие обеспечивает длинные пищевые цепи и взаимосвязь организмов	Человек выращивает что-то одно, пищевые цепи короткие, а взаимосвязь организмов неустойчива
Самодостаточность и способность к саморегуляции	Постоянно саморегулируется и обновляется. Может произойти смена сообществ (например, еловый лес станет лиственным)	Человек полностью контролирует и регулирует экосистему. Вносит удобрения, избавляется от сорняков и меняет сорта на более продуктивные.
Продуктивность	Биомасса экосистемы на суше более продуктивна, чем биомасса Мирового океана.	Агроэкосистема очень продуктивна, в сравнении с природной экосистемой, хотя занимает всего 10% суши.
Противостояние природным факторам	Способна полностью противостоять природным факторам и изменениям условий существования	Без вмешательства человека быстро разрушается
Общий объем и протяженность	Бывают различного объема и протяженности	Человек регулирует объем

Степь как природная экосистема

В отличие от леса, в экосистеме степи встречаются лишь одиночные деревья. Это равнинная территория, покрытая травянистой растительностью. Лето в степи засушливое, дуют частые ветры, осадков выпадает мало. Из растений представлены преимущественно травы. Они размножаются семенами, а также вегетативно — при помощи органов, зимующих в почве.

Для растений степи самым благоприятным временем года является весна, когда в почве еще достаточно влаги от растаявшего снега. Тогда пышно разрастается разнотравье степи. Желтый гусиный лук, сиреневые колокольчики, фиолетовые цветки шалфея, нежно-голубые гиацинты, пламенные маки — степь напоминает красочный ковер. Однако со средины лета начинается засуха, трава выгорает, землю высушивают суховеи. К таким условиям хорошо приспособились засухоустойчивые растения: мятлик, чертополох, пижма, полынь, ковыль, синеголовник, перекати-поле. Они невысокие, имеют мелкие листья.

Изредка степь пересекает река или балка, вблизи которых растительный мир богат, встречаются деревья и кусты.

Среди животных в степи распространены степной заяц, сурок, суслик, лиса-корсак, хорек, тушканчик, крот, землеройка, слепыш, различные виды мышей, степной орел, жаворонок, перепел, степная гадюка, прыткая ящерица и много насекомых. Все они приспособились к жизни в условиях степи. Из-за жары большинство из них днем прячутся в норах или других укрытиях, а на поиски пищи отправляются ночью.

nosovetz.ucoz.ru

Природные экосистемы

Экосистемы являются экологическими единицами биосферы, имеют видовую, пространственную, трофическую структуру, что определяет обмен веществ как между организмами, так и между живыми и абиотическими ее компонентами.

Рассмотрим экосистему березовой рощи (период апрель – май). В данной экосистеме растения всех ярусов можно назвать абсолютно здоровыми: у них нет никаких уродств, искривлений стволов, они являются полностью развитыми.

В лесных экосистемах формируется особый травяной покров: копытень европейский, вороний глаз, осока волосистая, ясменник душистый. Эти и другие виды травянистого покрова растут под влиянием лесного полога листопадных деревьев, они формирует условия малой освещенности, к которым приспособлены лесные травы.

Помимо видового, биоценоз имеет пространственную и трофическую структуры. Распределение видов в биоценозе не случайно, что особенно выражено у растений.

В лесу деревья формируют верхний полог, или верхний ярус (береза повислая или бородавочная [рис. 1], осина, клен). Второй ярус состоит из молодых особей деревьев верхнего яруса и из взрослых деревьев других, меньших по раз

меру, видов, которые обычно не достигают высоты верхнего яруса (рябина [рис. 2]). Третий ярус — кустарники (акация [рис. 3]), они образуют подлесок, четвертый — травы (копытень [рис. 4], осока волосистая, вороний глаз [рис. 5], ясменник душистый). Мхи на поверхности почвы могут формировать еще один ярус растительности.

Ярусность сообщества является важным экологическим фактором, так как определяет количество света, проходящего через кроны деревьев.

В лесах умеренной зоны освещенность поверхности почвы может составлять до 2% освещенности открытого участка.

Экосистему березовой рощи также населяют и некоторые виды живых организмов (животных и микроорганизмов) [рис. 6]. Из птиц можно назвать пестрого дятла [рис. 7], большую синицу [рис. 8] и др.; из насекомых – шмеля, осу, майского жука, комара; из др. мелких организмов – дождевого червя [рис. 9], жужелицу, майского хруща, пестрого усача, черного щелкуна, погребального могильщика. Интересно также, что разные жизненные формы занимают разные экологические ниши. На рис. 10, например, представлены экологические ниши птиц в березовой роще.

Если обратить внимание на большое количество всходов растений нижнего яруса, на огромное количество молодых побегов берез и акации, то можно сделать вывод об интенсивном развитии этой экосистемы. Также можно предположить, что без вмешательства человека, данная экосистема может смешаться с экосистемой поля и уничтожить ее.

Лесная подстилка березовой рощи образована продуктами разложения опавших листьев, мелких веточек, кусков коры — опада, сухой травы и трупов мелких жизненных форм. Если принять во внимание ее структуру и консистенцию, то можно сказать, что она обусловливает водно-воздушный и питательный режимы лесной почвы, ее лесорастительные свойства.

Однако экосистема ни всегда однообразна по своему составу. В разное время года ее населяют разные жизненные формы: отмирают одни, появляются другие, или исчезают одни, но остаются другие. Эти перемены циклически повторяются каждый год. Но этот цикл может нарушится из-за вмешательства человека.

Основным последствием деятельности человека является обезлесенье, которое влечет за собой тяжелые последствия [рис. 11]. Среди лиственных пород многие после вырубки дают поросль — это побеги из спящих почек, расположенных на стволе у основания дерева или на корнях. Порослевые побеги используют мощную корневую систему взрослого дерева и запасы питательных веществ, отложенных в ней, и быстро растут. У них крупные, иногда гигантские листья.

Даже частичное вырубание деревьев изменяет среду жизни оставшихся растений, нарушает их жизнедеятельность и состояние. Сплошная рубка резко меняет условия лесной среды на открытое местообитание. В растениях лесного подроста и в тенелюбивых растениях травянистого и кустарничкового ярусов разрушается хлорофилл, что выражается в побледнении листьев, резком высушивании — ксерофилизации, угнетении роста, ожогах, отмирании части надземных органов. На вырубках создаются условия для поселения светолюбивых растений, устойчивых к нагреванию и недостатку влаги. Изменяется и состав животного населения. Существование дятлов и других видов животных, обитающих на старых и мертвых деревьях, находится под угрозой.

Восстановление леса после вырубки уменьшает эрозию почв, вымывание из нее питательных веществ и изменяет режим водообмена. Однако на многих участках нарушения, связанные с широкомасштабной вырубкой, настолько велики, что затрудняют последующее лесовосстановление или делают его невозможным. Чтобы сделать его возможным, необходимо уменьшить вырубку старых деревьев и увеличить количество молодых. Для человеческих нужд необходимо вырубать только больные и мертвые деревья.

ВЫВОДЫ.

Глобальный биогенный круговорот веществ слагается из круговоротов, происходящих в элементарных экосистемах.

В каждой из экосистем обязательные экологические категории — продуценты, консументы, редуценты — никогда не представлены одним видом, но всегда их набором. Это своеобразная гарантия: если что-то случается с одним видом, его долю работы принимают на себя другие, и биогеоценоз продолжает функционировать. Эта сложная взаимосвязь обеспечивает устойчивость жизненных процессов в экосистеме.

Видовая, трофическая и пространственная структуры создают устойчивость природных экосистем, сопротивляемость внезапным и кратковременным воздействиям. Продолжающиеся «постоянно беспокоящие» воздействия опасны тем, что реакции экосистем на них еще недостаточно исследованы.

Из всех вмешательств человека в естественные экосистемы ни одно не растет такими быстрыми темпами, как загрязнение окружающей среды. Особую опасность представляет загрязнение, способное изменить структуру и функции экосистем, что подтверждают их реакции на кислые осадки. Поэтому человек должен найти способ поддерживать устойчивость, сопротивляемость и упругость экосистем и выработать оптимальные технологии использования их ресурсов.

mirznanii.com

Природные экосистемы устойчивы потому что – Природные экосистемы устойчивы потому, что …