Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма (от др.-греч. οἶκος - жилище, местопребывание и σύστημα - система) - биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
БИОТОП(от био... и греч. topos - место), естественное, относительно однородное жизненное пространство определенного биоценоза. Биотоп включает в себя минеральные и органические вещества, климатические факторы, свет, давление и движение среды, влажность, рН среды, механические и физико-химические свойства субстрата, который может быть твердым (почва, дно водоема), жидким (вода), газообразным (атмосфера). Основные биотопы Земли: моря и океаны - 71%; горы и пустыни - 16%; ледники, джунгли, леса - 8%; земли, пригодные для обработки - 5%.
Обычно понятие экотоп определялось как местообитание организмов, характеризующееся определённым сочетанием экологических условий: почв, грунтов, микроклимата и др.
В соответствии с определениями между понятиями «экосистема» и «биогеоценоз» нет никакой разницы, биогеоценоз можно считать полным синонимом термина экосистема. Однако существует распространённое мнение, согласно которому биогеоценоз может служить аналогом экосистемы на самом начальном уровне, так как термин «биогеоценоз» делает бо́льший акцент на связь биоценоза с конкретным участком суши или водной среды, в то время как экосистема предполагает любой абстрактный участок. Поэтому биогеоценозы обычно считаются частным случаем экосистемы. Разными авторами в определении термина биогеоценоз перечисляются конкретные биотические и абиотические компоненты биогеоценоза, в то время как определение экосистемы носит более общий характер
Структура экосистем.
Каждая экосистема состоит из 2 блоков: биоценоз и биотоп.
Биогеоценоз, по В. Н. Сукачеву, включает блоки и звенья. Это понятие, как правило, применяют к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно наличие как основного звена – растительного сообщества (луг, степь, болото). Существуют экосистемы без растительного звена. Например, те, которые формируются на базе разлагающихся органических остатков, трупов животных. В них достаточно лишь присутствие зооценоза и микробоценоза.Каждый биогеоценоз – экосистема, но не каждая экосистема – биогеоценозна.Биогеоценозы и экосистемы различаются по временному фактору. Любой биогеоценоз потенциально бессмертен, так как все время получает энергию от деятельности растительных фото– или хемосинтезирующих организмов. А также экосистемы без растительного звена, заканчивая свое существование высвобождают в процессе разложения субстрата всю содержащуюся в нем энергию.
2. Видовая структура экосистем. Под ней понимают количество видов, которые образуют экосистему, и соотношение их численностей. Видовое разнообразие исчисляется сотнями и десятками сотен. Оно тем значительнее, чем богаче биотоп экосистемы. Самыми богатыми по видовому разнообразию являются экосистемы тропических лесов. Богатство видов зависит и от возраста экосистем. В сформировавшихся экосистемах обычно выделяется один или 2 – 3 вида явно преобладающих по численности особей. Виды, которые явно преобладают по численности особей, – доминантные (от лат. dom-inans – «господствующий»). Также в экосистемах выделяются виды – эдификаторы (от лат. aedifica-tor – «строитель»). Это те виды, которые являются образователями среды (ель в еловом лесу наряду с доминантностью имеет высокие эдификаторные свойства). Видовое разнообразие – важное свойство экосистем. Разнообразие обеспечивает дублирование ее устойчивости. Видовую структуру используют для оценки условий местопроизрастания по растениям-индикаторам (лесная зона – кислица, она указывает на условия увлажнения). По растениям-эдификаторам или доминантам и растениям-индикаторам называют экосистемы.
Экология популяций.
Как первая надорганизмен-ная биологическая система, популяция обладает определенной структурой и свойствами. Структуру популяции отражают такие ее показатели, как численность и распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие и другие особенности.
Численность - общее количество особей в популяции. Эта величина характеризуется широким диапазоном изменчивости, однако она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности по сравнению с этими пределами может привести к вымиранию популяции. Полагают", что если численность популяции меньше нескольких сотен особей, то любые случайные причины (пожар, наводнение, засуха, обильные снегопады, сильные морозы и т. д.) могут сократить ее настолько, что оставшиеся особи не смогут встречаться и оставить потомство. Рождаемость перестанет покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение сравнительно короткого времени вымрут.
Плотность - число особей на единицу площади или объема. При увеличении численности плотность популяции, как правило, возрастает; она остается прежней лишь в случае ее расселения и расширения ареала. У некоторых животных плотность популяции регулируется сложными поведенческими и физиологическими механизмами.
Пространственная структура популяции характеризуется особенностями размещения особей на занимаемой территории. Она определяется свойствами местообитания и биологическими особенностями вида.
Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции. Генетический механизм определения пола обеспечивает расщепление потомства по полу в соотношении 1: 1. Изменение половой структуры популяции отражается на ее роли в экосистеме, так как самцы и самки многих видов отличаются друг от друга по характеру питания, ритму жизни, поведению и др. Так, самки некоторых видов комаров, клещей и мошек являются кровососущими, в то время как самцы питаются соком растений или нектаром. Преобладание доли самок над самцами обеспечивает более интенсивный рост популяции.
Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяциях, зависящее от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомств за сезон и др. Если какая-либо возрастная группа сокращается либо увеличивается, это сказывается на общей численности популяции. Если же в популяции преобладают старые особи, можно со всей определенностью сказать, что данная популяция завершает свое существование.
Экологическая структура свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды. Кроме того, разные особи этой же популяции зацветают неодновременно, что способствует более полному их опылению (при одновременном
кратковременном цветении насекомые могут не успеть опылить все цветки). У такой популяции меньший риск остаться без семян, например в случае кратковременных заморозков (замерзнет лишь часть цветков).
Развитие экосистем.
В природных экосистемах последовательная смена во времени одних биоценозов другими на определенном участке земной поверхности называется сукцессией(первичная и вторичная).
Первичная: развивается на лишенном жизни месте, где условия существования не являются благоприятными.
Вторичная: происходит на участке, занятом хорошо развитым сообществом под влиянием внутренних факторов или освободившимся после разрушенного сообщества под воздействием внешних причин (пожары, наводнения и т.д.), в результате деятельности человека.
Отдельные стадии развития сукцессии называются серийными стадиями. Состояние окончательного равновесия называется климаксом. Климакс экосистемы относительно стабильный, обладает способностями к саморегулированию в течение длительного времени. В свою очередь могут подвергаться процессам биологических саморазрушений (старения).
Экологическая ниша.
Экологи́ческая ни́ша - место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Термин введен в 1914 году Дж. Гриннеллом и в 1927 году Чарльзом Элтоном.
Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке. По Хатчинсону экологическая ниша может быть:
Фундаментальной - определяемой сочетанием условий и ресурсов, позволяющим виду поддерживать жизнеспособную популяцию;
Реализованной - свойства которой обусловлены конкурирующими видами.
Это различие подчеркивает, что межвидовая конкуренция приводит к снижению плодовитости и жизнеспособности и что в фундаментальной экологической нише может быть такая часть, занимая которую вид в результате межвидовой конкуренции не в состоянии больше жить и успешно размножаться. Эта часть фундаментальной ниши вида отсутствует в его реализованной нише.Таким образом, реализованная ниша всегда входит в состав фундаментальной или равна ей.
Похожая информация.
Биотоп
(от био и греч. topos - место) - участок земной поверхности (суши или водоема) с однородными (однотипными) условиями (абиотическими факторами) обитания (почва, климат и т. д.), занимаемый тем или иным биоценозом. В пространственном отношений биотоп соответствует биоценозу, границы которого устанавливают по фитоценозу, имеющему легко распознаваемые очертания. Кроме того, фитоценоз является главным структурным элементом (компонентом) биоценоза, поскольку полностью определяет видовой состав зоо- и микробиоценозов.
Биотоп
местность (урочище) с относительно однородными условиями обитания живых организмов.
Биотоп
однородное по абиотическим факторам местообитание, занятое одним и тем же сообществом (на суше - биогеоценозом). В Б. абиотические факторы среды преобразованы влиянием организмов (из материнской породы сформирована почва, изменен режим освещения, температуры, потребление ресурсов ограничено конкуренцией с организмами со сходным типом питания и т. д.). Примеры Б.: склон оврага, городской лесопарк, небольшое озеро (или часть большого озера с однородными условиями - прибрежная отмель, глубоководная часть).
Биотоп
Участок суши или водоёма, занятый определённым биоценозом, видовой состав которого определяется комплексом абиотических факторов (условиями рельефа, климата и др.). В более узком смысле биотоп рассматривается как среда существования комплекса животных и растений, входящих в биоценоз. Напр., биотопом можно считать открытый пресноводный водоём и его мелководье, где щуки охотятся, мечут икру и нагуливаются, или же участок со старыми деревьями, где грачи устраивают гнездовые колонии и находят пищу.
Приобретает все большее значение. В условиях экоцида планеты человеком, каждый должен иметь хотя бы общее представление о некоторых экологических понятиях. В литературе и периодике о природе часто встречается понятие биотоп. Что такое биотоп? Чем он отличается от биоценоза? Попробуем все это прояснить в данной статье.
Биотопом (от греческих слов βίος — жизнь и τόπος — место) называют часть геопространства однородного по признакам, на котором проживает определенная совокупность живых организмов (биоценоз). Таким образом, это участок с определенными абиотическими (не живыми) характеристиками, ограниченный совокупностью всего живого на нем.
Значение термина биотоп подразумевает определенные характеристики, которые слагаются из некоторых компонентов, а именно:
Что такое биотоп понятно, если сказать, что это не живая часть биогеоценоза, который и слагается из биотопа и биоценоза. Все факторы находятся в постоянном взаимодействии с живыми организмами биоценоза и оказывают друг на друга взаимное влияние.
Объединение нескольких биотопов называют биохоры, которые в свою очередь могут быть собраны в жизненные области (биоциклы). Примерами являются суша и водные пространства, как части биосферы планеты.
Что такое граница биотопа? Это легко пояснить на примере. Березовая роща (первый биотоп), участок, который имеет четкие границы с лугом (второй). Границы принято устанавливать по видовому составу растений (фитоценозу), так как именно растения имеют обычно четко выраженную специфичность, присущую именно данной местности.
Все живое и неживое в биогеоценозе тесно переплетается друг с другом множеством разнообразнейших связей. Внутри биоценоза они могут быть следующими:
Эти связи могут быть явными (прямыми) или же косвенными, стабильными, а также периодическими. Имеют свойство прерываться и восстанавливаться. Но они есть всегда.
Развитие экологической культуры населения - это всемирная тенденция. Понимание хрупкости окружающего нас мира и осмысление своего места в нем - важная часть устойчивого развития нашей цивилизации. Каждый из нас не может прекратить выпуск машин с двигателем внутреннего сгорания, но любой может убрать мусор после пикника на природе, не убивать безобидную змею и не приносить домой ежонка, обрекая его на гибель. Небольшой вклад каждого, и природа порадует и наших потомков блеском росы на траве и разноцветной радугой после дождя.
Долгое время естествоиспытатели изучали живые организмы по отдельности. Они собирали образцы, описывали, классифицировали, но при этом понимали, что все живые существа находятся в тесной взаимозависимой связи.
В конце 19-го столетия немецкий биолог Карл Мёбиус предложил новый термин – «биоценоз»
— и новый принцип изучения жизни на Земле. Этот ученый считается одним из основоположников .
В современной науке биоценозом называют сообщество живых организмов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих между собой. В биоценоз входят растения, животные, грибы и микроорганизмы.
По мере изучения биоценозов ученые все больше убеждаются в том, насколько сложны эти системы. Любой биоценоз – это не просто совокупность организмов, но и их связи друг с другом и окружающей средой. Было обнаружено, что выпадение хотя бы одного элемента, тем более –существенное изменение условий существования, могут вызвать угнетение и даже гибель всего биоценоза. К сожалению, к этим выводам люди пришли очень поздно, когда многие уникальные экологические системы на нашей планете были уже поставлены на грань гибели или уже погибли.
Биоценозы характеризуются двумя важнейшими характеристиками – биоразнообразием и биомассой. Разнообразие видов, обитающих на одной территории, влияет на устойчивость биоценоза. В каждом подобном сообществе формируется и поддерживается экологическая пирамида. Например, растения усваивают неорганические питательные вещества из воздуха и почвы, синтезируют органические вещества.
Их потребляют в пищу растительноядные животные, которые, в свою очередь, являются едой для хищников. Умирая, эти организмы становятся питанием для бактерий и грибов, которые разлагают органику до состояния неорганических соединений – круг замыкается. В устоявшейся экосистеме все вещества вовлекаются в цепочку питания. Это настоящее «безотходное производство», созданное природой.
Очевидно, что перевес каких-либо видов может привести к катастрофе. Это случается, в частности, когда человек искусственно заносит в среду организмы, несвойственные биоценозу. Примером может служить нашествие кроликов, привезенных в Австралию первыми колонистами.
Биомасса – это общая масса всех организмов, присутствующих в конкретном биоценозе. Показатели биомассы меняются в зависимости от . Так, в холодных районах (в Заполярье, на высокогорье) биомасса минимальна, поскольку условия обитания чрезвычайно суровы. Чем ближе к тропикам, тем больше конкуренции между существами, тем теснее они живут, тем больше биомасса.
Порой показатели биомассы имеют огромное значение. Скажем, от количества почвенных микроорганизмов напрямую зависит процесс почвообразования и плодородие земель.
Все живое занимает определенные области, расположенные на суше или в воде. В связи с развитием науки о живых системах ученые ввели еще один термин – биотоп. Биотопом называют участок, на котором имеются относительно однородные условия среды и обитает определенный биоценоз.
Каждый биотоп формируется из ряда составляющих: геологических, почвенных, климатических и других.
Изучая биотопы и биоценозы, исследователи пришли к выводу, что эти системы находятся в тесной динамической взаимосвязи. Не только условия среды влияют на формирование биоценозов (что очевидно), но и совокупность живых организмов воздействуют на составляющие биотопов. Причем в последнем случае огромную роль играет человек.
Так, с исчезновением лесов меняется климат: он становится более жарким и засушливым. Отсутствие растительности вызывает эрозию и обеднение почв, а необузданное применение химических удобрений убивает почвенные микроорганизмы, что приводит к обеднению почв.
В связи с тотальной индустриализацией и перенаселением проблема приобретает особую актуальность. Пэтому биологи и экологи постоянно изучают биоценозы, стараясь найти хрупкое равновесие между развитием человеческой цивилизации и сохранением окружающей среды.
), занятый определённым биоценозом . Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет видовой состав обитающих здесь организмов . Таким образом, в наиболее общем смысле биотоп является небиотической частью биогеоценоза (экосистемы) . В более узком смысле, по отношению к зооценозу , в термин включают и характерный для него тип растительности (фитоценоз), то есть рассматривается как среда существования зооценоза.
Совокупность геологических условий образует литотоп , почвенных - эдафотоп , климатических - климатоп и т. д. Согласно моноклимаксной концепции, в пределах каждого биотопа с нарушенным в результате антропогенной деятельности или стихийных природных процессов биоценозом со временем формируется стабильное во времени климаксовое сообщество (биоценоз). Этот процесс (сукцессия) проходит через несколько стадий (например, стадий вторичного луга , кустарника , леса).
Концепцию биотопа в 1866 году выдвинул немецкий зоолог Эрнст Геккель в своей книге «Общая морфология организмов» (в которой он определил термин «экология »). В ней он подчеркивал важность понятия среды обитания в качестве предпосылки для существования организмов, объясняя, что в конкретной экосистеме её биота формируется факторами окружающей среды и взаимодействием между живыми организмами . Оригинальная идея биотопа была тесно связана с эволюционной теорией . А в 1908 году профессор Берлинского зоологического музея Ф. Даль (F. Dahl), ввёл сам термин biotop для обозначения концепции
|
||||||||||||||||||||||||||
