Екосистема, або екологічна система (від др.-грец. οἶκος - житло, місцеперебування і σύστημα - система) - біологічна система, що складається з спільноти живих організмів (біоценоз), довкілля їх існування (біотоп), системи зв'язків, здійснення між ними.
БІОТОП(від біо... і грец. topos - місце), природне, щодо однорідне життєвий простір певного біоценозу. Біотоп включає мінеральні та органічні речовини, кліматичні фактори, світло, тиск і рух середовища, вологість, рН середовища, механічні та фізико-хімічні властивості субстрату, який може бути твердим (грунт, дно водойми), рідким (вода), газоподібним ( атмосфера). Основні біотопи Землі: моря та океани - 71%; гори та пустелі - 16%; льодовики, джунглі, ліси – 8%; землі, придатні для обробки – 5%.
Зазвичай поняття екотоп визначалося як місце проживання організмів, що характеризується певним поєднанням екологічних умов: ґрунтів, ґрунтів, мікроклімату та ін.
Відповідно до визначення між поняттями «екосистема» і «біогеоценоз» немає жодної різниці, біогеоценоз можна вважати повним синонімом терміна екосистема. Однак існує поширена думка, згідно з якою біогеоценоз може служити аналогом екосистеми на початковому рівні, оскільки термін «біогеоценоз» робить більший акцент на зв'язок біоценозу з конкретною ділянкою суші або водного середовища, в той час як екосистема передбачає будь-яку абстрактну ділянку. Тому біогеоценози зазвичай вважаються окремим випадком екосистеми. Різними авторами у визначенні терміну біогеоценоз перераховуються конкретні біотичні та абіотичні компоненти біогеоценозу, тоді як визначення екосистеми має більш загальний характер.
Структура екосистем.
Кожна екосистема складається з 2 блоків: біоценоз та біотоп.
Біогеоценоз, за В. Н. Сукачовим, включає блоки та ланки. Це поняття зазвичай застосовують до сухопутних систем. У біогеоценозах обов'язкове наявність як основної ланки – рослинної спільноти (луг, степ, болото). Існують екосистеми без рослинної ланки. Наприклад, ті, які формуються на базі органічних залишків, що розкладаються, трупів тварин. У них достатньо лише присутність зооценозу та мікробоценозу. Кожен біогеоценоз – екосистема, але не кожна екосистема – біогеоценозна. Біогеоценози та екосистеми розрізняються за тимчасовим фактором. Будь-який біогеоценоз потенційно безсмертний, оскільки постійно отримує енергію від діяльності рослинних фото– чи хемосинтезирующих організмів. А також екосистеми без рослинної ланки, закінчуючи своє існування вивільняють у процесі розкладання субстрату всю енергію, що міститься в ньому.
2. Видова структура екосистем. Під нею розуміють кількість видів, що утворюють екосистему, та співвідношення їх чисельностей. Видове розмаїття обчислюється сотнями та десятками сотень. Воно тим значніше, чим багатшим біотоп екосистеми. Найбагатшими за видовою різноманітністю є екосистеми тропічних лісів. Багатство видів залежить від віку екосистем. У екосистемах, що сформувалися, зазвичай виділяється один або 2 - 3 види явно переважаючих за чисельністю особин. Види, які вочевидь переважають за чисельністю особин, – домінантні (від латів. dom-inans – «пануючий»). Також у екосистемах виділяються види – едифікатори (від латів. aedifica-tor – «будівельник»). Це ті види, які є утворювачами середовища (ялина в ялиновому лісі поряд із домінантністю має високі едифікаторні властивості). Видова різноманітність – важлива властивість екосистем. Різноманітність забезпечує дублювання її стійкості. Видову структуру використовують з оцінки умов місцезростання по рослинам-індикаторам (лісова зона – кислиця, вона свідчить про умови зволоження). За рослинами-едифікаторами або домінантами і рослинами-індикаторами називають екосистеми.
Екологія популяцій.
Як перша надорганізмен-на біологічна система, популяція має певну структуру та властивості. Структуру популяції відображають такі її показники, як чисельність та розподіл особин у просторі, співвідношення груп за статтю та віком, їх морфологічні, поведінкові та інші особливості.
Чисельність - загальна кількість особин у популяції. Ця величина характеризується широким діапазоном мінливості, проте вона не може бути нижчою за деякі межі. Скорочення чисельності проти цими межами може призвести до вимирання популяції. Вважають", що якщо чисельність популяції менше кількох сотень особин, то будь-які випадкові причини (пожежа, повінь, посуха, рясні снігопади, сильні морози і т. д.) можуть скоротити її настільки, що особини, що залишилися, не зможуть зустрічатися і залишити потомство. перестане покривати природне зменшення, і особини, що залишилися, протягом порівняно короткого часу вимруть.
Щільність – число особин на одиницю площі чи обсягу. У разі збільшення чисельності щільність популяції, зазвичай, зростає; вона залишається колишньою лише у разі її розселення та розширення ареалу. У деяких тварин густина популяції регулюється складними поведінковими та фізіологічними механізмами.
Просторова структура популяції характеризується особливостями розміщення особин на території. Вона визначається властивостями місцеперебування та біологічними особливостями виду.
Статева структура відбиває певне співвідношення чоловічих та жіночих особин у популяції. Генетичний механізм визначення статі забезпечує розщеплення потомства за статтю у співвідношенні 1: 1. Зміна статевої структури популяції відбивається на її ролі в екосистемі, так як самці та самки багатьох видів відрізняються один від одного за характером харчування, ритму життя, поведінці та ін. самки деяких видів комарів, кліщів і мошок є кровососними, тоді як самці харчуються соком рослин чи нектаром. Переважна більшість самок над самцями забезпечує більш інтенсивне зростання популяції.
Вікова структура відображає співвідношення різних вікових груп у популяціях, що залежить від тривалості життя, часу настання статевої зрілості, числа нащадків у посліді, кількості потомств за сезон та ін Якщо якась вікова група скорочується або збільшується, це позначається на загальній чисельності популяції. Якщо ж у популяції переважають старі особини, можна з певністю сказати, що це населення завершує своє існування.
Екологічна структура свідчить про ставлення різних груп організмів до умов довкілля. Крім того, різні особини цієї ж популяції зацвітають неодночасно, що сприяє більш повному їхньому запиленню (при одночасному
короткочасному цвітінні комахи можуть не встигнути запилити всі квітки). У такої популяції менший ризик залишитися без насіння, наприклад, у разі короткочасних заморозків (замерзне лише частина квіток).
Розвиток екосистем.
У природних екосистемах послідовна зміна у часі одних біоценозів іншими на певній ділянці земної поверхні називається сукцесією (первинна та вторинна).
Первинна: розвивається на позбавленому життя місці, де умови існування є сприятливими.
Вторинна: відбувається на ділянці, зайнятій добре розвиненою спільнотою під впливом внутрішніх факторів або звільненим після зруйнованого співтовариства під впливом зовнішніх причин (пожежі, повені тощо), внаслідок діяльності людини.
Окремі стадії розвитку сукцесії називають серійними стадіями. Стан остаточної рівноваги називається клімаксом. Клімакс екосистеми відносно стабільний, має здібності до саморегулювання протягом тривалого часу. У свою чергу, можуть піддаватися процесам біологічних саморуйнувань (старіння).
Екологічна ніша.
Екологічна ніша - місце, яке займає видом у біоценозі, що включає комплекс його біоценотичних зв'язків та вимог до факторів середовища. Термін запроваджено 1914 року Дж. Гриннеллом і 1927 року Чарльзом Елтоном.
Екологічна ніша є сумою факторів існування даного виду, основним з яких є його місце в харчовому ланцюжку. За Хатчинсон екологічна ніша може бути:
Фундаментальною - визначається поєднанням умов і ресурсів, що дозволяє вигляду підтримувати життєздатну популяцію;
Реалізованою – властивості якої обумовлені конкуруючими видами.
Ця відмінність підкреслює, що міжвидова конкуренція призводить до зниження плодючості і життєздатності і що в фундаментальній екологічній ніші може бути така частина, займаючи яку вигляд у результаті міжвидової конкуренції не може більше жити і успішно розмножуватися. Ця частина фундаментальної ніші виду відсутня в його реалізованій ніші. Таким чином, реалізована ніша завжди входить до складу фундаментальної або дорівнює їй.
Подібна інформація.
Біотоп
(від біологічного і грец. topos - місце) - ділянка земної поверхні (суші або водойми) з однорідними (однотипними) умовами (абіотичними факторами) проживання (грунт, клімат і т. д.), що займається тим чи іншим біоценозом. У просторовому відношенні біотоп відповідає біоценозу, межі якого встановлюють за фітоценозом, що має обриси, що легко розпізнаються. Крім того, фітоценоз є головним структурним елементом (компонентом) біоценозу, оскільки повністю визначає видовий склад зоо- та мікробіоценозів.
Біотоп
місцевість (урочище) із відносно однорідними умовами проживання живих організмів.
Біотоп
однорідне за абіотичними факторами місцеперебування, зайняте одним і тим же співтовариством (на суші - біогеоценозом). У Б. абіотичні фактори середовища перетворені впливом організмів (з материнської породи сформовано ґрунт, змінено режим освітлення, температури, споживання ресурсів обмежено конкуренцією з організмами зі подібним типом харчування тощо). Приклади Б.: схил яру, міський лісопарк, невелике озеро (або частина великого озера з однорідними умовами – прибережна мілину, глибоководна частина).
Біотоп
Ділянка суші або водойми, зайнята певним біоценозом, видовий склад якого визначається комплексом абіотичних факторів (умовами рельєфу, клімату та ін.). У вужчому сенсі біотоп сприймається як середовище існування комплексу тварин і звинувачують рослин, які входять у биоценоз. Напр., біотопом можна вважати відкрите прісноводне водоймище і його мілководдя, де щуки полюють, кидають ікру і нагулюються, або ж ділянку зі старими деревами, де граки влаштовують гніздові колонії і знаходять їжу.
Набуває все більшого значення. В умовах екоциду планети людиною кожен повинен мати хоча б загальне уявлення про деякі екологічні поняття. У літературі та періодиці про природу часто зустрічається поняття біотоп. Що таке біотоп? Чим він відрізняється від біоценозу? Спробуємо все це прояснити у цій статті.
Біотопом (від грецьких слів βίος - життя і τόπος - місце) називають частину геопростору однорідного за ознаками, на якому проживає певна сукупність живих організмів (біоценоз). Таким чином, це ділянка з певними абіотичними (не живими) характеристиками, обмежена сукупністю всього живого на ньому.
Значення терміна біотоп має на увазі певні характеристики, які складаються з деяких компонентів, а саме:
Що таке біотоп зрозуміло, якщо сказати, що це не жива частина біогеоценозу, який складається з біотопу та біоценозу. Усі чинники перебувають у постійному взаємодії із живими організмами біоценозу і надають друг на друга взаємне вплив.
Об'єднання кількох біотопів називають біохори, які можуть бути зібрані в життєві області (біоцикли). Прикладами є суші та водні простори, як частини біосфери планети.
Що таке межа біотопу? Це легко пояснити на прикладі. Березовий гай (перший біотоп), ділянка, яка має чіткі межі з лугом (другий). Межі прийнято встановлювати за видовим складом рослин (фітоценозу), оскільки саме рослини зазвичай мають чітко виражену специфічність, властиву саме даної місцевості.
Все живе і неживе у біогеоценозі тісно переплітається один з одним безліччю різноманітних зв'язків. Усередині біоценозу вони можуть бути такими:
Ці зв'язки можуть бути явними (прямими) або опосередкованими, стабільними, а також періодичними. Мають властивість перериватися та відновлюватися. Але вони завжди є.
Розвиток екологічної культури населення – це всесвітня тенденція. Розуміння крихкості навколишнього світу та осмислення свого місця в ньому – важлива частина сталого розвитку нашої цивілізації. Кожен з нас не може припинити випуск машин з двигуном внутрішнього згоряння, але будь-хто може прибрати сміття після пікніка на природі, не вбивати невинну змію і не приносити додому їжачка, прирікаючи його на загибель. Невеликий внесок кожного, і природа порадує і наших нащадків блиском роси на траві та різнокольоровою веселкою після дощу.
Довгий час дослідники вивчали живі організми окремо. Вони збирали зразки, описували, класифікували, але при цьому розуміли, що всі живі істоти перебувають у тісному взаємозалежному зв'язку.
Наприкінці 19-го століття німецький біолог Карл Мебіус запропонував новий термін. «біоценоз»- І новий принцип вивчення життя на Землі. Цей учений вважається одним із основоположників.
У сучасній науці біоценозом називають угруповання живих організмів, що мешкають на певній території і взаємодіють між собою. У біоценоз входять рослини, тварини, гриби та мікроорганізми.
Принаймні вивчення біоценозів вчені дедалі більше переконуються у тому, наскільки складні ці системи. Будь-який біоценоз - це не просто сукупність організмів, але і їх зв'язки один з одним та навколишнім середовищем. Було виявлено, що випадання хоча б одного елемента, тим більше істотна зміна умов існування, можуть викликати пригнічення і навіть загибель всього біоценозу. На жаль, до цих висновків люди дійшли дуже пізно, коли багато унікальних екологічних систем на нашій планеті були вже поставлені на межу загибелі або вже загинули.
Біоценози характеризуються двома найважливішими характеристиками – біорізноманіттям та біомасою. Різноманітність видів, що мешкають на одній території, впливає на стійкість біоценозу. У кожному подібному співтоваристві формується та підтримується екологічна піраміда. Наприклад, рослини засвоюють неорганічні поживні речовини з повітря та ґрунту, синтезують органічні речовини.
Їх споживають у їжу рослиноїдні тварини, які, своєю чергою, є їжею для хижаків. Вмираючи, ці організми стають харчуванням для бактерій та грибів, які розкладають органіку до стану неорганічних сполук – коло замикається. У усталеній екосистемі всі речовини залучаються до ланцюжка живлення. Це справжнє «безвідходне виробництво», створене природою. 
Очевидно, що перевага будь-яких видів може призвести до катастрофи. Це трапляється, зокрема, коли людина штучно заносить у середу організми, невластиві біоценозу. Прикладом може бути навала кроликів, привезених до Австралії першими колоністами.
Біомаса – це загальна маса всіх організмів, присутніх у конкретному біоценозі. Показники біомаси змінюються залежно від . Так, у холодних районах (у Заполяр'ї, на високогір'ї) біомаса мінімальна, оскільки умови проживання є надзвичайно суворими. Чим ближче до тропіків, тим більше конкуренції між істотами, тим більше вони живуть, тим більше біомаса.
Іноді показники біомаси мають велике значення. Скажімо, від кількості ґрунтових мікроорганізмів безпосередньо залежить процес ґрунтоутворення та родючість земель.
Все живе займає певні області, розташовані на суші чи воді. У зв'язку з розвитком науки про живі системи вчені запровадили ще один термін – біотоп. Біотопом називають ділянку, на якій є відносно однорідні умови середовища та мешкає певний біоценоз.
Кожен біотоп формується з низки складових: геологічних, ґрунтових, кліматичних та інших.
Вивчаючи біотопи та біоценози, дослідники дійшли висновку, що ці системи перебувають у тісному динамічному взаємозв'язку. Не тільки умови середовища впливають на формування біоценозу (що очевидно), а й сукупність живих організмів впливають на складові біотопів. Причому останньому випадку величезну роль грає людина.
Так, зі зникненням лісів змінюється клімат: він стає жаркішим і посушливішим. Відсутність рослинності викликає ерозію та збіднення ґрунтів, а неприборкане застосування хімічних добрив вбиває ґрунтові мікроорганізми, що призводить до збіднення ґрунтів. 
У зв'язку з тотальною індустріалізацією та перенаселенням проблема набуває особливої актуальності. Тому біологи та екологи постійно вивчають біоценози, намагаючись знайти тендітну рівновагу між розвитком людської цивілізації та збереженням навколишнього середовища.
), зайнятий певним біоценозом. Характерний для даного біотопу комплекс умов визначає видовий склад організмів, що тут мешкають. Таким чином, у найбільш загальному сенсі біотоп є небіотичною частиною біогеоценозу (екосистеми). У вужчому сенсі, стосовно зооценозу , термін включають і характерний йому тип рослинності (фітоценоз), тобто сприймається як середовище існування зооценоза.
Сукупність геологічних умов утворює літотоп, ґрунтових - едафотоп, кліматичних - кліматоп і т. д. Згідно з моноклімаксною концепцією, в межах кожного біотопу з порушеним в результаті антропогенної діяльності або стихійних природних процесів біоценозом з часом формується стабільне в часі клімаксове співтовариство. Цей процес (сукцесія) проходить через кілька стадій (наприклад, стадій вторинного лука, чагарника, лісу).
Концепцію біотопу в 1866 висунув німецький зоолог Ернст Геккель у своїй книзі «Загальна морфологія організмів» (в якій він визначив термін «екологія»). У ній він підкреслював важливість поняття довкілля як передумови існування організмів, пояснюючи, що у конкретній екосистемі її біота формується чинниками довкілля та взаємодією між живими організмами . Оригінальна ідея біотопу була тісно пов'язана з еволюційною теорією. А 1908 року професор Берлінського зоологічного музею Ф. Даль (F. Dahl), ввів сам термін biotopдля позначення концепції
|
||||||||||||||||||||||||||
