Экосистема і його свойства

Тема 1.2.: Екосистема і його свойства.

Введение

…3.

1. Екосистема — основне поняття екології …4.

2. Біотична структура екосистем …5.

3. Екологічні чинники …6.

4. Функціонування экосистем…12.

5. Вплив особи на одне экосистему…14.

Укладання …16.

Список литературы

…17.

Слово «екологія «створено з цих двох грецьких слів: «oicos », що означає будинок, житло, і «logos «- наука і дослівно перекладається наука про домі, местообитании. Вперше цей термін використовував німецький зоолог Ернст Геккель в 1886 року, визначивши екологію як галузь, вивчаючу економіку природи, — дослідження загальних взаємовідносин тварин і з живої, і з неживої природою, що включає усе як дружні, і недружні відносини, із якими тварини рослини безпосередньо чи побічно входить у контакт. Таке розуміння екології стало загально визнаним та сьогодні класична екологія — це наука вивчення взаємовідносин живих організмів із навколишньою їх средой.

Живе речовина настільки багатоманітно, що його вивчають різними рівнях організації та під різним кутом зрения.

Розрізняють такі рівні організації біосистем (Див. докладання (рис. 1)).

Рівні організмів, популяцій і екосистем є областю інтересів класичної экологии.

Залежно від об'єкта дослідження та кута зору, під яким він вивчається, в екології сформувалися самостійні наукові направления.

По розмірності об'єктів вивчення екологію ділять на аутэкологию (організм, і його середовище), популяционную екологію (популяція і його середовище), синэкологию (спільноти і їх середовище), биогеоцитологию (вчення про екосистемах) і глобальну екологію (вчення про біосфері Земли).

Залежно від об'єкта вивчення екологію поділяють на екологію мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, людини, агроэкологию, промислову (інженерну), екологію чоловіки й т.п.

По середах і компонентами розрізняють екологію суші, прісних водойм, моря, пустель, високогір'їв та інших средовых і географічних пространств.

До екології часто відносять дуже багато суміжних галузей знань, головним чином із галузі охорони навколишнього среды.

У цьому роботі розглянуті передусім основи загальної екології, тобто класичні закони взаємодії живих організмів із навколишньою средой.

1.Экосистема — основне поняття экологии.

Екологія розглядає взаємодія живих організмів і неживої природи. Це взаємодія, по-перше, відбувається у певної системи (екологічної системи, екосистеми) і, по-друге, він хаотично, а належним чином організовано, підпорядковане законам.

Экосистемой називають сукупність продуцентів, консументов і детритофагов, взаємодіючих друг з одним і із навколишньою їх середовищем у вигляді обміну речовиною, енергією й від в такий спосіб, що ця єдина система зберігає стійкість протягом тривалого времени.

Отже, для природною екосистеми характерні три признака:

1) екосистема обов’язково є сукупність живих і неживих компонентів ((див. додаток (рис. 2));

2) у межах екосистеми здійснюється повний цикл, починаючи зі створення органічного речовини і до його розкладанням на неорганічні составляющие;

3) екосистема зберігає стійкість протягом певного часу, що забезпечується певної структурою біотичних і абіотичних компонентов.

Прикладами природних екосистем є озеро, ліс, пустеля, тундра, суша, океан, биосфера.

Як очевидно з прикладів, простіші екосистеми входить у складніше організовані. У цьому реалізується ієрархія організації систем, у цьому разі экологических.

Отже, пристрій природи слід розглядати, як системне ціле, що складається з вкладених один на іншу екосистем, вищої у тому числі є унікальна глобальна екосистема — біосфера. У його рамках відбувається обмін енергією і речовиною між всіма живими і неживими складовими в масштабах планети. Загрозлива всьому людству катастрофа у тому, що порушений одна з ознак, яким має мати екосистема: біосфера як екосистема діяльністю людини виведено із стану стійкості. З огляду на своїх сфер зовнішньої та різноманіття взаємозв'язків вони повинні від рівня цього загинути, вона до нового стійке стан, змінивши у своїй свою структуру, передусім неживу, а слідом з ним неминуче і живу. Людина як біологічний вид менше за інших має шанс пристосуватися до нових швидко змінюваним зовнішніх умов і швидше всього зникне першим. Повчальним і наочним прикладами того є історія острова Пасхи.

В одному з полінезійських островів, носить назва острова Великодня, в результаті складних міграційних процесів в VII столітті виникла замкнута ізольовані усього світу цивілізація. У сприятливому субтропическом кліматі за сотні років існування досягла відомих висот розвитку, створивши само-бытную культури і писемність, донині не піддається розшифровці. На XVII столітті вона на всі сто загинула, знищивши спочатку рослинний і тваринний світ острова, та був погубивши себе у прогресуючій дикості і канібалізм. У останніх остров’ян не залишилося волі і потрібна матеріалу, щоб побудувати рятівні «ноевы ковчеги «- човни чи плоти. На пам’ять про собі зникле співтовариство залишило напівпустельний острів із гігантськими кам’яними постатями — свідками колишнього могущества.

Отже, екосистема є важливим структурної одиницею устрою навколишнього світу. Як очевидно з рис. 1 (див. додаток), основу екосистем становлять живе речовина, що характеризується біотичної структурою, і середовище проживання, обумовлена сукупністю екологічних чинників. Розглянемо їх понад подробно.

2. Біотична структура экосистем.

Екосистема полягає в єдності живої і неживого речовини. Стисло суть цього єдності проявляється у наступному. З елементів неживої природи, головним чином молекул CO2 і H2O, під впливом енергії сонця синтезуються органічні речовини, складові живе планети. Процес створення органічного речовини у природі відбувається разом з протилежним процесом — споживанням і розкладанням цієї речовини знову на вихідні неорганічні сполуки. Сукупність цих процесів відбувається у рамках екосистем різних рівнів ієрархії. Щоб ці процеси були врівноважені, природа за мільярди відпрацювала певну структуру живого речовини системы.

Рушійною силою у будь-якій матеріальної системі служить енергія. У екосистеми вона надходить головним чином Сонця. Рослини з допомогою що міститься у яких пігменту хлорофілу уловлюють енергію випромінювання Сонця й використовують її для синтезу основи будь-якого органічного речовини — глюкози C6H12O6.

Кінетична енергія сонячного випромінювання перетвориться отже, у потенційну енергію, запасену глюкозою. З глюкози разом із одержуваними з грунту мінеральними елементами харчування — биогенами — утворюються все тканини рослинного світу — білки, вуглеводи, жири, ліпіди, ДНК, РНК, тобто органічна речовина планеты.

Крім рослин продукувати органічна речовина можуть деякі бактерії. Вони вже утворюють свої тканини, запасаючи у яких, як й рослини, потенційну енергію з вуглекислого газу й без участі сонячної енергії. Замість нього вони використовують енергію, що утворюється при окислюванні неорганічних сполук, наприклад, аміаку, заліза і особливо сірки (в глибоких океанічних впадинах, куди не проникає сонячне світло, але, де в достатку накопичується сірководень, виявлено унікальні екосистеми). Це так звана енергія хімічного синтезу, тому організми називаються хемосинтетиками.

Отже, рослин та хемосинтетики створюють органічна речовина з неорганічних складових з допомогою енергії довкілля. Їх називають продуцентами чи автотрофами. Вивільнення запасеної продуцентами потенційної енергії забезпечує існування всіх інших видів живого планети. Види, споживають створену продуцентами органіку як источ-ник речовини і для своєї життєдіяльності, називаються консументами чи гетеротрофами.

Консументи — це різноманітні організми (від мікроорганізмів до синіх китів): найпростіші, комахи, плазуни, риби, птахи, і, нарешті, ссавці, включаючи человека.

Консументи, своєю чергою, поділяються на цілий ряд підгруп в відповідність до відмінностями у поновлюваних джерелах їх питания.

Тварини, які харчуються безпосередньо продуцентами, називаються первинними консументами чи консументами першого порядку. Їх самих вживають для харчування вторинні консументи. Наприклад, кролик, що живиться морквиною, — це консумент першого порядку, а лисиця, охотящаяся за кроликом, — консумент другого порядку. Деякі види живих організмів відповідають кільком таким рівням. Наприклад, коли людина їсть овочі - він консумент першого порядку, яловичину — консумент другого порядку, а використовуючи для харчування хижого рибу, виступає у ролі консумента третього порядка.

Первинні консументи, які харчуються лише рослинами, називаються растительноядными чи фитофагами. Консументи другого і значно вищих порядків — м’ясоїдні. Види, употребляющие для харчування як рослини, і тварин, ставляться до усеїдним, наприклад, человек.

Мертві рослинні і домашні тварини залишки, наприклад опалі листя, трупи тварин, продукти систем виділення, називаються детритом. Це органіка! Існує безліч організмів, спе-циализирующихся на харчуванні детритом. Вони називаються детритофагами. Прикладом можуть бути грифи, шакали, хробаки, раки, терміти, мурахи тощо. Як і разі звичайних консументов, розрізняють первинних детритофагов, які живилися безпосередньо детритом, вторинних тощо. п.

Нарешті, значної частини детриту в екосистемі, зокрема опалі листя, валежная деревина, у своїй початковому вигляді не з'їдається тваринами, а гниє і розкладається у процесі харчування ними грибів і бактерий.

Оскільки роль грибів і бактерій настільки специфічна, їх зазвичай виділяють в особливу групу детритофагов і називають редуцентами. Редуценты служать на Землі санітарами і замикають биогеохимический круговорот речовин, розкладаючи органіку на вихідні неорганічні складові - вуглекислий на газ і воду.

Отже, попри розмаїття екосистем, усі вони мають структурним подібністю. У кожній із на них можна виділити фотосинтезирующие рослини — продуценти, різні рівні консументов, детритофагов і редуцентов. Вони і вони становлять биотическую структуру экосистем.

3. Екологічні факторы.

Нежива і жива природа, навколишня рослини, тварин і людини, називається довкілля. Безліч окремих компонентів середовища, які впливають організми, називаються екологічними факторами.

За природою походження виділяють абіотичні, біотичні і антропогенні чинники. Абіотичні чинники — це властивості неживої природи, які чи побічно впливають на живі организмы.

Біотичні чинники — усе це форми впливу живих організмів друг на друга.

Раніше до биотическим чинникам відносили і вплив особи на одне живі організми, однак у час виділяють особливу категорію чинників, породжуваних людиною. Антропогенні чинники — усе це форми діяльності людського суспільства, що призводять до зміни природи як середовища проживання та інших видів тварин і безпосередньо позначаються їх жизни.

Отже, кожен живий організм відчуває вплив неживої природи, організмів інших напрямів, зокрема і замінили людину, й у свою чергу, впливає кожну з цих составляющих.

Закони впливу екологічних чинників на живі организмы.

Попри розмаїття екологічних факторів, і різну природу їх походження, є певні загальні правил і закономірності їх на живі организмы.

Для життя організмів потрібний певний поєднання умов. Якщо всі умови довкілля сприятливі, крім одного, те ж саме це основна умова стає вирішальним не для життя аналізованого організму. Воно обмежує (лімітує) розвиток організму, тому називається лимитирующим чинником. Спочатку було встановлено, що успішний розвиток живих організмів обмежує недолік будь-якого компонента, наприклад, мінеральних солей, вологи, світла, і т.п. У ХІХ століття німецький химикорганик Юстас Лібіх першим експериментально довів, зростання рослини залежить від цього елемента харчування, який є у щодо мінімальному кількості. Назвав це явище законом мінімуму; на вшанування автора ще й називають законом Либиха.

У сучасному формулюванні закон мінімуму таке: витривалість організму визначається найслабшим ланкою у ланцюзі екологічних потреб. Проте, як з’ясувалося згодом, лимитирующим може бути лише питання нестачі, а й надлишок чинника, наприклад, загибель врожаю через дощів, перенасичення грунту добривами тощо. Поняття тому, що які з мінімумом лимитирующим чинником може бути максимум, ввів через 70 років після Лібиха американський зоолог В. Шелфорд, сформулювавши закон толерантності. Відповідно до Закону толерантності лимитирующим чинником процвітання популяції (організму) може бути як мінімум, і максимум екологічного впливу, а діапазон з-поміж них визначає величину витривалості (межа толерантності) чи екологічну валентність організму до цього чиннику ((див. додаток рис. 3).

Слушний діапазон дії екологічного чинника називається зоною оптимуму (нормальної життєдіяльності). Що гучніше відхилення дії чинника від оптимуму, тим більше коштів даний чинник пригнічує життєдіяльність популяції. Цей діапазон називається зоною гноблення. Максимально і мінімально стерпні значення чинника — це критичні точки, поза яких існування організму чи популяції вже невозможно.

Відповідно до законом толерантності будь-який надлишок речовини чи енергії виявляється які забруднюють середу початком. Так, надлишок набрали в посушливих районах шкідливий і вода може розглядатися як звичайний забруднювач, хоча у оптимальних кількостях він необхідна. У частковості, надлишок води перешкоджає нормальному почвообразованию в чорноземній зоне.

Види, в існуванні яких необхідні суворо визначені екологічні умови, називають стенобиотными, а види, пристосовуються до екологічної обстановці із широкою діапазоном зміни параметрів, — эврибиотными.

Серед законів, визначальних взаємодія індивіда чи особини з оточуючої його середовищем, виділимо правило відповідності умов середовища генетичну напередвизначеність організму. Воно утверджує, що Німеччина вдавала організмів може існувати до того часу і остільки, оскільки навколишня його природне середовище відповідає генетичним можливостям пристосування цього виду до її коливань і изменениям.

Абіотичні чинники середовища обитания.

Абіотичні чинники — це властивості неживої природи, які чи побічно впливають на живі організми. На рис. 5 (див. додаток) приведено класифікація абіотичних чинників. Почнемо розгляд з кліматичних чинників зовнішньої среды.

Температура є найважливішим кліматичним чинником. Від нього залежить інтенсивність обміну речовин організмів та його географічне поширення. Будь-який організм здатний жити у межах певного діапазону температур. І хоча до різних видів організмів (эвритермных і стенотермных) ці інтервали різні, більшості з них зона оптимальних температур, при кото-рых життєві функції здійснюються найактивніше і ефективно, порівняно невелика. Діапазон температур, у яких може існувати життя, становить приблизно 300 З: від -200 до +100 ЬС. Та більшість видів тварин і більшість активності присвячені ще вужчому діапазону температур. Певні організми, особливо у стадії спокою, можуть існувати по крайнього заходу кілька днів, за дуже низьких температурах. Окремі види мікроорганізмів, переважно бактерії і водорості, здатні жити і розмножуватися за температур, близьких до точки кипіння. Верхня межа для бактерій гарячих джерел становить 88 З, для синьо-зелених водоростей — 80 З, а найстійкіших риб і комах — близько 50 З. Зазвичай, верхні граничні значення чинника виявляються більш критичними, ніж нижні, хоча багато хто організми поблизу верхніх меж діапазону толерантності функціонують більш эффективно.

У водних тварин діапазон толерантності до температурі зазвичай більш вузьке проти наземними тваринами, оскільки діапазон коливань температури у питній воді менше, ніж суше.

Отже, температура є важливим і досить часто-густо лимитирующим чинником. Температурні ритми значною мірою контролюють сезонну і добову активність рослин i животных.

Кількість осадів та вологість — основні величини, обчислювані при вивченні цього чинника. Кількість опадів залежить переважно від колій та характеру великих переміщень повітряних мас. Наприклад, вітри, дующие з океану, залишають більшу частину вологи на адресованих океану схилах, в результаті чого забариться залишається «дощова тінь », сприяє формуванню пустелі. Рухаючись вглиб суші, повітря акумулює деяке кількість вологи, і кількість опадів знову збільшується. Пустелі, як правило, розташовані за високими гірськими хребтами чи вздовж тих берегів, де вітри дмухають з великих внутрішніх сухих районів, а чи не з океану, наприклад, пустеля Нами в Південно-Західної Африці. Розподіл опадів по порами року — дуже важливий лимитирующий чинник для организмов.

Вологість — параметр, що характеризує зміст водяної пари в повітрі. Абсолютної вологістю називають кількість водяної пари в одиниці обсягу повітря. У зв’язку з залежністю кількості пара, утримуваного повітрям, від температури і тиску, уведено поняття відносної вологості - цей показник пара, що міститься повітря, до насыщающему пару при даних певній температурі й тиску. Позаяк у природі існують добовий ритм вологості - підвищення вночі та подальше зниження днем, і коливання її за вертикалі, і горизонталі, цього чинника разом із світлом і температурою грає значної ролі регулювання активності організмів. Доступна живим організмам запас поверхневою води залежить кількості опадів на даному районі, але це величини який завжди збігаються. Так, користуючись підземними джерелами, куди вода постачається з інших ра-йонів, тварини рослини може бути більше води, ніж від надходження її з опадами. І навпаки, дощова вода іноді відразу стає недоступною для организмов.

Випромінення Сонця є електромагнітні хвилі різної довжини. Він цілком необхідно живої природи, оскільки є основним зовнішнім джерелом енергії. Треба пам’ятати те, що спектр електромагнітного випромінювання Сонця дуже широкий та її частотні діапазони по-різному впливають на живе вещество.

Для живого речовини важливі якісні ознаки світла — довжина хвилі, інтенсивність і тривалість воздействия.

Іонізуюче випромінювання вибиває електрони з атомів і приєднує їх до іншим атомам із заснуванням пар позитивних і негативних іонів. Його джерелом служать радіоактивні речовини, які у гірських породах, ще, воно постачається з космоса.

Різні види живих організмів дуже відрізняються за своїми здібностям витримувати великі дози радіаційного опромінення. Як свідчать дані більшу частину досліджень, найчутливіші до опроміненню швидко діляться клетки.

У вищих рослин чутливість до іонізуючому випромінюванню прямо пропорційна розміру клітинного ядра, а точніше обсягу хромосом чи змісту ДНК.

Газовий склад атмосфери є також важливим кліматичним чинником. Приблизно 3−3,5 млрд років тому я атмосфера містила азот, аміак, водень, метан і водяну пару, а вільний ки-слород у ній був відсутній. Склад атмосфери значною мірою визначався вулканічними газами. Через відсутності кисню немає озонового екрана, задерживающего ультрафіолетове випромінювання Сонця. З часом з допомогою абіотичних процесів у атмосфері планети став накопичуватися кисень, почалося формування озонового слоя.

Вітер здатний навіть змінювати зовнішній вигляд рослин, особливо у местообитаниях, наприклад, у альпійських зонах, де лимитирующее вплив надають інші чинники. Експериментально показано, що у відкритих гірських местообитаниях вітер лімітує зростання рослин: коли побудували стіну, защищавшую рослини від вітру, висота рослин збільшилася. Важливе значення мають бурі, хоча раніше їх дію суто локально. Урагани та звичайні вітри здатні переносити тварин і звинувачують рослини великі відстані і тим самим змінювати склад сообществ.

Атмосферне тиск, очевидно, перестав бути лимитирующим чинником безпосереднього дії, проте вони причетний безпосередньо до погоди і клімату, які мають безпосереднє лимитирующее воздействие.

Розглянемо далі чинники водної среды.

Водні умови створюють своєрідну середовище проживання організмів, відрізнятиметься від наземної передусім щільністю і в’язкістю. Щільність води приблизно 800 раз, а в’язкість приблизно 55 разів більше, ніж в повітря. Разом з щільністю і в’язкістю найважливішими фізико-хімічними властивостями водного середовища є: температурна стратифікація, тобто зміна температури за глибиною водного об'єкту і періодичні зміни температури у часі, і навіть прозорість води, визначальна світловий режим під її поверхнею: від прозорості залежить фотосинтез зелені і пурпурних водоростей, фітопланктону, вищих растений.

Як і атмосфері, є газовий склад водного середовища. У водних местообитаниях кількість кисню, вуглекислого газу та інших газів, розчинених у води та тому доступних організмам, сильно варіюється у часі. У водоймах із високим вмістом органічних речовин кисень є лимитирующим чинником першорядною важности.

Кислотність — концентрація водневих іонів (рН) — міцно пов’язана з карбонатної системою. Значення рН змінюється буде в діапазоні від 0 рН до 14: при рН=7 середовище нейтральна, при рН7 — лужне. Якщо кислотність не наближається до крайнім значенням, то співтовариства здатні компенсувати зміни цього чинника — толерантність співтовариства до діапазону рН дуже значна. У водах з низьким рН міститься мало біогенних елементів, тому продуктивність тут вкрай мала.

Солоність — зміст карбонатів, сульфатів, хлоридів тощо. — є ще однією значимим абиотическим чинником у водних об'єктах. У прісних водах солей мало, їх близько 80% посідає карбонаты. Зміст мінеральних речовин, у світовому океані становить середньому 35 г/л. Організми відкритого океану зазвичай стеногалинны, тоді як організми прибережних солоноватых вод загалом эвригалинны. Концентрація солей в рідинах тіла, і тканинах більшості морських організмів изотонична концентрації солей у морській воді, отже не виникає проблеми з осморегуляцией.

Перебіг як тяжко впливає концентрацію газів і поживних речовин, а й просто діє і як лимитирующий чинник. Багато річкові рослин та тварини морфологічно і фізіологічно певним чином пристосовані для збереження свого положення у потоці: вони мають цілком певні межі толерантності до чиннику течения.

Гідростатичний тиск у океані має значення. З зануренням в воду на 10 м тиск зростає на 1 атм (105 Па). У самій глибокої частини океану тиск сягає 1000 атм (108 Па). Багато тварини здатні переносити різким коливанням тиску, особливо, якщо в них же в тілі немає вільного повітря. Інакше можливий розвиток газової емболії. Високі тиску, характерні для великих глибин, як правило, пригнічують процеси жизнедеятельности.

Почва.

Підставою називають шар речовини, що лежить поверх гірських порід земної кори. Російський учений — натураліст Василь Васильович Докучаєв в 1870 року першим розглянув грунт як динамічну, а чи не інертну середу. Він довів, що грунт постійно змінюється розвивається, а її активної зоні йдуть хімічні, фізичні й біологічні процеси. Грунт формується в результаті складного взаємодії клімату, рослин, тварин і звинувачують мікроорганізмів. До складу грунту входять чотири основних структурних компонента: мінеральна основа (зазвичай 50−60% загального складу грунту), органічна речовина (до 10%), повітря (15−25%) і вода (25−30%).

Мінеральний скелет грунту — це неорганічний компонент, який утворився з материнської породи у її выветривания.

Органічне речовина грунту утворюється під час розкладанні мертвих організмів, їх частин 17-ї та екскрементів. Не повністю разложившиеся органічні залишки називаються підстилкою, а кінцевий продукт розкладання — аморфне речовина, у якому вже неможливо розпізнати початковий матеріал, — називається гумусом. Завдяки своїм фізичним і хімічним властивостями гумус покращує структуру грунтів та її аерацію, і навіть підвищує спроможність утримувати води і живильні вещества.

У грунті живе безліч видів рослинних і тварин організмів, які впливають її фізико-хімічні характеристики: бактерії, водорості, гриби чи найпростіші одноклітинні, хробаки і членистоногие. Біомаса в різних грунтах дорівнює (кг/га): бактерій 1000−7000, мікроскопічних грибів — 100−1000, водоростей 100−300, членистоногих — 1000, хробаків 350−1000.

Головним топографічним чинником є висота над рівнем моря. З заввишки знижуються середні температури, збільшується добовий перепад температур, зростають кількість опадів, швидкість вітру і інтенсивність радіації, знижуються атмосферне тиск і концентрації газів. Всі ці чинники впливають на рослин та тварин, обумовлюючи вертикальну зональность.

Гірські ланцюга можуть бути кліматичними бар'єрами. Гори служать також бар'єрами поширення і міграції організмів і може зайняти позицію лимитирующего чинника у процесах видообразования.

Ще одна топографічний чинник — експозиція схилу. У північному півкулі схили, звернені на південь, отримують більше сонячного світла, тому інтенсивність світла, і температура тут вище, ніж дні долин і схилах північної експозиції. У південній півкулі має місце зворотна ситуация.

Важливим чинником рельєфу є й крутість схилу. Для крутих схилів характерні швидкий дренаж і змивання грунтів, тому тут грунту малопотужні і більше сухие.

Для абіотичних умов справедливі все розглянуті закони впливу екологічних чинників на живі організми. Знання цих законів дозволяє з відповіддю: чому різних регіонах планети сформувалися різні екосистеми? Основною причиною — своєрідність абіотичних умов кожного региона.

Біотичні стосунки держави й роль видів в экосистеме.

Ареали поширення і чисельність організмів кожного виду обмежуються як умовами зовнішньої неживої середовища, а й їхні стосунки з організмами інших напрямів. Безпосереднє живе оточення організму становить його биотическую середу, а чинники цього середовища називаються биотическими. Представники кожного виду здатні існувати у тому оточенні, де зв’язки з іншими організмами забезпечують їм нормальні умови жизни.

Розглянемо характерні риси відносин різних типов.

Конкуренція в природі найбільш всеохоплюючим типом відносин, у якому дві популяції чи дві особини у боротьбі необхідні не для життя умови впливають друг на друга отрицательно.

Конкуренція то, можливо внутрішньовидовий і межвидовой.

Внутрішньовидова боротьба відбувається між особами однієї й тієї ж виду, межвидовая конкуренція має місце між особами різних видів. Конкурентне взаємодія може стосуватися життєвого простору, їжі чи біогенних елементів, світла, місця укриття і багатьох інших життєво важливих факторов.

Межвидовая конкуренція, незалежно від цього, що де лежить у її основі, можуть призвести або до встановлення рівноваги між двома видами, або до заміні популяції жодного виду популяцією іншого, або до того що, що перший вид витіснить другий — у інше місце або ж змусить його перейти використання інших ресурсів. Встановлено, що дві однакових в плані і потребах виду що неспроможні співіснувати щодо одного місці й рано чи пізно один конкурент витісняє іншого. Це правда званий принцип винятку чи принцип Гаузе.

Бо у структурі екосистеми переважають харчові взаємодії, найхарактернішій формою взаємодії видів в трофічних ланцюгах є хижацтво, у якому особина жодного виду, звана хижаком, харчується організмами (чи частинами організмів) іншого виду, званого жертвою, причому хижак живе окремо від жертви. У разі кажуть, що дві виду залучені стосункам хижак — жертва.

Ще одна тип взаємодії видів — паразитизм. Паразити харчуються за рахунок іншого організму, званого господарем, однак у на відміну від хижаків вони живуть на господаря чи всередині його організму протягом значної частини їхнього життєвого циклу. Паразит використовує для своєї життєдіяльності живильні речовини хазяїна, цим постійно ослаблюючи, а нерідко вбиваючи его.

Від паразитизму відрізняється аменсализм, у якому одна частка йде на шкода іншому, не отримуючи у своїй собі ніякої користі. Найчастіше це ті випадки, коли заподіяна шкода залежить від зміні середовища. Так надходить людина, руйнуючи і забруднюючи навколишню среду.

Нейтрализм — це таке тип відносин, у якому жодна з популяцій не надає в іншу ніякого впливу: неможливо б'є по зростання її популяцій, що у рівновазі, і їх щільності. Насправді буває, проте, досить складно з допомогою спостережень і експериментів в природні умови переконатися, що дві виду абсолютно незалежні одного другого.

Узагальнюючи розгляд форм біотичних відносин, можна зробити такі выводы:

1) відносини між живими організмами є з основних регуляторів чисельності та просторового розподілу організмів у природе;

2) негативні взаємодії між організмами виявляються на початкових стадіях розвитку співтовариства чи порушених природні умови; в недавно сформованих чи нових асоціаціях можливість появи сильних негативних взаємодій більше, ніж у старих ассоциациях;

3) у процесі еволюції та розвитку екосистем можна знайти тенденція до зменшенню ролі негативних взаємодій з допомогою позитивних, що підвищують виживання взаємодіючих видов.

Всі ці обставини людина має враховувати під час проведенні заходів із управлінню екологічними системами й окремими популяціями з використання в свої інтереси, і навіть передбачити непрямі наслідки, що потенційно можуть у своїй мати место.

4. Функціонування экосистем.

Енергія в экосистемах.

Нагадаємо, що екосистема — це сукупність живих організмів, які обмінюються безупинно енергією, речовиною й від друг з одним і з довкіллям. Розглянемо спочатку процес обміну энергией.

Енергію визначають як здатність виробляти роботу. Властивості енергії описуються законами термодинамики.

Перший закон (початок) термодинаміки чи закон збереження енергії стверджує, що енергія може переходити з однієї форми до іншої, але він не зникає і створюється заново.

Другий закон (початок) термодинаміки чи закон ентропії стверджує, що в замкнутої системі ентропія може лише зростати. Що стосується енергії в екосистемах зручна наступна формулювання: процеси, пов’язані з перетвореннями енергії, можуть відбуватися спонтанно лише за умови, що енергія переходить з концентрованої форми в розсіяну, то є деградує. Міра кількості енергії, що стає недоступною від використання, чи інакше міра зміни упорядкованості, яка відбувається за деградації енергії, є ентропія. Що упорядкованість системи, тим менше її энтропия.

Отже, будь-яка жива система, зокрема і екосистема, підтримує свою життєдіяльність завдяки, по-перше, наявності в навколишньому середовищі надміру дармовий енергії (енергія Сонця); по-друге, здібності з допомогою устрою з яких складається компонентів цю енергію вловлювати і концентрувати, а використавши — розсіювати в навколишню среду.

Отже, спочатку уловлювання, та був концентрування енергії з переходом від однієї трофічного рівня до іншого реформує з підвищення упорядкованості, організації живої системи, тобто зменшення її энтропии.

Енергія і продуктивність экосистем.

Отже, життя екосистемі підтримується завдяки непрекращающемуся проходженню через живе речовина енергії, переданої від однієї трофічного рівня до іншого; у своїй відбувається постійне перетворення енергії лише з форм до інших. З іншого боку, при перетвореннях енергії частина її втрачається на вигляді тепла.

Тоді виникає запитання: у яких кількісних співвідношеннях, пропорціях має перебувати між собою члени співтовариства різних трофічних рівнів в екосистемі, щоб забезпечувати свою потреба у энергии?

Весь запас енергії зосереджений у своїй органічного речовини — біомасу, тому інтенсивність освіти і руйнувань органічного речовини кожному з рівнів визначається проходженням енергії через екосистему (біомасу можна висловити в одиницях енергії) .

Швидкість освіти органічного речовини називають продуктивністю. Розрізняють первинну і вторинну продуктивность.

У будь-якій екосистемі відбувається освіту біомаси і його руйнація, причому ці процеси повністю визначаються життям нижчого трофічного рівня — продуцентами. Решта організми лише вже споживають хліб створене рослинами органічна речовина і, отже, загальна продуктивність екосистеми від нього не зависит.

Високі швидкості продукування біомаси спостерігаються у природних і штучних екосистемах там, де сприятливі абіотичні чинники, і особливо в вступі додаткової енергії ззовні, що зменшує власні витрати системи для підтримки життєдіяльності. Така додаткова енергія може вступати у виявляється по-різному: наприклад, на оброблюваній полі - у вигляді енергії викопного палива й роботи, чиненої людиною чи животным.

Отже, задля забезпечення енергією всіх особин співтовариства живих організмів екосистеми потрібний певний кількісне співвідношення між продуцентами, консументами різних порядків, детритофагами і редуцентами. Проте задля життєдіяльності будь-яких організмів, отже, і системи загалом, лише енергії недостатньо, неодмінно повинні отримувати різні мінеральні компоненти, мікроелементи, органічні речовини, необхідних побудови молекул живого вещества.

Круговорот елементів в экосистеме.

Звідки спочатку беруться в живу речовину необхідних побудови організму компоненти? Їх поставляють в харчовий ланцюжок ті самі продуценти. Неорганічні мінеральні речовини і воду вони беруть із грунту, CO2 — з повітря, і з що утворилася процесі фотосинтезу глюкози з допомогою биогенов будують далі складні органічні молекули — вуглеводи, білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти, вітаміни і т.п.

Щоб необхідні елементи були доступні живим організмам, вони всі час би мало бути в наличии.

У цьому взаємозв'язку реалізується закон збереження речовини. Його зручно сформулювати так: атоми в хімічних реакціях будь-коли зникають, не утворюються і перетворюються один одного; вони лише перегруповуються із заснуванням різних молекул і сполук (одночасно відбувається поглинання чи виділення енергії). Через це атоми можна використовувати найрізноманітніших з'єднаннях і запас їх завжди не виснажується. Саме це відбувається мови у природничих екосистемах як круговоротів елементів. У цьому виділяють два круговороту: великий (геологічний) малий (биотический).

Круговорот води одна із грандіозних процесів лежить на поверхні земної кулі. Його головну роль зв’язуванні геологічного і біотичного круговоротів. У біосфері вода, безупинно переходячи вже з стану до іншого, робить малий і великий круговороти. Випаровування води з поверхні океану, конденсація водяної пари у атмосфері і випадання опадів на поверхню океану утворюють малий круговорот. Якщо ж водяний пар переноситься повітряними течіями на суходіл, круговорот стає виявляється значно складнішим. І тут частина опадів випаровується і робить знову на атмосферу, інша — живить річки й водойми, але знову повертається у океан річковим і підземним стоком, завершуючи цим великий круговорот. Важливе властивість круговороту води у тому, що він, взаємодіючи з літосферою, атмосферою і живою речовиною, пов’язує докупи всі частини гідросфери: океан, річки, почвенную вологу, підземні води і атмосферную вологу. Вода — найважливіший компонент всього живого. Ґрунтові води, проникаючи крізь тканини рослини у процесі транспірацію, привносять мінеральні солі, необхідних життєдіяльності самих растений.

Узагальнюючи закони функціонування екосистем, сформулюємо вкотре основні їх положения:

1) природні екосистеми існують з допомогою не забруднюючої середу дармовий сонячної енергії, кількість якої надлишково і щодо постоянно;

2) перенесення енергії і ті речовини через співтовариство живих орга-низмов в екосистемі іде за рахунок харчової ланцюга; всі види живого в екосистемі діляться по тих функцій у цьому ланцюзі на продуцентів, консументов, детритофагов і редуцентов — це біотична структура співтовариства; кількісне співвідношення чисельності живих організмів між трофічними рівнями відбиває трофічну структуру співтовариства, що визначає швидкість проходження енергії і ті речовини через співтовариство, тобто продуктивність экосистемы;

3) природні екосистеми завдяки їхній біотичної структурі невизначено довго підтримують стійке стан, не що від виснаження ресурсів немає і забруднення власними відходами; отримання ресурсів і звільнення від відходів відбуваються у рамках круговороту всіх элементов.

5. Вплив особи на одне экосистему.

Вплив особи на одне навколишню його довкілля може розглядатися у різних аспектах залежно від заповітної мети вивчення цього питання. З погляду екології цікавить розгляд впливу особи на одне екологічні системи під кутом зору відповідності чи протиріччя дій людини об'єктивним законам функціонування природних екосистем. З погляду біосферу як глобальну екосистему, розмаїття видів діяльності в біосфері призводить до змін: складу біосфери, круговоротів і балансу що становлять її речовин; енергетичного балансу біосфери; біоти. Спрямованість і ступінь цих змін такі, що самим людиною їм дано назва екологічної кризи. Сучасний екологічна криза характеризується такими проявлениями:

— поступове зміна клімату планети через зміну балансу газів у атмосфере;

— загальне та місцеве (над полюсами, окремими ділянками суші) руйнація біосферного озонового экрана;

— забруднення Світового океану важкими металами, складними органічними сполуками, нафтопродуктами, радіоактивними речовинами, насичення вод вуглекислим газом;

— розрив природних екологічних перетинів поміж океаном і водами суші у результаті спорудження гребель на річках, що призводить зміну твердого стоку, нерестових колій та т.п.;

— забруднення атмосфери із заснуванням кислотних опадів, високотоксичних речовин, у результаті хімічних і фотохімічних реакций;

— забруднення вод суші, зокрема річкових, службовців для питного водопостачання, высокотоксичными речовинами, включаючи діоксини, важкі метали, фенолы;

— спустелення планеты;

— деградація грунтового шару, зменшення площі родючих земель, придатних як на сільського хозяйства;

— радіоактивне забруднення окремих територій у зв’язку з захороненням радіоактивних відходів, техногенними аваріями і т.п.;

— накопичення лежить на поверхні суші побутового сміття й управління промислових відходів, особливо практично неразлагающихся пластмасс;

— скорочення площ тропічних і північних лісів, що призводить до дисбалансу газів атмосфери, зокрема скорочення концентрації кисню в атмосфері планеты;

— забруднення підземного простору, включаючи підземні води, що зробила їх непридатними для водопостачання і загрожує поки що мало вивченій життя жінок у литосфере;

— масовий швидке, лавиноподібне зникнення видів живого вещества;

— погіршення середовища життя жінок у населених місцях, передусім урбанізованих территориях;

— загальне виснаження і недостача природних ресурсів у розвиток человечества;

— зміна розміру, енергетичній й біогеохімічної ролі організмів, переформування харчових ланцюгів, масове розмноження окремих видів организмов;

— порушення ієрархії екосистем, збільшення системного одноманітності на планете.

Заключение

.

Коли середині шістдесятих років двадцятого століття проблеми довкілля опинилися у центрі уваги світової спільноти, встав питання: скільки часу у запасі в людства? Коли її почне пожинати плоди зневажливого ставлення до оточуючої його середовищі? Вчені розрахували: через 30−35 років. Це час настав. Ми почали свідками глобальної кризи, спровокованого діяльністю людини. Разом про те останні тридцять років не були марними: створена більш тверда наукова основа розуміння проблем довкілля, утворені які регламентують органи всіх рівнях, організовані численні громадські екологічні групи, прийнято корисні закони та постанови, досягнуто деякі міжнародні договоренности.

Проте ліквідуються переважно наслідки, а чи не причини сформованого становища. Наприклад, люди застосовують дедалі нові кошти боротьби з забрудненнями автомобілями і намагаються добувати дедалі більше нафти замість здобуття права поставити під сумнів саму необхідність задоволення надмірних потреб. Людство безнадійно прагне врятувати від вимирання три «види, не повідомивши їм про власний демографічний вибух, стирає з землі природні экосистемы.

Головний висновок з розглянутої в навчальному посібнику матеріалу цілком ясний: системи, суперечать природним принципам і законам, нестійкі. Спроби зберегти їх стають дедалі більше дорогими і складними і у будь-якому разі приречені на неудачу.

Щоб приймати довгострокові рішення, слід звернути увагу до принципи, що визначають сталий розвиток, саме: стабілізація чисельності населення; перехід до більш енерго і ресурсосберегающему способу життя; розвиток екологічно чистих джерел енергії; створення малоотходных промислових технологій; рециклизация відходів; створення збалансованого сільськогосподарського виробництва, не истощающего ґрунтові та водні ресурси, і не забруднюючої землі і продукти харчування; збереження біологічної розмаїтості на планете.

1. Небел Б. Наука про навколишньому середовищі: Як влаштований світ: У 2 т. — М.:Мир,.

1993. 2. Одум Ю. Екологія: У 2 т. — М.: Світ, 1986. 3. Реймерс М. Ф. Охорона природи й оточуючої людини Середовища: Словникдовідник. — М.:Просвещение, 1992. — 320 з. 4. Стадницький Р. У., Родіонов А. І. Екологія. 5. М.: Высш. шк., 1988. — 272 с.