|
Экосистема - это совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом.
Термин предложен в 1935 году английским экологом Тексли. Самая большая экосистема - биосфера Земли, далее по уменьшению: суша, океан, тундра, тайга, лес, озеро, пень от дерева, горшок с цветами.
1. Экосистема океана.
Одна из самых больших экосистем (94 % гидросферы). Жизненная среда океана непрерывна, в ней отсутствуют границы, препятствующие расселению живых организмов (на суше граница - океан между материками, на материке - реки, горы и т.п.). В океане вода находится в постоянном движении. Существуют горизонтальные и вертикальные течения. В воде растворено - 48-10 т солей.
Эти физико-химические особенности создают благоприятные условия для образования и развития разнообразных организмов. В океане насчитывается:
• 160 000 видов животных (80 тыс. моллюсков, 20 тыс. ракообразных, 16 тыс. рыб, 15 тыс. простейших).
• 10 000 видов растений. В основном различные виды водорослей.
Однако органическая жизнь распределяется по горизонтали и вертикали неравномерно. В зависимости от а биотических факторов (световой режим, t, солёность и т.д.) океан подразделяют на несколько зон.
* В зависимости от освещения:
• верхняя освещаемая - до 200 м (эвфотическая)
• нижняя, лишённая света - свыше 200 м (афотическая)
* Экосистема океана также делится на:
• толща воды (пелагиаль)
• дно (бенталь)
* В зависимости от глубины:
• до 200 м (литоральная зона)
• до 2500 м (батиальная зона)
• до 6000 м (абиссальная зона)
• более 6000 м (ультраабиссальная зона)
В открытом океане по сравнению с прибрежной зоной пища менее сконцентрирована, поэтому здесь разнообразны активно плавающие организмы (рыбы, кальмары, акулы, киты и т.д.).
Пищевая цепь: фитопланктон - зоопланктон - планктоноядные рыбы - хищные рыбы - детритофаги (бактерии, которые живут в основном на дне).
2. Прибрежная зона.
Прибрежная зона имеет оптимальные условия для жизни по сравнению с открытым океаном (свет, t, достаточное количество питательных веществ и др.) - поэтому здесь наблюдается максимальное видовое разнообразие флоры и фауны (до 80 %).
Пищевая цепь: аналогично п. 1.
3. Глубоководная рифтовая зона океана.
Открыта в 1977 году в зоне подводного хребта Тихого океана к северо-востоку от Галапагосских островов. Здесь на глубине 2600 м существуют «оазисы жизни» - гигантские черви (до 1,5 м), крупные белые моллюски, креветки, крабы, отдельные виды рыб. Поражает очень высокая плотность биомассы -до 15 кг/м , в других местах на такой же глубине - до 0,01 кг/м (в 1500 раз больше).
Глубоководная зона характеризуется полной темнотой, огромным давлением. Адаптация - редукция плавательного пузыря, органов зрения, развитие органов свечения и т.п.
Рифтовая зона - кроме полной темноты, высокое содержание сероводорода и ядовитых металлов, имеются выходы термальных источников. Аналогичные участки встречаются в других районах океана.
В данной экосистеме серные бактерии играют роль растений, используя вместо солнечного света сероводород и соединения серы (хемосинтез).
Серобактерии - первое звено в пищевой цепи, далее - погонофоры, внутри тела которых обитают бактерии, перерабатывающие сероводород и поставляющие организму необходимые питательные вещества. Также в симбиозе с серобактериями существуют моллюски.
4. Пресноводная экосистема. Например: пруд.
Пищевая цепь: зелёные растения (кувшинки, кубышка, тростник), водоросли фитопланктона - зоопланктон (ракообразные) растительноядные рыбы - хищные рыбы (карп) - хищные рыбы (щука).
5. Экосистема пустыни. Осадки менее 250 мм/год
Распространение: Африка (Сахара), Ближний Восток, Центральная Азия, юго-запад США и т.д. Климат: очень сухой, жаркие дни, холодные ночи
Бывают:
-песчаные (Кара-Кум) -тропические
-каменистые (Сахара) -умеренные
-глинистые (Гоби) -арктические
Растительность: редкостойный кустарник, кактусы, низкие травы, быстро покрывающие землю цветущим ковром после дождей. У растений обширная поверхностная корневая система, перехватывающая влагу редких осадков, или стержневые корни, проникающие до грунтовых вод (30 м. и более).
Животный мир; разнообразные грызуны (суслик, тушканчик), ящерицы, змеи, орлы, грифы, много мелких птиц, насекомые. Особенности: занимают 1/3 поверхности и площадь их возрастает.
6. Саванны.
Осадки - 750 - 1650 мм/год, главным образом во время сезонных дождей.
Распространение - субэкватриальная Африка, Южная Америка, юг Индии.
Климат - сухой, жаркий, большую часть года обильные дожди в течении влажного сезона.
Растительность - трава с редкими листопадными деревьями (акация, кактусы).
Животный мир - крупные растительноядные животные - зебры, антилопы, жирафы, хищники - львы, леопарды, гепарды, термиты (детритофаги).
7. Степи. Осадки - 250 - 750 мм/год
Распространение - центр Северной Америки, Россия, отдельные районы Африки, Австралии.
Климат - сезонный. Лето - от умеренно тёплого до жаркого. Зима -t<0 C.
Растительность - травы (до 2 м. в Северной Америке или <0,5 м. в России) отдельные деревья, кустарники
Животный мир - крупные травоядные - бизоны, антилопы, дикие лошади, кенгуру) жирант , зебры, хищники - львы , леопарды, гепарды, гиены, птицы, мелкие роющие млекопитающие - кролик, суслик.
Особенности - большинство степей превращено в с/х поля -кукуруза, пшеница, соя, пастбища - овцы, рогатый скот.
8. Тропические влажные леса. Осадки - более 2400 мм/год, почти каждый день дождь.
Распространение - север Южной Америки, Центральная Америки, экваториальная Африка, юго-восточная Азия.
Климат - без смены сезонов, среднегодовая температура приблизительно равна 28 С.
Растительность - Самая большая по разнообразию видов и биомассе растений экосистема. Леса с деревьями до 60м. и выше (красное дерево, шерстяное, шоколадное, бальзовое, леопардовое дерево, сандал). На стволах, ветвях - лианы.
Животный мир - очень разнообразен. Обезьяны, змеи, ящерицы, белки-летяги, лягушки, пауки, муравьи, попугаи, колибри, насекомые (много).
Особенности - почвы бедные, большая часть питательных веществ содержится в биомассе поверхностно укоренённой растительности.
9. Лиственные леса. Осадки - 750 -2000 мм/год.
Распространение - восток Северной Америки, Европа, Россия.
Климат - сезонный. Зимние t<0, хотя не ниже -12 С.
Растительность - листопадные деревья. Характеризуются многоярусностью. Деревья - дуб, липа, клён, ясень ... Кустарники, травы, мхи, лишайники.
Животный мир - олень, косуля, кабан, заяц, ёж, волк, лиса, рысь. Птицы - тетерев, глухарь,рябчик, дрозд, дятел, синица, сова, сокол В почве - кроты, землеройки, черви ,нематоды, клещи...
Особенность - адаптация к сезонному климату - сброс листьев, зимняя спячка, миграция в тёплые страны.
10. Тайга. Осадки - 250 - 750 мм/год.
Распространение - северные районы Северной Америки, Европы, Азии.
Климат - сезонный. Долгая холодная зима, много осадков в виде снега (сохраняет тепло в почве).
Растительность - вечнозелёные хвойные - кедр, сосна, ель, пихта, лиственница.
Животный мир - травоядные - лось, олень, заяц, белка, грызуны. Хищники - рысь, волк, лиса, медведь, норка, росомаха. Множество птиц - рябчик, глухарь, дятел ... Кровососущие - 40 видов мошек.
Особенности - много озёр и болот, толстая подстилка из хвои.
11. Тундра.
Осадки - менее 250 мм/год.
Распространение - север Евразии и Северной Америки.
Климат - сезонный. Очень холодная длинная зима (полярная ночь). Среднегодовая температура ниже -15 С. Летом вечная мерзлота оттаивает всего на метр.
Растительность - мхи, лишайники, травы, низкорослые кустарники (адаптация - холодостойкость), голубика, морошка, брусника.
Животный мир - мелкие млекопитающие сурки, суслики, лемминги. Хищники - песец, горностай, волк, сова. Северный олень, зайцы. Множество птиц - гуси, куропатки, утки, кулики. Комары, оводы, пауки.
Особенности - болотистые почвы.
Все экосистемы взаимосвязаны и взаимозависимы.
Люди со своими культурными растениями и домашними животными образуют экосистему человека, которая взаимодействует со всеми другими экосистемами планеты..
Биотическая структура экосистемы.
Несмотря на громадное разнообразие экосистем - от тропических лесов до пустынь, леса, болота, озера, по мнению экологов им свойственна одинаковая биотическая структура. Все экосистемы включают одни и те же основные категории организмов, взаимодействующих друг с другом, стереотипным образом. Это следующие категории: зелёные растения, консументы, детритофаги.
1. Зелёные растения.
Это в основном зеленые растения (одноклеточные водоросли, травы, деревья, и т.д.).
Фотосинтез - это химическая реакция, протекающая при участии хлорофилла клетки зеленых растений за счет солнечной энергии. СО2 из воздуха, Н2О из почвы и солнечная энергия - получается глюкоза ( простейший из Сахаров) и О . Фотосинтез идет в каждой клетке зеленых листьев.
6СO2+6 Н2O + Q = C6H12O6+6O6
О2 выделяется в атмосферу. Из глюкозы и минеральных элементов из почвы растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав организма (белки, жиры, углеводы, ДНК и т.д.).
Т.о. растения продуцируют сложные органические соединения из простых неорганических (СO , Н О). При этом солнечная энергия накапливается в органических соединениях наряду с химическими элементами.
2. Консументы.
Животные питаются органическими веществом, используя его как источник энергии и материал для формирования своего тела. Т.е. зелёные растения продуцируют пищу для других организмов экосистемы. К консументам относятся рыбы, птицы, млекопитающие ... и человек. уровням
Животные, питающиеся непосредственно растениями, называются первичными консументами (растительноядные). Их самих употребляют в пищу вторичные консументы (хищники). Бывают консументы третьего, четвёртого и более высоких порядков. Заяц ест морковь - первичный консумент, лиса, съевшая зайца - вторичный консумент. Человек - ест овощи - первичный консумент, а мясо - вторичный, хищную рыбу (щуку) - третьего порядка. Т.е. организм может соответствовать различным и называется- всеядный.
3. Детритофаги.
Это организмы, которые питаются мёртвыми растительными и животными остатками (опавшие листья, фекали, мёртвые животные - это называется детрит).
Это грифы, гиены, черви, раки, термиты, муравьи, грибы, бактерии и т.д. Их главная роль - питаясь мёртвой органикой детритофаги разлагают её. Отмирая, сами становятся частью детрита.
Некоторые организмы не укладываются в эту схему. Например: насекомоядные растения. Они улавливают насекомых, частично переваривают их с помощью ферментов и органических кислот, в результате чего восполняют недостаток азота и других питательных веществ. В России - 20 видов (венерика мухоловка, саррацения, росянка). Обитают в местах с недостатком N, Р, К (болота - очень бедны питательными веществами).
|
