Роль древесной массы в водной экосистеме

Водные экосистемы. Виды водных экосистем, их характеристики

Водной называется экосистема, для которой естественной средой обитания является вода. Именно она определяет уникальность той или иной экосистемы, видовое разнообразие и ее устойчивость.

Главные факторы, которые влияют на водную экосистему:

  1. Температура воды
  2. Ее химический состав
  3. Количество солей в воде
  4. Прозрачность воды
  5. Концентрация в воде кислорода
  6. Доступность питательных веществ.

Компоненты водной экосистемы делятся на два вида: абиотические (вода, свет, давление, температура, состав почвы дня, состав воды) и биотеческие. Биотика, в свою очередь, разделяется на следующие подвиды:

Продуценты — организмы, производящие органические вещества с помощью солнца, воды и энергии. В водных экосистемах продуцентами являются водоросли, в мелководных водоемах — прибрежные растения.

Редуценты — организмы, потребляющие органику. Это разнообразные виды морских животных, птиц, рыб, земноводных.

Основные типы водных экосистем

В экологии водные экосистемы принято разделять на пресноводные и морские. В основе этого деления лежит показатель солености воды. Если в литре воды содержится более 35% солей — это морские экосистемы.

К морским относятся океаны, моря, соленые озера. К пресноводным — реки, озера, болота, пруды.

Еще одна классификация водных экосистем базируется на таком признаке, как условия создания. Здесь выделяют природные и искусственные. Природные созданы при участии сил природы: моря, озера, реки, болота. Искусственные водные экосистемы создает человек: искусственные пруды, водохранилища, дамбы, каналы, водные фермы.

Естественные водные экосистемы

Пресноводные экосистемы

Пресноводные экосистемы — это реки, озера, болота, пруды. Все они занимают лишь 0,8% поверхности нашей планеты. Хотя в пресных водоемах обитает более 40% известных науке рыб, пресноводные экосистемы все равно значительно уступают в видовом разнообразии морским.

Главным критерием отличия пресноводных водоемов является скорость течения воды. В этой связи выделяют стоячие и проточные. К стоячим относятся болота, озера и пруды. К проточным — реки и ручьи.
Для стоячих водных экосистем характерна ярко выраженное распределение биотических организмов в зависимости от слоя воды:

В верхнем слое (литорали) главным компонентом является планктон и прибрежные заросли растений. Это царство насекомых, личинок, здесь обитают черепахи, амфибии, водоплавающие птицы, млекопитающие. Верхний слой водоемов является охотничьими угодьями для цапель, журавлей, фламинго, крокодилов, змей.

Средний слой водоема называется профундаль. Он получает намного меньше солнечного света, а питанием служат вещества, оседающие их верхнего слоя воды. Здесь обитают хищные рыбы.

Нижний слой воды называется бенталь. Огромную роль играет состав почвы, ила. Это место обитания придонных рыб, личинок, моллюсков, ракообразных.

Морские экосистемы

Самой большой морской экосистемой является Мировой океан. Он подразделяется на более мелкие: океаны, моря, соленые озера. Все они занимают свыше 70% поверхности нашей планеты и являются важнейшей составляющей частью гидросферы Земли.

В морских экосистемах главным компонентом, продуцирующим кислород и питательные вещества, является фитопланктон. Он формируется в верхнем слое воды и под действием солнечной энергии вырабатывает питательные вещества, которые потом оседают в более глубокие слои водоема и служат питанием для остальных организмов.

Большие морские экосистемы — это океаны. В открытом океане видовое разнообразие невелико по сравнению с прибрежными зонами. Основная масса живых организмов сосредоточена на глубинах до 100 метров: это различные виды рыб, моллюсков, кораллы, млекопитающие. В прибрежных зонах морских экосистем видовое разнообразие дополняется многочисленными видами морских животных, амфибий, птиц.

В прибрежных зонах морских экосистем выделяют более мелкие (по территории): мангровые болота, шельфы, лиманы, лагуны, солончаки, коралловые рифы.

Места на побережье, где морская вода смешивается с пресной (устья рек), называются эстуариями. Видовое разнообразие здесь достигается максимума.

Все морские экосистемы весьма устойчивы, способны сопротивляться вмешательству человека и быстро восстанавливаются после антропогенного влияния.

Искусственные водные экосистемы

Все искусственные водные экосистемы созданы человеком для удовлетворения собственных нужд. Это разнообразные пруды, каналы, заводи, водохранилища. К более мелким относят океанариумы, аквариумы.

Для искусственных водных экосистем характерны следующие черты:

  • Малое количество видов растений и животных
  • Сильная зависимость от деятельности человека
  • Неустойчивость экосистемы, так как ее жизнеспособность зависит от влияния человека.

Структура водных экосистем

Вертикальная структура

В водных экосистемах, как и в наземных, вертикальная структура – это своеобразная ярусность, и точно так же она определяется условиями освещенности. Отличием служит то, что если в наземных экосистемах распределение света зависит от самих организмов, то в водных оно определяется физическими свойствами среды. В зависимости от освещенности выделяют основные зоны:

  1. литоральная, где водная масса пропускает солнечный свет до дна;
  2. лимническая, в которую проникает только 1% от солнечной энергии, поступившей на поверхность; эта зона служит нижней границей, где возможен фотосинтез;
  3. эвфотическая, включающая освещенные толщи литоральной и лимнической зоны;
  4. профундальная, или глубоководная, куда не проникает солнечный свет (дно и толща воды над дном).
  5. в морских экосистемах выделяют еще абиссальную зону – это дно и придонные водные массы в наиболее глубоких частях океанов.

Кроме того, по особенностям поведения организмов в морских экосистемах выделяют зону периодических миграций. Она включает подповерхностные слои воды, где освещение еще достаточно для фотосинтеза, и лежащие под ними водные массы, где темно в течение целых суток.

Готовые работы на аналогичную тему

Многие представители водной фауны находятся днем именно на этих глубинах, поскольку темнота обеспечивает им лучшие защитные условия. Ночью они поднимаются выше, в богатые пищей горизонты. Соответствующим образом мигрируют и их консументы. Высотная амплитуда таких миграций ограничена необходимым градиентом освещенности и способностью организмов противостоять перепадам давления при смене глубин.

Горизонтальная структура проточных и стоячих водоемов

В проточных водоемах (лотических экосистемах) в зависимости от глубины и режима течения выделяют:

  • перекаты – наиболее мелководные участки с быстрым течением, дно без ила;
  • плесы – самые глубоководные участки с медленным, иногда почти неощутимым течением, илистыми донными отложениями. На участках плесов структура сообщества напоминает озерные экосистемы.

В крупных реках наблюдается также продольная зональность: в их верховьях преобладают сообщества перекатов, а в низовьях и дельте – экосистемы плесов, в среднем течении реки могут чередоваться те и другие. Биоразнообразие рыб к низовьям нередко обедняется, однако увеличиваются их размеры.

Общими свойствами лотических экосистем являются:

  1. наличие течения;
  2. более активный, чем в экосистемах со стоячими водами, обмен между водой и сушей;
  3. более высокое содержание растворенного в воде кислорода и более равномерное его распределение в толще воды;
  4. преобладание детритных цепей питания.

Естественные озера и созданные человеком пруды и водохранилища называют пентическими экосистемами. В них на небольшой глубине (обычно не более 4-5 м) преобладают две группы макрогидрофитов:

  1. укрепившиеся в субстрате (камыши, рогозы, кувшинки, прикрепленные многоклеточные водоросли и многие другие);
  2. плавающие (водоросли, ряски, рдесты и др.). Некоторые из них лишены корней, у других корни служат только для прикрепления к субстрату (всасывание минеральных веществ у таких растений происходит через всю поверхность тела), у третьих корни функционируют так же, как и у наземных растений.

В зоне макрогидрофитов консументами первого-второго порядков являются многочисленные моллюски, ракообразные, коловратки, мшанки, личинки насекомых и многие другие представители беспозвоночных. Зоопланктон представлен в основном ракообразными. Среди которых преобладают ветвистоусые и веслоногие рачки, имеющими важное значение для питания рыб.

Ихтиофауна по большей части также сосредоточена в богатой пищей литоральной зоне, там же обитают другие позвоночные, которые дышат кислородом атмосферного воздуха (земноводные, черепахи и др.).

В лимнической зоне среди продуцентов преобладают представители фитопланктона. Зоопланктон состоит из растительноядных ракообразных и коловраток. Нектон представлен только рыбами.

Профундальная (глубоковолдная) зона около дна населена бентосными организмами – здесь обитают личинки многих насекомых, моллюски, кольчатые черви, сапротрофные бактерии и грибы.

По особенностям обеспеченности биогенными элементами водные экосистемы подразделяют на олиготрофные, мезотрофные и эвтрофные. В олиготрофных водоемах преобладают растения, довольствующиеся небольшим количеством зольных элементов. Эвтрофные водоемы отличаются преобладанием растений с большей потребностью в них. Мезотрофные водоемы занимают промежуточное положение. Каждому из этих типов соответствует также собственная фауна.

Водные экосистемы и их особенности

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Февраля 2014 в 13:16, реферат

Краткое описание

Водные экосистемы, меньше зависят от климата, чем наземные. Тип и количество организмов в водных экосистемах определяются соленостью, глубиной проникновения солнечных лучей, концентрацией растворенного кислорода, доступностью биогенов и температурой. Интенсивность потока солнечного света, необходимого для фотосинтеза, зависит от глубины водоема, следовательно, обилие растительных организмов также меняется с глубиной. В отличие от наземных экосистем в водных экосистемах организмы, нуждающиеся в кислороде, обитают преимущественно вблизи поверхности воды. Эти факторы определяют горизонтальное и вертикальное размещение организмов.

Содержание

Введение. 3
Классификация экосистем. 5
Характеристика водных экосистем. 7
Особенности водных экосистем. 11
Структура водной экосистемы. 14
Заключение 17
Список использованных источников 18

Вложенные файлы: 1 файл

Водные экосис. и их осн.особ..docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

Тихоокеанский государственный университет

Кафедра «Экологии и Безопасности жизнедеятельности»

Водные экосистемы и их особенности

Реферат по дисциплине «Экология»

Выполнил: ст. гр. ХТПЭ-01

Проверил: Булгаков С.В.

Введение.

Вся область распространения жизни на Земле состоит из нескольких основных наземных экосистем (биомов) – пустынных, травянистых и лесных, а также водных (озер, рек и океанов).

Экосистема (от греч. oikos – жилище, местопребывание и система) – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т.п.), в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии. Каждой экосистеме присущи типичные сообщества растений и животных, а также редуцентов, приспособленных к определенным условиям окружающей среды, главным образом к климатическим особенностям.

Понятие экосистема применяется к природным объектам различной сложности и размеров: океан или небольшой пруд, тайга или участок березовой рощи. В русскоязычной и немецкой литературе распространен термин «биогеоценоз» (от греч. bios – жизнь и koinos – общий) – однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обмен веществом и энергией). Термин «биогеоценоз» часто употребляется как синоним термина «экосистема». Некоторые ученые рассматривают биогеоценоз в качестве мельчайшей единицы ландшафта – элементарного ландшафта.

Читайте также:  Как отличить подлещика и густеру

При классификации наземных экосистем принято использовать признаки растительных сообществ и климатические признаки. Например: лес хвойный, лес тропический, холодная пустыня и т. п.

Водные экосистемы, меньше зависят от климата, чем наземные. Тип и количество организмов в водных экосистемах определяются соленостью, глубиной проникновения солнечных лучей, концентрацией растворенного кислорода, доступностью биогенов и температурой. Интенсивность потока солнечного света, необходимого для фотосинтеза, зависит от глубины водоема, следовательно, обилие растительных организмов также меняется с глубиной. В отличие от наземных экосистем в водных экосистемах организмы, нуждающиеся в кислороде, обитают преимущественно вблизи поверхности воды. Эти факторы определяют горизонтальное и вертикальное размещение организмов.

Классификация экосистем.

Принято выделять следующую классификацию экосистем:

В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд природных экосистем. В основе квалификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) и растительности, для водных экосистем – гидрологические и физические особенности. Водные экосистемы рассмотрим подробнее:

1. Лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.;

2. Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.;

3. Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

1. Открытый океан (пелагическая экосистема);

2. Воды континентального шельфа (прибрежные воды);

3. Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством);

4. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.);

5. Глубоководные рифтовые зоны.

Характеристика водных экосистем.

По типу местообитания и образу жизни водные организмы объединяются в следущие экологические группы. Планктон организмы, в основном перемещающиеся за счет течения. Различают фитопланктон (одноклеточные водоросли) и зоопланктон (одноклеточные животные, рачки, медузы и др.). Нектон – активно передвигающиеся в воде животные (рыбы, амфибии, головоногие моллюски, черепахи, ластоногие, китообразные и др.). Бентос – организмы, живущие на дне и в грунте. Его делят на фитобентос (прикрепленные водоросли и высшие растения) и зообентос (ракообразные, моллюски, морские звезды и др.). Кроме того в ряде случаев выделяют перифитон и нейстон.

Перифитон – организмы, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений или другим выступам над дном водоема. Нейстон – организмы, обитающие у поверхности воды (личинки комаров, водомерки, ряска и др.).

Распределение организмов в экосистемах зависит от степени освещенности. Выделяют следующие зоны: литоральная зона (толща воды, где солнечный свет доходит до дна), лимническая зона (толща воды до глубины, куда проникает всего 1% от солнечного света и где затухает фотосинтез), эвфотическая зона (вся толща воды – включает литоральную и лимническую зоны), профундальная зона (дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет). В приточных водоемах выделяют перекаты (мелководные участки с быстрым течением: дно без ила, встречаются преимущественно прикрепленные формы перифитона и бентоса) и плесы (глубоководные участки: течение медленное, на дне мягкий илистый субстрат и роющие животные).

Лентические экосистемы (озера, пруды, водохранилища и др.). Литоральная зона населена двумя группами растений: укрепившиеся на дне (камыши, рогозы, кувшинки, прикрепленные водоросли и др.) и плавающие (водоросли, рдесты и др.). Животные в литорали разнообразны, чем в других зонах водоема. Встречаются моллюски, коловратки, мшанки, личинки насекомых и др. Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь же размножаются. Многие обитающие здесь животные дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Зоопланктон представлен ракообразными, имеющими большое значение для питания рыб (дафнии и др.). Лимническая зона. Продуценты представлены фитопланктоном. В водоемах умеренного пояса “цветение” весной связано с массовым развитием диатомовых, летом – зеленых, осенью – азотфиксирующих сине-зеленых водорослей. Зоопланктон представлен растительноядными ракообразными и коловратками. Нектон лимнической зоны – только рыбы. Профундальная зона около дна представлена бентосными формами – личинками насекомых, моллюсками, кольчатыми червями, сапротрофными бактериями и грибами.

Лотические экосистемы (реки, родники, ручьи и др.) отличаются от стоячих водоемов следующими особенностями: 1) наличие течения; 2) более активный обмен между водой и сушей; 3) более высокое содержание кислорода и более равномерное го распределение; 4) преобладание детритных цепей питания. Выделяют лотические сообщества перекатов и плесов. На перекатах поселяются организмы, способные прикрепится к субстрату (например, нитчатые водоросли) или хорошие пловцы (например, форель). На участках плеса сообщества напоминают прудовые. В больших реках прослеживается продольная зональность: в верховьях – сообщества перекатов, в низовьях и дельте – плесов, между ними местами могут возникать и те и другие. Видовой состав рыб к низовьям объединяется, но увеличиваются их размеры.

Заболоченные участки и болота бывают низинные (имеют, как правило, питание подземными водами) и верховые (питаются атмосферными осадками). Верховые могут встречаться в любом понижении или даже на склонах гор, низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц. Здесь распространены болотные растения. Болотные почвы и торфяники содержат много углерода. Их сельскохозяйственная отработка приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа.

Область бесконечного шельфа является самой богатой в фаунистическом отношении. Прибрежная зона очень благоприятна по условиям питания, даже в дождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни, как здесь.

Районы апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Здесь наблюдается апвеллинг – подъем холодных вод с глубины океана, так как ветры перемещают воду от крутого материкового склона, а взамен ей из глубины поднимается вода, обогащенная биогенными элементами. Эти районы богаты рыбой и птицами, живущими на островах.

Эстуарии, лиманы, устья рек, прибрежные бухты и т. д. – прибрежные водоемы, представляющие собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами. Это высокопродуктивные районы, где наблюдаются аутвеллинг – привнос биогенных элементов с суши. Они обычно входят в литоральную зону и подвержены приливам и отливам. Здесь встречаются болотные и морские травы, водоросли, рыба, крабы, креветки, устрицы и т. д.

Открытый океан беден биогенными элементами. Эти районы можно считать “пустынями” по сравнению с прибрежными водами. Арктические и антарктические зоны более продуктивны, так как плотность планктона растет при переходе от теплых морей к холодным, и фауна рыб и китообразных здесь значительно богаче. Продуцентом выступает фитопланктон, им питается зоопланктон, а тем в свою очередь нектон. Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной. На глубине в стабильных местообитаниях сохранились виды из далеких геологических эпох.

Глубоководные рифтовые зоны океана находятся на глубине около 3000 м и более. Условия жизни в экосистемах глубоководных рифтовых зон очень своеобразны. Это полная темнота, огромное давление, пониженная температура воды, недостаток пищевых ресурсов, высокая концентрация сероводорода и ядовитых металлов, встречаются выходы горячих подземных вод, и т. д. В результате живущие здесь организмы претерпели следующие адаптации: редукция плавательного пузыря у рыб или заполнение его полости жировой тканью, атрофирование органов зрения, развитие органов светосвечения и др. Живые организмы представлены гигантскими червями (погонофорами), крупными двустворчатыми моллюсками, креветками, крабами и отдельными видами рыб. Продуцентами выступают сероводородные бактерии, живущие в симбиозе с моллюсками.

Особенности водных экосистем.

Водные экологические системы имеют ряд принципиальных отличий от наземных, наиболее значимые из них следующие:

Продуценты наземных экосистем – растения – неразрывно связаны корневой системой с биогенным фондом, формирующимся в результате жизнедеятельности растений. Продуценты водных экосистем – водоросли – разобщены с основным биогенным фондом, формирующимся около дна, будь то океан, озеро, водохранилище или пруд. В освещенном слое, составляющем при самой высокой прозрачности не более нескольких десятков метров, недостаточно биогенных солей и прежде всего фосфатов, что служит лимитирующим фактором развития живых организмов;

В наземных экосистемах растения – важнейший компонент питания многих животных, в результате чего распространение последних связано с растительными сообществами.

В морской среде животные (консументы) и поля фитопланктона (п р одуценты) разобщены. В большинстве водных биоценозов нет прямого контакта животных с живой растительностью, сосредоточенной в тонком приповерхностном слое. Масса животных живет ниже массы растений, используя продукты деструкции растительных организмов.

Таким образом, в жизни водных биоценозов важнейшую роль играет группа редуцентов, которые, минерализуя эти останки, делают их доступными для автотрофных растений. С глубиной количество пищи уменьшается. По способу перемещения водные организмы делят прежде всего на планктон, бентос и нектон.

По характеру вертикального распределения в грунте среди животных бентоса выделяют эпифауну – организмы, прикрепленные к грунту или передвигающиеся по нему, и инфауну – организмы, живущие в толще грунта. Животные бентоса (дна) живут на глубинах до нескольких тысяч метров. Водные условия создают своеобразную среду обитания организмов, отличающуюся от наземной прежде всего плотностью и вязкостью. Плотность воды примерно в 800 раз, а вязкость примерно в 55 раз выше, чем у воздуха. Вместе с плотностью и вязкостью важнейшими физико-химическими свойствами водной среды являются: температурная стратификация, то есть изменение температуры по глубине водного объекта и периодические изменения температуры во времени, а также прозрачность воды, определяющая световой режим под ее поверхностью: от прозрачности зависит фотосинтез зеленых и пурпурных водорослей, фитопланктона, высших растений.

Как и в атмосфере, важную роль играет газовый состав водной среды. В водных местообитаниях количество кислорода, углекислого газа и других газов, растворенных в воде и потому доступных организмам, сильно варьируется во времени. В водоемах с высоким содержанием органических веществ кислород является лимитирующим фактором первостепенной важности.

Кислотность – концентрация водородных ионов (рН) – тесно связана с карбонатной системой. Значение рН изменяется в диапазоне от 0 рН до 14: при рН=7 среда нейтральная, при рН 7 – щелочная. Если кислотность не приближается к крайним значениям, то сообщества способны компенсировать изменения этого фактора – толерантность сообщества к диапазону рН весьма значительна. В водах с низким рН содержится мало биогенных элементов, поэтому продуктивность здесь крайне мала.

Соленость – содержание карбонатов, сульфатов, хлоридов и т.д. – является еще одним значимым абиотическим фактором в водных объектах. В пресных водах солей мало, из них около 80 % приходится на карбонаты. Содержание минеральных веществ в мировом океане составляет в среднем 35 г/л. Организмы открытого океана обычно стеногалинные, тогда как организмы прибрежных солоноватых вод в общем эвригалинные. Концентрация солей в жидкостях тела и тканях большинства морских организмов изотонична концентрации солей в морской воде, так что здесь не возникает проблем с осморегуляцией.

Читайте также:  Немного о ловушках для пассивной ловли рыбы

Основные экосистемы Земли и их особенности – Аюрведа Плюс. Магазин аюрведических товаров.

Основные экосистемы Земли и их особенности

Вся область распространения жизни на Земле состоит из нескольких основных наземных экосистем (биомов) – пустынных, травянистых и лесных, а также водных (озер, рек и океанов). Каждой экосистеме присущи типичные сообщества растений и животных, а также редуцентов, приспособленных к определенным условиям окружающей среды, главным образом к климатическим особенностям.

При классификации наземных экосистем принято использовать признаки растительных сообществ и климатические признаки, например, лес хвойный, лес тропический, холодная пустыня и т. п.

Пустыня – это территория, где испарение превышает количество осадков, причем их уровень составляет менее 250 мм/г. В таких условиях произрастает скудная, разреженная и обычно низкорослая растительность. Преобладание ясной погоды и разреженная растительность способствуют быстрой потере теплоты ночью, накопленной почвой днем. Для пустыней характерно значительное различие между дневной и ночной температурами. Пустынные экосистемы занимают около 16% поверхности суши и расположены практически во всех широтах Земли.

Тропические пустыни. Это такие пустыни, как Южная Сахара, которые составляют около 20% общей площади пустынь. Температура там круглый год высокая, а количество осадков минимальное.

Пустыни умеренных широт. Такие пустыни, как пустыня Мохаве в Южной Калифорнии, отличаются высокими дневными температурами летом и низкими – зимой.

Холодные пустыни. Для них характерна очень низкая температура зимой и средняя – летом.

Растения и животные всех пустынь приспособлены улавливать и сохранять дефицитную влагу.Медленный рост растений и малое видовое разнообразие делают пустыни весьма уязвимыми. Уничтожение растительности в результате выпаса или езды вне дорог ведет к тому, что на восстановление утраченного требуются десятилетия.

Тропические травянистые экосистемы или саванны
Такие экосистемы характерны для районов с высокими средними температурами, двумя продолжительными сухими сезонами и обильными осадками в остальное время года. Они образуют широкие полосы по обе стороны экватора. Некоторые из этих биомов (например, равнина Серенгети в Африке) представляют собой открытое пространство, покрытое только травянистой растительностью.

Травянистые экосистемы умеренных широт
Они встречаются во внутренних районах материков, главным образом Северной и Южной Америки, Европы и Азии. Основные типы травянистых сообществ умеренного пояса: высокотравные и низкотравные прерии США и Канады, пампы Южной Америки, вельды Южной Африки и степи от Центральной Европы до Сибири. В этих экосистемах (биомах) почти постоянно дуют ветры, способствуя испарению влаги. Густая сеть корней травянистых растений обеспечивает стабильность почвы до тех пор, пока не начинается ее распашка. Изза высокого плодородия почв высокотравных прерий большая их часть была распахана и занята посевами зерновых и бобовых. В 30е годы XX в. нерациональное землепользование и периодические длительные засухи привели к сильной эрозии почв и сносу пахотного горизонта, известному как “пыльные бури”.

Полярные травянистые экосистемы
Они расположены в районах, прилегающих к арктическим ледяным пустыням. Большую часть года тундры находятся под воздействием штормовых холодных ветров и покрыты снегом и льдом. Зимы здесь очень холодные и темные. Осадков немного, и выпадают они в основном в виде снега.

Люди проживают в суровых условиях тундры крайне редко, однако обнаруженные в последнее время запасы нефти и газа обусловливают интенсивное антропогенное воздействие на окружающую природную среду тундры. Медленное разложение органических веществ, малая мощность почвы, низкие темпы прироста растительности делают арктическую тундру одной из наиболее уязвимых экологических систем земного шара.

Влажные тропические леса. Эти леса располагаются в ряде приэкваториальных районов. Они характеризуются умеренно высокими среднегодовыми температурами, которые мало изменяются в течение суток и по сезонам, а также значительной влажностью и почти ежедневно выпадающими осадками. В таких биомах доминируют вечнозеленые деревья, сохраняющие большую часть листьев или хвои круглый год, что обеспечивает непрерывное круглогодичное протекание процессов фотосинтеза.
Так как климатические условия во влажных тропических лесах практически неизменны, влага и теплота не имеют лимитирующего значения, как в других экосистемах. Основным лимитирующим фактором становится содержание биогенов в часто бедных органическим веществом почвах.

Зрелый влажный лес имеет максимальное (из всех наземных экосистем) удельное разнообразие видов растений и животных на единицу площади. Большая часть питательных веществ в этой экосистеме сосредоточена в растительном покрове, а не в верхнем горизонте почв, как в большинстве других биомов. Кроме того, при уничтожении растительности маломощные почвы легко сносятся ливневыми дождями. Таким образом, восстановление первичного тропического леса на обширных вырубках практически невозможно.

Листопадные леса умеренных широт
Они произрастают в районах с невысокими средними температурами, значительно меняющимися по сезонам. Зимы здесь не очень суровы, летний период продолжителен, осадки выпадают равномерно в течение всего года. По сравнению с тропическими леса умеренного пояса быстро восстанавливаются после вырубки и, следовательно, более устойчивы к антропогенным нарушениям.

Северные хвойные леса. Эти леса, называемые также бореальными, или тайгой, распространены в районах субарктического климата. Зимы здесь продолжительны и засушливы, с коротким световым днем и небольшими снегопадами. Температурные условия меняются от прохладных до исключительно холодных. В тайге добывают значительную часть деловой древесины, большое значение имеет промысел пушнины.

Особенности круговорота питательных веществ в лесах разных широт. Круговорот биогенов в холодных районах и тропиках, особенно влажных, существенно различен. У первых большая часть органических веществ и доступных элементов питания постоянно находится в почве или в отложениях, а у вторых значительная часть содержится в биомассе и циркулирует в биоценозе благодаря мутуалистическим отношениям между микроорганизмами и растениями. Сравнение распределения органических веществ в лесах различных широт в пересчете на органический углерод.

При вырубке леса в умеренном или северном поясе в почве остаются биогены, сохраняется ее структура, и на освобожденной площади многие годы молено получать урожай однолетних культур, проводя вспашку и внося неорганические удобрения. Низкие зимние температуры способствуют удержанию элементов питания в почве и уничтожению “вредителей” и “паразитов”.
Напротив, влажные тропические леса после вырубки теряют способность удерживать питательные вещества и поддерживать их циркуляцию в экосистеме, изначально обеспечивавшей “прямой круговорот” от растения к растению, в значительной степени минуя почву.

Тип и количество организмов в водных экосистемах определяются соленостью, глубиной проникновения солнечных лучей, концентрацией растворенного кислорода, доступностью биогенов и температурой. Интенсивность потока солнечного света, необходимого для фотосинтеза, зависит от глубины водоема, следовательно, обилие растительных организмов также меняется с глубиной. В отличие от наземных экосистем в водных экосистемах организмы, нуждающиеся в кислороде, обитают преимущественно вблизи поверхности воды.

Наибольшей продуктивностью отличаются прибрежные водные экосистемы в связи с поступлением помимо потока биогенов из донных отложений также дополнительного потока, приходящего со стоком с суши. В глубоководных районах продуктивность растительных организмов ограничена недостатком биогенов, концентрирующихся на дне.

Биоценоз водной экосистемы

Водные экологические системы имеют ряд принципиальных отличий от наземных, наиболее значимые из них следующие:

  • Во-первых, продуценты наземных экосистем – растения – неразрывно связаны корневой системой с биогенным фондом, формирующимся в результате жизнедеятельности растений. Продуценты водных экосистем – водоросли – разобщены с основным биогенным фондом, формирующимся около дна, будь то океан, озеро, водохранилище или пруд. В освещенном слое, составляющем при самой высокой прозрачности не более нескольких десятков метров, недостаточно биогенных солей и прежде всего фосфатов, что служит лимитирующим фактором развития живых организмов;
  • Во-вторых, в наземных экосистемах растения – важнейший компонент питания многих животных, в результате чего распространение последних связано с растительными сообществами.

В морской среде животные (консументы) и поля фитопланктона (п р одуценты) разобщены. В большинстве водных биоценозов нет прямого контакта животных с живой растительностью, сосредоточенной в тонком приповерхностном слое. Масса животных живет ниже массы растений, используя продукты деструкции растительных организмов.

Таким образом, в жизни водных биоценозов важнейшую роль играет группа редуцентов, которые, минерализуя эти останки, делают их доступными для автотрофных растений. С глубиной количество пищи уменьшается. По способу перемещения водные организмы делят прежде всего на планктон, бентос и нектон.

По характеру вертикального распределения в грунте среди животных бентоса выделяют эпифауну – организмы, прикрепленные к грунту или передвигающиеся по нему, и инфауну – организмы, живущие в толще грунта. Животные бентоса (дна) живут на глубинах до нескольких тысяч метров. Многие виды, живущие на глубинах до 250 м, представляют собой большую хозяйственную ценность для человека; это мидии, устрицы, лангусты, омары.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Водная экосистема

Водные экосистемы ( биогеоценозы) оказывают существенное влияние на природно-климатические условия материков, в том числе аграрные ландшафты, на их составные компоненты: агро-биогеоценозы, ферменные и пастбищные БГЦ, лесные полосы. Круговорот воды определяет состояние водных экосистем, режим влажности атмосферы, педосферы и тем самым влияет на рост и развитие растений и животных, формирование их сообществ. [1]

Водные экосистемы делятся на две большие группы: непроточные водоемы, или лентическая среда ( от лат. [2]

Продуценты водных экосистем – водоросли – разобщены с основным биогенным фондом, формирующимся около дна, будь то океан, озеро, водохранилище или пруд. [3]

К водным экосистемам ( водоемам) относятся океаны, моря, озера, реки и ручьи, пруды и болота. [4]

В водных экосистемах , где вся продукция определяется микроскопическим фитопланктоном, крупных растительноядных животных нет и все потребление первичной продукции осуществляется бактерио-и зоопланктоном. В океане общая биомасса составляет около 29 9 109 т, т.е. в 200 раз меньше биомассы суши. [5]

В водных экосистемах фосфор усваивается фитопланктоном и передается по трофической цепи вплоть до морских птиц. Их экскременты ( гуано) либо сразу попадают назад в море, либо сначала накапливаются на берегу, а затем все равно смываются в море. Из отмирающих морских животных, особенно рыб, фосфор снова попадает в море и в круговорот, но часть скелетов рыб достигает больших глубин, и заключенный в них фосфор снова попадает в осадочные породы, то есть выключается из биогеохимического круговорота. [6]

Читайте также:  Как определить свежая рыба или нет?

В водных экосистемах перед наступлением холодов растения опускаются на дно. Многие виды птиц в холодное время отсутствует в составе экосистем Севера и умеренной полосы, так как улетают на Юг. Возможны сезонные миграции в поисках корма у копытных животных. Для человека особенно важен учет С.и. травяных экосистем, которые используются как сенокосы и пастбища, так как в разные периоды вегетационного сезона растения имеют разную кормовую ценность ( после отцветания они грубеют, в них падает содержание протеина и увеличивается количество клетчатки); у пастбищ, в зависимости от скорости отрастания растений после выпаса, в разные сезоны – разная отав-ность и, соответственно, разная пастбищная емкость. [7]

В водных экосистемах передача вещества и энергии происходит по более сложной схеме. Около 1 / 3 продукции фитопланктона потребляется зоопланктоном. Рыбы-планктонофаги, в свою очередь, потребляют около 40 % продукции планктона, а хищные рыбы – свыше 70 % продукции рыб-планктонофагов. [8]

В водных экосистемах крупномасштабная вертикальная структура задается в первую очередь внешними условиями. В пелагиали определяющими факторами оказываются градиенты освещенности, температуры, концентрации биогенов и др. На больших глубинах действует фактор гидростатического давления, в донных биоценозах к этому добавляется разнородность грунтов, гидродинамика придонных слоев воды. Особенности вертикальной структуры выражаются в специфике видового состава, смене доминирующих видов, показателях биомассы и продукции. Так, в северо-западной части Тихого океана четко прослеживается вертикальная смена доминирования у видов гидромедуз: в поверхностном слое ( 50 – 300 м) преобладает Aglantha digitate, в слое 500 – 1000 м – Crossota brunea, а еще глубже – Botrynema bruceu. [9]

В водных экосистемах круговорот азота происходит аналогичным образом, причем в роли основных азотфиксаторов выступают синезеленые водоросли. [10]

В водных экосистемах в основной массе продуценты мелкие ( фитопланктон), у которых происходит частая смена поколений. Продуктивность такой экосистемы велика, но в каждый момент времени биомасса мала, и в низших звеньях водной трофической цепи в качестве урожая взять нечего. [11]

Следовательно, водные экосистемы играют жизненно важную роль в функционировании биогеоценозов агросферы. [12]

Важной характеристикой водных экосистем являются также данные отложения. [13]

В жизни водных экосистем большую роль играет также вертикальное перемещение водных масс. В пресноводных водоемах перемешивание выравнивает градиент температуры от поверхности до глубоководий и повышает содержание кислорода в воде. Однако особую роль играет явление перемешивания вод в океанах – апвеллинг. [14]

Важной характеристикой водных экосистем являются также донные отложения. [15]

Экосистема: определение понятия, структура, виды

Согласно Конвенции о биологическом разнообразии, экосистема — это динамический комплекс, образованный растениями, животными и микроорганизмами (биоценоз), а также окружающей их неживой природой (биотопом), которые взаимодействуют как одно функциональное целое. Другими словами, это участок геопространства и населяющие его живые организмы, не способные существовать отдельно друг от друга.

История термина

Мнение о том, что живые существа и места их обитания нужно рассматривать как единое целое, в XIX веке высказал физиолог из Шотландии Джон Скотт Холдейн. Он считал, что “части организма и его окружение составляют одну систему”. В 1928 году о “целостных экологических системах” говорил лейпцигский биолог и лимнолог Ричард Уолтерек. О целостности живых организмов и неживой природы писал российский почвовед Василий Васильевич Докучаев. Немецкий гидробиолог Август Тинеманн для обозначения единства биотопа и биоценоза использовал термин “голоцен”, предложенное энтомологом Карлом Фридрихом в 1927 году.

Карл Фридрих думает над новым термином

Современное понятие “экосистема” (англ. ecosystem), ставшее основным в экологии, придуман в 1935 году британским биологом и геоботаником Артуром Джорджем Тенсли. Ученый дал ему такое определение: “Единая система, включающая в себя не только комплекс организмов, но и комплекс факторов, которые образуют то, что мы называем экологией. Внутри системы происходит постоянное разнообразное взаимодействие не только между организмами, но и между органическим и неорганическим мирами“.

Сравнение понятий “экосистема” и “биогеоценоз”

В 1940-х годах в Советском Союзе науку об экологических системах создал советский ученый Владимир Николаевич Сукачев. Он придумал для них собственный термин — “биогеоценозы”, который долгое время использовался в восточноевропейской научной литературе вместо ecosystems Тенсли. Однако не все ученые согласны с тем, что эти термины полностью синонимичны.

Согласно Сукачеву, биогеоценоз — конкретный участок земной поверхности, где обязательно есть растительное сообщество — фитоценоз. Понятие “экосистема” более общее. Оно применимо, например, не только к полю или лесу, но также к кочке посреди болота или ручью.

Классификация экосистем

Классификация экосистем осуществляется по:

  • расположению в пространстве,
  • масштабу,
  • типу возникновения,
  • источнику энергии.

По расположению

Бывают наземные и водные системы. Наземные — это системы твердой поверхности нашей планеты. В их распределении наблюдается определенная климатическая зональность. Выделяют виды экосистем:

  • арктическая тундра;
  • бореальные хвойные леса, летнезеленые лиственные и смешанные леса, степь, пампасы умеренной зоны;
  • альпийская (высокогорная) тундра;
  • субтропические заросли жестколистных кустарников — чапараль;
  • тропические пустыни, злаковники, саванна, вечнозеленые сухие и дождевые леса.

Водные виды делятся на морские (моря, океаны, соленые озера, ватты) и пресноводные (пресные озера, реки, ручьи).

По масштабу

Часть экологов выделяет 3 вида экосистем в зависимости от размера: микросистемы, мезосистемы, макросистемы. Отдельными системами они считают, например, разлагающийся пень, лес, где он находится, и целый континент. Самая большая это биосфера, которая включает в себя совокупность всех наземных и водных видов.

По типу возникновения

Различают естественные (природные) и искусственные, или антропогенные (созданные человеком) типы экосистем. Для первых характерны условность границ, большое разнообразие видов, устойчивость, способность саморегулироваться и восстанавливаться. Человек не влияет на обмен вещества и энергии.

Искусственные системы имеют четкие границы. Они не могут существовать без вмешательства человека, который отбирает для них определенные растения и животных. Они создаются, например для получения сельскохозяйственной продукции (пашни, теплицы, сады, рыбные пруды), отдыха (парки, поля для гольфа), снабжения водой (оросительные каналы, городские пруды).

По источнику энергии

В зависимости от наличия и количества живых организмов, производящих органические вещества (автотрофы, продуценты), бывают такие виды экосистем:

  • автотрофные, которые делятся на фотоавтотрофные, использующие солнечную энергию, и хемотрофные, потребляющие химическую энергию. Это леса, болота, пашни, сады.
  • гетеротрофные. В естественных (океанические глубоководные) организмы получают энергию, перерабатывая остатки животных и растений, которые попадают к ним из автотрофных. Антропогенные (грибные фермы, фабрики, города) зависят от электроснабжения.

Признаки и свойства

Важные свойства разных экосистем:

  • Открытые. Нуждаются в притоке энергии. Между ними происходит обмен живыми организмами.
  • Динамичные. Меняются под влиянием внешних и внутренних факторов.
  • Сложные. Биотические и абиотические компоненты и структуры непрерывно взаимодействуют друг с другом. Чем больше взаимодействий между живыми существами и окружающей средой, тем сложнее система.

Значимые признаки природной или антропогенной экосистемы:

  • Наличие круговорота веществ. (вода, отдельные химические элементы). Это означает, что многие из них используются многократно.
  • Живые организмы — части пищевой цепи. В зависимости от способа питания они являются продуцентами (производителями), консументами (потребителями) или деструкторами (разрушителями).

Структура и основные компоненты

Наземные системы разделены на слои, водные — на зоны. Структура экосистем складывается из биотических и абиотических элементов. К ним относятся:

  • биомасса: растения, животные, грибы, микроорганизмы;
  • органические соединения;
  • неорганические вещества;
  • климатические факторы, которые влияют на влажность, освещение, температуру.

Компоненты экосистемы взаимодействуют друг с другом.

Уровни экологической системы

Экологическая система включает в себя разные функциональные группы организмов, среди которых:

  • Первичные продуценты. Они производят из неорганических веществ органические, используя солнечный свет или химическую энергию. Это в первую очередь способные к фотосинтезу зеленые растения, автотрофные бактерии, археи.
  • Консументы, поедающие продуцентов, других консументов или деструкторов. К ним относятся люди и животные. Они выделяют диоксид углерода. Их останки, испражнения, шерсть, волосы представляют собой источник химической энергии.
  • Деструкторы (микроорганизмы), которые разлагают, а затем минерализуют останки продуцентов и консументов, их испражнения или органы (опавшие листья и др.).

Механизмы функционирования

К таким механизмам относят устойчивость и биоразнообразие видов. Некоторые системы не меняют свою структуру и функции при негативном воздействии или способны их восстанавливать. Эту способность называют резистентным и упругим гомеостазом. Экологическая система, чувствительная к воздействию факторов окружающей среды и/или населенная преимущественно незаменимыми видами, считается неустойчивой, или динамически хрупкой. Устойчивая, напротив, хорошо функционирует в любых условиях и населена в основном взаимозаменяемыми организмами. Чем больше видов, тем выше динамическая прочность системы.

Границы экосистем

Природная экосистема, как упоминалось выше, в отличие от антропогенной не имеет четких пространственных границ. Каждая плавно перетекает в другие. Переходы между ними иногда являются самостоятельными системами — экотонами. Их населяют виды из соседних комплексов и/или специфичные для них организмы. Примеры: дельта реки, опушка леса.

Дельта реки Ирравади

Одни экологические системы остаются более или менее неизменными, другие развиваются, то есть меняются на протяжении долгого времени. С этим процессом связано понятие “сукцессия”. Оно применяется для обозначения последовательного естественного изменения под воздействием внутренних факторов. Сформировавшееся в результате сукцессии сообщество называют климаксным. Оно наиболее устойчивое.

Воздействие человека

Виды негативного антропогенного воздействия на природные экосистемы:

  • Нарушение естественного биологического равновесия. Например, в результате введения чуждых ей организмов и связанное с этим вытеснение местных видов.
  • Преобразование ландшафта. Сюда относятся вырубка леса для освобождения площадей для сельского хозяйства. Или получения древесины (ежегодно вырубается 13 млн. га), осушение естественных или создание искусственных озер.
  • Вымирание видов животных (браконьерство).
  • Загрязнение окружающей среды. Примеры — выбросы углекислого газа при сжигании ископаемого топлива, разрушение озонового слоя фреоном.
  • Добыча песка, природных гравия и камня. Происходит изменение химического состава почв или водоёмов, образуются отходы. Все это негативно влияет на биотопы и разрушает места обитания живых организмов.
  • Долговременные последствия использования атомной/ядерной энергии. Яркий пример — Чернобыльская катастрофа.

Ввиду непрерывного ухудшения экологии негативное воздействие человека на нее изучают многие ученые. Согласно результатам исследования “Экономика экосистем и биоразнообразия”, защита и сохранение экологических систем всегда обходятся дешевле, чем их восстановление или замена искусственными.

Добавить комментарий