Artenvielfalt des künstlichen Ökosystems. Arten von Ökosystemen

Vortrag Nummer 5. künstliche Ökosysteme

5.1 Natürliche und künstliche Ökosysteme

In der Biosphäre gibt es neben natürlichen Biogeozänosen und Ökosystemen durch menschliches Wirtschaften künstlich geschaffene Lebensgemeinschaften – anthropogene Ökosysteme.

Natürliche Ökosysteme zeichnen sich durch eine große Artenvielfalt aus, sie existieren lange, sie sind zur Selbstregulierung fähig, sie haben eine große Stabilität und Widerstandsfähigkeit. Die darin entstehende Biomasse und Nährstoffe verbleiben und werden innerhalb der Biozönosen genutzt und bereichern deren Ressourcen.

Künstliche Ökosysteme - Agrozönosen (Weizenfelder, Kartoffeln, Gemüsegärten, Bauernhöfe mit angrenzenden Weiden, Fischteiche usw.) machen einen kleinen Teil der Landoberfläche aus, liefern aber etwa 90% der Nahrungsenergie.

Entwicklung Landwirtschaft Seit der Antike geht damit die vollständige Zerstörung der Vegetationsdecke auf großen Flächen einher, um Platz für eine kleine Anzahl von Menschen ausgewählter Arten zu schaffen, die sich am besten für die Ernährung eignen.

Menschliche Aktivitäten in einer Agrargesellschaft fügten sich jedoch ursprünglich in den biochemischen Kreislauf ein und veränderten den Energiefluss in der Biosphäre nicht. In der modernen landwirtschaftlichen Produktion hat der Einsatz von synthetisierter Energie bei der mechanischen Bearbeitung des Bodens, der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden dramatisch zugenommen. Dadurch wird die gesamte Energiebilanz der Biosphäre gestört, was zu unvorhersehbaren Folgen führen kann.

Vergleich natürlicher und vereinfachter anthropogener Ökosysteme

(nach Miller, 1993)

5.2 Künstliche Ökosysteme

5.2.1 Agrarökosysteme

Agrarökosystem(aus dem Griechischen agros - Acker) - eine Lebensgemeinschaft, die von Menschen geschaffen und regelmäßig gepflegt wird, um landwirtschaftliche Produkte zu gewinnen. Umfasst in der Regel die Gesamtheit der Organismen, die auf landwirtschaftlichen Flächen leben.

Agrarökosysteme umfassen Felder, Obstgärten, Gemüsegärten, Weinberge, große Viehanlagen mit angrenzenden künstlichen Weiden.

Ein charakteristisches Merkmal von Agrarökosystemen ist eine geringe ökologische Zuverlässigkeit, aber eine hohe Produktivität einer (mehrerer) Arten oder Sorten von Kulturpflanzen oder -tieren. Ihr Hauptunterschied zu natürlichen Ökosystemen ist ihre vereinfachte Struktur und ihre reduzierte Artenzusammensetzung.

Agrarökosysteme unterscheiden sich von natürlichen Ökosystemen eine Reihe von Funktionen:

1. Die Vielfalt der lebenden Organismen in ihnen wird stark reduziert, um die höchstmögliche Produktion zu erzielen.

Auf einem Roggen- oder Weizenfeld sind neben einer Getreidemonokultur nur wenige Unkrautarten zu finden. Auf einer natürlichen Wiese ist die biologische Vielfalt viel höher, aber die biologische Produktivität ist um ein Vielfaches geringer als auf einem gesäten Feld.

Die künstliche Regulierung der Zahl der Schädlinge ist größtenteils eine notwendige Bedingung für die Aufrechterhaltung von Agrarökosystemen. Daher werden in der landwirtschaftlichen Praxis starke Mittel eingesetzt, um die Anzahl unerwünschter Arten zu unterdrücken: Pestizide, Herbizide usw. Die Umweltauswirkungen dieser Maßnahmen führen jedoch zu einer Reihe unerwünschter Wirkungen zusätzlich zu denen, für die sie angewendet werden.

2. Arten landwirtschaftlicher Pflanzen und Tiere in Agrarökosystemen werden eher durch künstliche als durch natürliche Auslese gewonnen und können dem Existenzkampf mit Wildarten ohne menschliche Unterstützung nicht standhalten.

Infolgedessen kommt es zu einer starken Verengung der genetischen Basis von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, die äußerst empfindlich auf die Massenvermehrung von Schädlingen und Krankheiten reagieren.

3. Agro-Ökosysteme sind offener, ihnen werden mit Feldfrüchten, tierischen Produkten, aber auch durch Bodenzerstörung Materie und Energie entzogen.

In natürlichen Biozönosen wird die Primärproduktion von Pflanzen in zahlreichen Nahrungsketten verbraucht und in Form wieder in das biologische Kreislaufsystem zurückgeführt Kohlendioxid, Wasser und Elemente der mineralischen Ernährung.

Aufgrund der ständigen Ernte und Unterbrechung der Bodenbildungsprozesse nimmt die Bodenfruchtbarkeit bei langfristigem Anbau von Monokulturen auf Ackerland allmählich ab. Diese Position in der Ökologie heißt Gesetz des abnehmenden Ertrags .

Für eine umsichtige und rationelle Landwirtschaft ist es daher notwendig, die Erschöpfung der Bodenressourcen zu berücksichtigen und die Bodenfruchtbarkeit mit Hilfe verbesserter Landtechnik, rationeller Fruchtfolge und anderer Methoden zu erhalten.

Die Veränderung der Vegetationsbedeckung in Agrarökosystemen erfolgt nicht natürlich, sondern durch den Willen des Menschen, was sich nicht immer gut in der Qualität der darin enthaltenen abiotischen Faktoren widerspiegelt. Dies gilt insbesondere für die Bodenfruchtbarkeit.

Hauptunterschied Agrarökosysteme aus natürlichen Ökosystemen - zusätzliche Energie bekommen für den Normalbetrieb.

Ergänzend bezieht sich auf jede Art von Energie, die Agrarökosystemen zugeführt wird. Das kann die Muskelkraft eines Menschen oder Tieres sein, verschiedene Brennstoffe für den Betrieb landwirtschaftlicher Maschinen, Düngemittel, Pestizide, Pflanzenschutzmittel, Zusatzbeleuchtung etc. Das Konzept der "Extra-Energie" umfasst auch neue Haustierrassen und -sorten kultivierte Pflanzen in die Struktur von Agrarökosystemen eingeführt.

Es sollte beachtet werden, dass Agrarökosysteme - sehr instabile Gemeinschaften. Sie sind nicht zur Selbstheilung und Selbstregulierung fähig, sie sind der Todesdrohung durch massenhafte Vermehrung von Schädlingen oder Krankheiten ausgesetzt.

Der Grund für die Instabilität liegt darin, dass Agrocenosen aus einer (Monokultur) oder seltener aus maximal 2–3 Arten bestehen. Deshalb kann jede Krankheit, jeder Schädling die Agrozenose zerstören. Eine Person geht jedoch bewusst dazu über, die Struktur der Agrozenose zu vereinfachen, um den maximalen Ertrag zu erzielen. Agrozönosen sind in viel größerem Maße als natürliche Cenosen (Wald, Wiese, Weiden) Erosion, Auswaschung, Versalzung und Schädlingsbefall ausgesetzt. Ohne menschliche Beteiligung existieren Getreide- und Gemüsekulturen nicht länger als ein Jahr, Beerenpflanzen - 3-4, Obstkulturen- 20-30 Jahre. Dann zerfallen sie oder sterben.

Der Vorteil von Agrocenosen Vor natürlichen Ökosystemen liegt die für den Menschen notwendige Nahrungsproduktion und große Chancen zur Produktivitätssteigerung. Sie werden jedoch nur unter ständiger Sorge um die Fruchtbarkeit der Erde verwirklicht, indem sie Pflanzen mit Feuchtigkeit versorgen und Kulturpopulationen, Sorten und Rassen von Pflanzen und Tieren vor den nachteiligen Auswirkungen der natürlichen Flora und Fauna schützen.

Alle in der landwirtschaftlichen Praxis künstlich angelegten Agrarökosysteme Felder, Gärten, Weiden, Gärten, Gewächshäuser sind Menschengestützte Systeme.

In Bezug auf die in Agrarökosystemen entstehenden Lebensgemeinschaften verschiebt sich der Schwerpunkt allmählich im Zusammenhang mit der allgemeinen Entwicklung des ökologischen Wissens. Die Idee der Fragmentierung, Fragmentierung coenotischer Verbindungen und der ultimativen Vereinfachung von Agrocenosen wird durch ein Verständnis ihrer komplexen systemischen Organisation ersetzt, bei der eine Person nur einzelne Verbindungen maßgeblich beeinflusst und sich das gesamte System gemäß der natürlichen, natürlichen Entwicklung weiter entwickelt Gesetze.

Aus ökologischer Sicht ist es äußerst gefährlich, die natürliche Umgebung eines Menschen zu vereinfachen und die gesamte Landschaft in eine landwirtschaftliche zu verwandeln. Die Hauptstrategie zur Schaffung einer hochproduktiven und nachhaltigen Landschaft sollte darin bestehen, ihre Vielfalt zu erhalten und zu steigern.

Neben der Pflege ertragreicher Felder sollte besonderes Augenmerk auf den Erhalt von Schutzgebieten gelegt werden, die keiner anthropogenen Beeinflussung unterliegen. Reservate mit einer reichen Artenvielfalt sind eine Artenquelle für Gemeinschaften, die sich in aufeinanderfolgenden Serien erholen.

Vergleichende Eigenschaften natürlicher Ökosysteme und Agrarökosysteme

5.2.2 Industriell-städtische Ökosysteme

Ganz anders sieht es in Ökosystemen aus, zu denen auch industriell-urbane Systeme gehören – hier wird die Brennstoffenergie komplett ersetzt Solarenergie. Im Vergleich zum Energiefluss in natürlichen Ökosystemen ist der Verbrauch hier um zwei bis drei Größenordnungen höher.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass künstliche Ökosysteme ohne natürliche Systeme nicht existieren können, während natürliche Ökosysteme ohne anthropogene existieren können.

urbane Systeme

Städtisches System (Urbosystem)- "ein instabiles natürlich-anthropogenes System bestehend aus Architektur- und Bauobjekten und stark gestörten natürlichen Ökosystemen" (Reimers, 1990).

Mit der Entwicklung der Stadt werden ihre Funktionszonen immer differenzierter. Industrie-, Wohn-, Waldpark.

Industriezonen- Dies sind die Gebiete der Konzentration von Industrieanlagen verschiedener Branchen (Metallurgie, Chemie, Maschinenbau, Elektronik usw.). Sie sind die Hauptverschmutzungsquellen Umfeld.

Wohngebiete- ist der Bereich der Konzentration von Wohngebäuden, Verwaltungsgebäude, Objekte der Kultur, Bildung usw.

Waldpark - Dies ist eine Grünfläche rund um die Stadt, die von Menschen kultiviert wurde, dh für Massenerholung, Sport und Unterhaltung geeignet ist. Seine Abschnitte sind auch innerhalb von Städten möglich, aber meistens hier Stadtparks- Baumplantagen in der Stadt, die ziemlich ausgedehnte Gebiete einnehmen und auch den Bürgern zur Erholung dienen. Im Gegensatz zu Naturwäldern und sogar Waldparks sind Stadtparks und ähnliche kleinere Plantagen in der Stadt (Plätze, Boulevards) keine selbsttragenden und selbstregulierenden Systeme.

Die Waldparkzone, Stadtparks und andere Gebiete des Territoriums, die für die Erholung der Menschen bestimmt und speziell angepasst sind, werden genannt Freizeit Zonen (Gebiete, Standorte usw.).

Die Vertiefung von Urbanisierungsprozessen führt zur Komplexität der städtischen Infrastruktur. Ein bedeutender Platz beginnt sich zu besetzen Transport Und Transportmöglichkeiten(Autobahnen, Tankstellen, Werkstätten, Tankstellen, Eisenbahnen mit eigener komplexer Infrastruktur, einschließlich unterirdischer - die U-Bahn; Flugplätze mit einem Servicekomplex usw.). Transportsysteme quer durch alle Funktionsbereiche der Stadt und wirken sich auf das gesamte städtische Umfeld (Urban Environment) aus.

Menschliches Umfeld Unter diesen Bedingungen ist es eine Kombination aus abiotischen und sozialen Umgebungen, die Menschen und ihre Wirtschaft gemeinsam und direkt beeinflussen. Gleichzeitig kann es nach N. F. Reimers (1990) unterteilt werden in natürlichen Umgebung Und vom Menschen veränderte natürliche Umwelt(anthropogene Landschaften bis zur künstlichen Umgebung von Menschen - Gebäude, Asphaltstraßen, künstliche Beleuchtung usw., d.h. bis zu künstliche Umgebung).

Im Allgemeinen gehören das städtische Umfeld und Siedlungen städtischen Typs dazu Technosphäre, d.h. die Biosphäre, die vom Menschen radikal in technische und menschengemachte Objekte umgewandelt wurde.

Neben dem Bodenteil der Landschaft in die Umlaufbahn Wirtschaftstätigkeit Der Mensch erhält auch seine lithogene Basis, d. h. den Oberflächenteil der Lithosphäre, der allgemein als geologische Umgebung bezeichnet wird (E. M. Sergeev, 1979).

Geologische Umgebung- Dies sind Gesteine, Grundwasser, die durch menschliche Aktivitäten beeinflusst werden (Abb. 10.2).

In städtischen Gebieten, in städtischen Ökosystemen, kann eine Gruppe von Systemen unterschieden werden, die die Komplexität der Interaktion von Gebäuden und Strukturen mit der Umwelt widerspiegeln, die als bezeichnet werden natürliche und technische Systeme(Trofimov, Epishin, 1985) (Abb. 10.2). Sie sind eng mit anthropogenen Landschaften verbunden, mit ihren geologische Struktur und Erleichterung.

So stehen urbane Systeme im Fokus der Bevölkerung, Wohn- und Gewerbebauten und -strukturen. Die Existenz urbaner Systeme hängt von der Energie aus fossilen Brennstoffen und nuklearen Energierohstoffen ab, wird vom Menschen künstlich reguliert und aufrechterhalten.

Das Umfeld städtischer Systeme, sowohl seine geografischen als auch seine geologischen Teile, hat sich am stärksten verändert und ist es tatsächlich geworden künstlich, hier gibt es Probleme der Nutzung und Wiederverwendung natürlicher Ressourcen, verbunden mit Zirkulation, Verschmutzung und Reinigung der Umwelt, hier gibt es eine zunehmende Entkoppelung von Wirtschafts- und Produktionskreisläufen vom natürlichen Stoffwechsel (biogeochemische Umsätze) und dem Energiefluss in natürlichen Ökosystemen. Und schließlich sind hier die Bevölkerungsdichte und die bebaute Umwelt am höchsten, was nicht nur bedrohlich ist menschliche Gesundheit, sondern auch das Überleben der gesamten Menschheit. Die menschliche Gesundheit ist ein Indikator für die Qualität dieser Umwelt.

Seite 2

Natürliche Ökosysteme befinden sich bekanntermaßen in einem dynamischen Gleichgewichtszustand. Ihre Entwicklung geht in Richtung zunehmender Resistenz mögliche Auswirkungen. Darüber hinaus können bestimmte Belastungen die nutzbare Produktivität einiger Ökosysteme erhöhen. Daraus ergibt sich für die Praxis eine wichtige Schlussfolgerung, dass auf technogene und andere Eingriffe in Ökosysteme aus Angst vor deren Instabilität nicht gänzlich verzichtet werden sollte. Es ist notwendig, die Bemühungen auf eine gründliche Untersuchung der zulässigen Belastungen zu richten. Ein vernünftiger Umgang mit diesen Lasten ist eine der Voraussetzungen für eine nachhaltige Entwicklung der Gesellschaft.

Jeder Organismus in einem natürlichen Ökosystem produziert potenziell umweltbelastende Abfälle. Die Stabilität von Ökosystemen beruht auf der Tatsache, dass der Abfall einiger Organismen zu Nahrung und / oder Rohstoffen für andere wird. In ausgewogenen Ökosystemen sammeln sich Abfälle nicht auf einem Niveau an, das nachteilige Veränderungen verursacht, sondern werden zersetzt und recycelt.

Die Aufrechterhaltung geschlossener Kreisläufe in natürlichen Ökosystemen ist möglich durch das Vorhandensein von Zersetzern, die alle Abfälle und Reststoffe verwerten, und die konstante Zufuhr von Sonnenenergie. In städtischen und künstlichen Ökosystemen fehlen Zersetzer oder ihre Anzahl ist vernachlässigbar, daher sammeln sich neben anderen Gründen Abfälle an, die, wenn sie angesammelt werden, die Umwelt verschmutzen. Für eine möglichst schnelle Zersetzung und Wiederverwertung solcher Abfälle sollten Voraussetzungen für die Entwicklung von Zersetzern, beispielsweise durch Kompostierung, geschaffen werden. Der Mensch lernt also von der Natur.

Die Aufrechterhaltung geschlossener Kreisläufe in natürlichen Ökosystemen ist durch das Vorhandensein von Zersetzern (Zersetzern), die alle Abfälle und Reststoffe verwerten, und die ständige Zufuhr von Sonnenenergie möglich. In städtischen und künstlichen Ökosystemen gibt es wenige oder keine Zersetzer, und Abfälle (flüssig, fest und gasförmig) sammeln sich an und verschmutzen die Umwelt. Es ist möglich, die schnellste Zersetzung und Wiederverwertung solcher Abfälle zu fördern, indem die Entwicklung von Zersetzern gefördert wird, beispielsweise durch Kompostierung. Der Mensch lernt also von der Natur.

Mutualismus), In natürlichen Ökosystemen überwiegt das assoziative A. In Agrarökosystemen spielt die Rolle des assoziativen B.a. stark abnimmt und 40 kg / ha Stickstoff pro Jahr nicht überschreitet. Um B.a. pflegen Hülsenfrüchte. In der mittleren Spur kann ein Klee- oder Luzernefeld während der Vegetationsperiode 200-400 kg/ha Stickstoff anreichern, was den Bedarf auch bei intensivem Pflanzenbau vollständig deckt.

Die Regel der inneren Konsistenz: In natürlichen Ökosystemen zielen die Aktivitäten der darin enthaltenen Arten darauf ab, diese Ökosysteme als ihren eigenen Lebensraum zu erhalten.

Die Regel der inneren Konsistenz - In natürlichen Ökosystemen zielen die Aktivitäten der darin enthaltenen Arten darauf ab, diese Ökosysteme als ihren eigenen Lebensraum zu erhalten.

Bemerkenswerterweise sind Pflanzen in natürlichen Ökosystemen vollständig auf ihre eigenen Abwehrkräfte gegen Insekten und andere Pflanzenfresser angewiesen – ein weiterer Beweis dafür, wie effektiv natürliche Abwehrkräfte sein können. Viele der beteiligten Chemikalien, insbesondere Tannine und Alkaloide, haben einen bitteren Geschmack und viele sind für Säugetiere und andere Tiere giftig. Züchtungsprogramme zielen oft darauf ab, die Konzentrationen solcher Substanzen in Kulturpflanzen zu reduzieren. Im Lichte unserer modernen Vorstellungen von Natürlichkeit Chemikalien Schutz ist es nicht verwunderlich, dass viele Kulturpflanzen relativ anfällig für Insektenfraß sind. Da viele Sorten genetisch ziemlich homogen sind, können praktisch alle Individuen einer bestimmten Sorte gleichermaßen anfällig für Insektenbefall sein. Offensichtlich geht es hier darum, dass die Selektion von Kulturpflanzen in der Regel erfolgt, um bestimmte Strukturmerkmale zu erhalten, und diese Veränderungen die Abwehrmechanismen von Pflanzen gegen Insekten schwächen können. Außerdem sind große Gruppen ähnlicher Pflanzen für Insekten leichter zu finden als isolierte Individuen, die normalerweise in natürlichen Ökosystemen zu finden sind.

Umweltprobleme sind eine Folge der direkten Zerstörung natürlicher Ökosysteme (Abholzung, Pflügen von Steppen und Wiesen, Entwässerung von Sümpfen usw.).

Die derzeitige rasche Zerstörung natürlicher Ökosysteme, die die Umwelt regulieren, führt zu einer ökologischen Katastrophe. Diese Katastrophe wiederum wird von einem starken Rückgang des Bevölkerungswachstums und seiner Stabilisierung auf dem Niveau von 7,39 Milliarden Menschen begleitet.

Viele potenziell pathogene Bakterien sind Bestandteile natürlicher Ökosysteme. Yersinia, Citrobacter, Serrations, Hafnia usw. werden auf Bewässerungsfeldern isoliert und dringen aus dem Boden und ins Wasser ein Wurzelsystem Pflanzen und erreichen hohe Konzentrationen in ihren vegetative Organe. Diese Bakterien sind eng verwandt mit wirbellosen Tieren im Boden und im Wasser - Amöben, Garnelen, Nematoden usw. unsichtbar für den Menschen Schlacht. Es findet Anwendung und perfektioniert das gesamte Arsenal an Pathogenitätsfaktoren, die unter geeigneten Bedingungen mit einer Veränderung der Umwelteigenschaften des Äußeren einhergehen interne Umgebung, kann gegen eine Person verwendet werden. Protozoen sind besonders gefährlich für Saprophyten. Verschiedene Typen Protozoen fressen verschiedene Arten Mikroorganismen: Calpidium und Calpida bevorzugen einige Arten von Pseudomonas; Infusorienschuh - Hefe und Pseudovulgaris. Bakterien, die sich dagegen wehren, verursachen wiederum ganze Tierseuchen unter Protozoen.

Praktische Beobachtungen bestätigen, dass in ungestörten natürlichen Ökosystemen ein solcher Zustand tatsächlich beobachtet wird.

Der Übergang zu einer nachhaltigen Entwicklung beinhaltet die schrittweise Wiederherstellung natürlicher Ökosysteme auf ein Niveau, das die Stabilität der Umwelt gewährleistet. Dies kann durch die Bemühungen der gesamten Menschheit erreicht werden, aber jedes Land sollte sich selbst auf dieses Ziel zubewegen.

Der Übergang zur nachhaltigen Entwicklung beinhaltet die schrittweise Wiederherstellung natürlicher Ökosysteme auf ein Niveau, das die Stabilität der Umwelt garantiert, und sollte eine ausgewogene Lösung für die Probleme der sozioökonomischen Entwicklung und die Erhaltung einer günstigen Umwelt und des Potenzials natürlicher Ressourcen bieten Zukunft.

Der Übergang zu einer nachhaltigen Entwicklung beinhaltet die schrittweise Entwicklung natürlicher Ökosysteme auf ein Niveau, das die Stabilität der Umwelt gewährleistet. Dies kann durch die Bemühungen der gesamten Menschheit erreicht werden, aber jedes Land sollte sich selbst auf das Ziel zubewegen.

Klassifizierung und Eigenschaften von Ökosystemen.

Zusammensetzung und Struktur von Ökosystemen.

Energie- und Ökosystemprodukte

Ökologische Pyramiden

Arten von Ökosystemen.

Zusammensetzung und Struktur von Ökosystemen

Wenn Sie Vorlesung Nr. 1 dieses Kurses aufschlagen, werden Sie feststellen, dass das Studiengebiet Ökologie drei Hauptebenen der Lebensorganisation umfasst: Bevölkerung, Ökosystem und Biosphäre. Viele zu lösen globale Probleme und Entscheidungsfindung spielt die Untersuchung der Organismenebene eine Schlüsselrolle.

Wie Sie wissen, sind Lebewesen und ihre unbelebte (abiotische) Umwelt untrennbar miteinander verbunden und stehen in ständiger Wechselwirkung und bilden Ökosysteme.

Ein Ökosystem ist eine Ansammlung aller lebenden Organismen, die zusammen mit ihrer unbelebten Umgebung in einem gemeinsamen Raum leben.

Das Ökosystem ist die wichtigste funktionelle Einheit in der Ökologie, da es sowohl Organismen als auch die unbelebte Umwelt umfasst - Komponenten, die sich gegenseitig in ihren Eigenschaften beeinflussen und notwendig sind, um das Leben in seiner auf der Erde existierenden Form zu erhalten.

Ein Beispiel ist eine Wiese, Wald, See.

Ziemlich oft wird das Konzept eines Ökosystems mit dem Konzept der Biogeozänose identifiziert, aber diese Begriffe sind nicht synonym. Das Konzept eines Ökosystems ist umfassender, es umfasst alle Arten von Gruppen lebender Organismen und Lebensräume, nur natürliche Formationen (Wald, Wiese usw.) können als Biogeozänose bezeichnet werden. Das. Jede Biogeozänose ist ein Ökosystem, aber nicht jedes Ökosystem ist eine Biogeozänose.

IN VerbindungÖkosystem wird durch zwei Gruppen von Komponenten dargestellt: abiotische - Komponenten unbelebte Natur(Ökotop) und biotische - Bestandteile von Wildtieren (Biozönose).

Biozönose - eine Reihe von Vertretern der Pflanzenwelt (Phytozönose), der Tierwelt (Zozänose) und der Welt der Mikroorganismen (Mikrobiozönose). Das Ökotop umfasst zwei Hauptkomponenten: das Klima in all seinen vielfältigen Erscheinungsformen und die geologische Umgebung - Boden-Böden oder Edaphotope. Alle Komponenten dieses Systems stehen in ständiger und komplexer Wechselwirkung (Abb. 1).

Es ist ziemlich offensichtlich, dass das Ökosystem in Raum und Zeit nicht homogen ist, und daher ist es ziemlich wichtig, dies zu berücksichtigen räumliche Struktur Biogeozänose. Zunächst einmal dies abgestufte Struktur Phytozenosen, die eine Anpassung im Kampf um das Sonnenlicht ist. In Laubwäldern werden bis zu 6 Ebenen unterschieden.

In der räumlichen Struktur der Biogeozänose gibt es auch Mosaik- räumliche Veränderung der Pflanzen- und Tiergemeinschaft (Konzentration der Vegetation um Gewässer).

Die Beteiligung verschiedener Arten an der Bildung eines Ökosystems ist nicht gleich, daher können Vertreter einer Art in einem Ökosystem dominieren (z. B. Waldkiefer in einem Kiefernwald), andere können einzeln auftreten (Schneeleopard).

Arten, die zahlenmäßig dominieren, werden genannt Dominant. Unter ihnen gibt es solche, ohne die andere Arten nicht existieren können oder edifactors. Unerheblich Arten - kleine und sogar seltene - spielen eine große Rolle bei der Bildung eines nachhaltigen Ökosystems. Damit wurde das Weltgesetz der Ökosystemstabilität begründet, wonach: Je höher die Biodiversität eines Ökosystems bzw. je mehr „minderwertige“ Arten, desto stabiler ist es.

In Hinsicht auf trophische Struktur(von der griechischen Trophäe - Nahrung) kann das Ökosystem in zwei Ebenen unterteilt werden:

die obere autotrophe (selbstnährende) Schicht oder "grüner Gürtel", zu der Pflanzen oder deren Teile gehören, die Chlorophyll enthalten, wo die Fixierung von Lichtenergie, die Verwendung einfacher anorganischer Verbindungen und die Anhäufung komplexer organischer Verbindungen vorherrschen. Organismen, die im "Grünen Band" enthalten sind, werden genannt autotroph(von lateinisch: Auto-Selbst, Tropho-Ernährung). Das Hauptmerkmal dieser Organismen ist die Fähigkeit, im Prozess der Photosynthese organische Substanzen aus anorganischen Substanzen zu synthetisieren. Da sie als Autotrophe primäre organische Materie erzeugen und diese aus anorganischer Materie herstellen, werden sie genannt Produzenten.

untere heterotrophe (von anderen ernährte) Stufe oder "brauner Gürtel", dominiert von der Verwendung, Umwandlung und Zersetzung komplexer Verbindungen. Organismen, die in diesem Gürtel enthalten sind, können ihre eigene Substanz nicht aus mineralischen Bestandteilen aufbauen, sie sind gezwungen, das zu verwenden, was von Autotrophen geschaffen wird, indem sie sie essen. Sie werden Heterotrophe genannt (von lateinisch: hetero-andere Tropho-Ernährung).

Die Spezifität von Heterotrophen kann jedoch unterschiedlich sein. So wird der Teil von Organismen bezeichnet, der fertige Pflanzennährstoffe in der Ernährung verwendet Phytophagen- Pflanzenfresser (phytos - Pflanze, phagos - Verschlinger, gr.) oder Pflanzenfresser. Phytophagen sind sekundäre Akkumulatoren von ursprünglich von Pflanzen angesammelter Sonnenenergie. Verbraucher erster Ordnung (zum Beispiel: ein Hase, eine Kuh). Zu dieser Gruppe von Organismen gehört Hauptverbraucher.

Für viele Tiere hat die Evolution die Verwendung tierischer Proteine ​​vorgegeben. Diese Gruppe zoophag oder Raubtiere, die Phytophagen und kleinere Raubtiere fressen. Raubtiere sind die wichtigsten Regulatoren des biologischen Gleichgewichts: Sie regulieren nicht nur die Anzahl der phytophagen Tiere, sondern fungieren auch als Pfleger, indem sie vor allem kranke und geschwächte Tiere fressen. Ein Beispiel ist das Fressen von Mäusewühlmäusen durch Raubvögel. Zu dieser Gruppe von Organismen gehört Nebenverbraucher. Tiere, die sich von Verbrauchern zweiter Ordnung ernähren, werden Verbraucher dritter Ordnung genannt und so weiter.

In jedem System werden zwangsläufig organische Abfälle (Tierkadaver, Exkremente usw.) gebildet, die auch als Nahrung für heterotrophe Organismen dienen können, sog Zersetzer oder Saprophyten.

Aus biologischer Sicht ist es daher zweckmäßig, die folgenden Komponenten im Ökosystem zu unterscheiden:

anorganische Stoffe (C, N, CO2, H2O etc.) in die Kreisläufe einbezogen.

organische Verbindungen (Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Huminstoffe), die die biotischen und abiotischen Teile binden.

Luft, Wasser und Substratumgebung, einschließlich des Klimaregimes und anderer physikalischer Faktoren.

Produzenten, autotrophe Organismen, meist grüne Pflanzen, die aus einfachen anorganischen Stoffen Nahrung produzieren können.

Makrokonsumenten oder Phagotrophe (vom griechischen Phagos - Esser) - heterotrophe Organismen, hauptsächlich Tiere, die sich von anderen Organismen oder Partikeln organischer Materie ernähren.

Mikroverbraucher, Saprotrophe, Destructortrophe – heterotrophe Organismen, hauptsächlich Bakterien und Pilze, die Energie gewinnen, indem sie entweder totes Gewebe zersetzen oder gelöste organische Stoffe absorbieren, die spontan freigesetzt oder von Saprotrophen aus Pflanzen und anderen Organismen extrahiert werden.

Alle Organismen, aus denen das Ökosystem besteht, sind durch enge Nahrungsbeziehungen miteinander verbunden (so dient ein Organismus als Nahrung für einen anderen, der von einem dritten gefressen wird usw.). so wird in der Biogeozänose eine Kette sukzessiver Übertragung von Materie und ihrer äquivalenten Energie von einem Organismus auf einen anderen, oder die sogenannte trophische Kette, gebildet.

Beispiele für solche Schaltungen sind:

Rentiermoos  Hirsch  Wolf (Tundra-Ökosystem);

Gras Kuh Mensch (anthropogenes Ökosystem);

mikroskopisch kleine Algen (Phytoplankton) Käfer und Daphnien (Zooplankton) Plötze Hecht Möwen (aquatisches Ökosystem).

Eine trophische Kette in einem Ökosystem ist eng miteinander verflochten und bildet Nahrungsnetze. So weithin bekannt ist das Phänomen der „trophischen Kaskade“: Seeigel ernähren sich von Seeigeln, die Braunalgen fressen, die Vernichtung von Ottern durch Jäger führte zur Vernichtung von Algen aufgrund einer Zunahme der Seeigelpopulation. Als die Jagd auf Otter verboten wurde, begannen die Algen, in ihre Lebensräume zurückzukehren.

Ein bedeutender Teil der Heterotrophen sind Saprophagen und Saprophyten (Pilze), die die Energie von Detritus nutzen. Daher werden zwei Arten von Trophieketten unterschieden: Ketten Essen, oder Beweidung, die mit dem Verzehr von photosynthetischen Organismen beginnen, und Schutt schätzen den Verfall, der mit den Überresten von toten Pflanzen, Kadavern und tierischen Exkrementen beginnt

Energie- und Ökosystemprodukte

Die wichtigste (und praktisch einzige) Energiequelle im Ökosystem ist das Sonnenlicht. Das Blockdiagramm der Stoff- und Energieflüsse im Ökosystem ist in Abb. 1 dargestellt. 3.

Der Energiefluss wird in eine Richtung gelenkt, ein Teil der einfallenden Sonnenenergie wird von der Gemeinschaft umgewandelt und erreicht eine qualitativ neue Ebene, indem sie sich in organische Materie umwandelt, die eine konzentriertere Energieform als Sonnenlicht ist, aber die meiste Energie abgebaut, durchläuft das System und verlässt es in Form minderwertiger thermischer Energie (Wärmesenke). Dabei ist zu beachten, dass nur etwa 2 % der auf die Erdoberfläche gelangenden Energie von autotrophen Organismen aufgenommen wird, der größte Teil (bis zu 98 %) wird in Form von Wärmeenergie abgeführt.

Abb. 3. Diagramm von Stoff- und Energieflüssen in einem Ökosystem.

Energie kann gespeichert, wieder abgegeben oder exportiert, aber nicht wiederverwendet werden. Im Gegensatz zu Energie können Nährstoffe, einschließlich lebensnotwendiger biogener Elemente (Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor usw.), und Wasser wiederverwendet werden. Die Recyclingeffizienz und die Größe der Importe und Exporte von Nährstoffen variieren stark je nach Art des Ökosystems.

Auf dem Funktionsdiagramm wird die Gemeinschaft als ein Nahrungsnetz dargestellt, das aus Autotrophen und Heterotrophen besteht, die durch die entsprechenden Energieflüsse, Kreisläufe biogener Elemente miteinander verbunden sind.

Reis. 4. Energiefluss in der Nahrungskette:

OPE - gesamter Solarenergieeintrag; NE - vom Ökosystem ungenutzte Energie; C - von Pflanzen aufgenommene Energie; H - Teil der Energie (mit Primärproduktion), die von Organismen trophischer Ebenen verbraucht wird; CH - Teil der absorbierten Energie, die in thermischer Form abgegeben wird; D 1 D 2, D 3 - Energieverlust beim Atmen; E - Stoffverlust in Form von Exkrementen und Sekreten; P in - Bruttoproduktion der Produzenten; P 1 - Nettoprimärproduktion; P 2 und P 3 - Konsumgüter; der Kreis zeigt Bioreduzierer – Zerstörer toter organischer Materie.

Die trophische Kette in der Biogeozänose ist gleichzeitig eine Energiekette, d. h. ein sequentiell geordneter Fluss der Übertragung von Sonnenenergie von Produzenten zu allen anderen Gliedern (Abb. 4).

Verbraucherorganismen (Konsumenten), die sich von der organischen Substanz der Produzenten ernähren, erhalten von ihnen Energie, die teilweise zum Aufbau ihrer eigenen verwendet wird organische Materie sondern auch in den Molekülen der entsprechenden chemischen Verbindungen assoziiert und teilweise für Atmung, Wärmeübertragung, Durchführung von Bewegungen bei der Nahrungssuche, Ausweichen vor Feinden usw. aufgewendet.

Im Ökosystem gibt es also einen kontinuierlichen Energiefluss, der darin besteht, sie von einer Nahrungsebene auf eine andere zu übertragen. Aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik ist dieser Vorgang mit der Dissipation von Energie an jedem nachfolgenden Glied verbunden, d. h. mit seinen Verlusten und einer Zunahme der Entropie. Es ist klar, dass diese Dissipation immer durch den Energieeintrag von der Sonne kompensiert wird.

Im Lebensprozess der Gemeinschaft wird organische Substanz erzeugt und verbraucht. Das bedeutet, dass jedes Ökosystem eine gewisse Produktivität hat.

Die Produktivität eines Ökosystems ist die Rate, mit der Produzenten Strahlungsenergie durch Photosynthese und Chemosynthese absorbieren und organisches Material produzieren, das als Nahrung verwendet werden kann. Es gibt verschiedene Ebenen der Produktion von organischem Material: Primärproduktion, die von Produzenten pro Zeiteinheit erzeugt wird, und Sekundärproduktion - eine Zunahme der Masse der Verbraucher pro Zeiteinheit. Die Primärproduktion wird in Brutto- und Nettoproduktion unterteilt. Die Bruttoprimärproduktion ist die Gesamtmasse an organischem Bruttomaterial, die von einer Pflanze pro Zeiteinheit bei einer bestimmten Photosyntheserate erzeugt wird, einschließlich des Atmungsaufwands der Pflanze - von 40 bis 70% der Bruttoproduktion. Der Teil der Bruttoproduktion, der nicht „zum Atmen“ ausgegeben wird, wird Nettoprimärproduktion genannt, stellt den Wert der Zunahme an Pflanzen dar, und dieses Produkt wird von Verbrauchern und Zersetzern verbraucht. Die Sekundärproduktion wird nicht mehr in Brutto und Netto getrennt, da Verbraucher und Zersetzer, d.h. alle Heterotrophen, erhöhen ihre Masse aufgrund der zuvor hergestellten Primärprodukte.

Alle lebenden Bestandteile des Ökosystems bilden die Gesamtbiomasse der Gemeinschaft als Ganzes oder bestimmter Gruppen von Organismen. Es wird in g / cm 3 in roher oder trockener Form oder in Energieeinheiten ausgedrückt - in Kalorien, Joule usw. Wenn die Entnahmerate der Biomasse durch die Verbraucher hinter der Wachstumsrate der Pflanzen zurückbleibt, führt dies zu einer allmählichen Zunahme der Biomasse der Produzenten und zu einem Überschuss an toter organischer Substanz. Letzteres führt zur Torfbildung von Sümpfen und zur Überwucherung von flachen Stauseen. In stabilen Gemeinschaften wird fast die gesamte Produktion in Nahrungsnetze verbracht, und die Biomasse bleibt nahezu konstant.

UmweltPyramiden

Funktionale Zusammenhänge, also die trophische Struktur, lassen sich grafisch darstellen, in Form der sog Ökologische Pyramiden. Die Basis der Pyramide ist die Ebene der Erzeuger, und die nachfolgenden Ernährungsebenen bilden die Böden und die Spitze der Pyramide. Es gibt drei Haupttypen von ökologischen Pyramiden: 1) Zahlenpyramide, die die Anzahl der Organismen auf jeder Ebene widerspiegelt (Eltons Pyramide); 2) Biomasse-Pyramide Charakterisierung der Masse lebender Materie - Gesamttrockengewicht, Kaloriengehalt usw.; 3) Produktpyramide(oder Energie), die einen universellen Charakter hat und die Veränderung der Primärproduktion (oder Energie) auf aufeinanderfolgenden trophischen Ebenen zeigt.

Die Zahlenpyramide spiegelt ein von Elton entdecktes klares Muster wider: Die Anzahl der Personen, die eine Reihe von Verbindungen vom Produzenten zum Verbraucher bilden, nimmt stetig ab (Abb. 5.). Dieses Muster basiert erstens darauf, dass viele kleine Körper benötigt werden, um die Masse eines großen Körpers auszugleichen; zweitens geht die Energiemenge von den unteren trophischen Ebenen zu den höheren verloren (nur 10% der Energie erreichen die vorherige von jeder Ebene) und drittens die umgekehrte Abhängigkeit des Stoffwechsels von der Größe der Individuen (je kleiner die Organismus, je intensiver der Stoffwechsel, desto höher die Wachstumsrate, ihre Häufigkeit und Biomasse).

Reis. 5. Vereinfachtes Diagramm der Elton-Pyramide

Die Pyramiden des Überflusses werden jedoch in verschiedenen Ökosystemen stark variieren, daher ist es besser, den Überfluss in tabellarischer Form anzugeben, die Biomasse jedoch in grafischer Form. Es zeigt deutlich die Menge aller lebenden Materie auf einer bestimmten trophischen Ebene an, beispielsweise in Masseneinheiten pro Flächeneinheit - g / m 2 oder pro Volumen - g / m 3 usw.

In terrestrischen Ökosystemen gilt die folgende Regel PyramidenBiomasse: Die Gesamtmasse der Pflanzen übersteigt die Masse aller Pflanzenfresser, und ihre Masse übersteigt die gesamte Biomasse der Raubtiere. Diese Regel wird eingehalten, und die Biomasse der gesamten Kette ändert sich mit Änderungen des Wertes saubere Produktion, dessen jährliches Wachstum im Verhältnis zur Biomasse des Ökosystems gering ist und in den Wäldern verschiedener geografischer Zonen zwischen 2 und 6 % variiert. Und nur in Wiesenpflanzengemeinschaften kann es 40-55% und in einigen Fällen in Halbwüsten 70-75% erreichen. Auf Abb. 6 zeigt die Biomassepyramiden einiger Biozönosen. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ist die obige Biomassepyramidenregel für den Ozean ungültig – sie hat eine umgekehrte (umgekehrte) Form.

Reis. 6. Pyramiden der Biomasse einiger Biozönosen: P - Produzenten; RK - pflanzenfressende Verbraucher; PC - fleischfressende Verbraucher; F, Phytoplankton; Z - Zooplankton

Das Meeresökosystem neigt dazu, Biomasse in hohem Maße bei Raubtieren anzusammeln. Raubtiere leben lange und die Fluktuationsrate ihrer Generationen ist gering, aber für Produzenten – Phytoplanktonalgen – kann die Fluktuationsrate hundertmal höher sein als die Biomassereserve. Das bedeutet, dass ihre Nettoproduktion auch hier die von den Verbrauchern aufgenommene Produktion übersteigt, d.h. durch die Ebene der Erzeuger fließt mehr Energie als durch alle Verbraucher.

Daraus wird deutlich, dass eine noch perfektere Widerspiegelung des Einflusses trophischer Beziehungen auf das Ökosystem erfolgen sollte SeiProduktpyramidenregel(oderEnergie): Auf jeder vorherigen Trophiestufe ist die Menge an Biomasse, die pro Zeiteinheit (oder Energie) erzeugt wird, größer als auf der nächsten.

Trophie- oder Nahrungsketten können in Form einer Pyramide dargestellt werden. Der Zahlenwert jeder Stufe einer solchen Pyramide kann durch die Anzahl der Individuen, ihre Biomasse oder die darin akkumulierte Energie ausgedrückt werden.

Gemäß R. Lindemanns Energiepyramidengesetz und Zehn-Prozent-Regel gehen ungefähr 10 % (von 7 bis 17 %) der Energie oder Materie in energetischer Hinsicht von jeder Stufe zur nächsten Stufe über (Abb. 7). Beachten Sie, dass auf jeder nachfolgenden Ebene mit abnehmender Energiemenge ihre Qualität zunimmt, d.h. die Fähigkeit, die Arbeit einer Einheit tierischer Biomasse zu verrichten, ist entsprechend um ein Vielfaches höher als die gleiche pflanzliche Biomasse.

Ein markantes Beispiel ist die Nahrungskette der Hochsee, vertreten durch Plankton und Wale. Die Masse des Planktons ist im Meerwasser verteilt und bei einer Bioproduktivität des offenen Meeres von weniger als 0,5 g/m 2 Tag -1 ist die Menge an potentieller Energie in einem Kubikmeter Meerwasser unendlich klein im Vergleich zur Energie von ein Wal, dessen Masse mehrere hundert Tonnen erreichen kann. Wie Sie wissen, ist Walöl ein kalorienreiches Produkt, das sogar zum Anzünden verwendet wurde.

Entsprechend der letzten Ziffer, Ein-Prozent-Regel: Für die Stabilität der Biosphäre insgesamt sollte der energetische Anteil des möglichen Endverbrauchs an der Nettoprimärproduktion 1 % nicht überschreiten.

Auch bei der Vernichtung von Organik ist eine entsprechende Abfolge zu beobachten: Beispielsweise werden etwa 90 % der Energie der reinen Primärproduktion von Mikroorganismen und Pilzen freigesetzt, weniger als 10 % von Wirbellosen und weniger als 1 % von Wirbeltieren, die es sind Endverbraucher.

Letztlich spiegeln alle drei Regeln der Pyramiden Energieverhältnisse im Ökosystem wider, und die Pyramide der Produktion (Energie) hat universellen Charakter.

In der Natur ändert sich in stabilen Systemen die Biomasse nur unwesentlich, d.h. die Natur nutzt tendenziell die gesamte Bruttoproduktion. Die Kenntnis der Energie des Ökosystems und seiner quantitativen Indikatoren ermöglicht es, die Möglichkeit, die eine oder andere Menge pflanzlicher und tierischer Biomasse aus dem natürlichen Ökosystem zu entfernen, genau zu berücksichtigen, ohne seine Produktivität zu beeinträchtigen.

Ein Mensch erhält viele Produkte aus natürlichen Systemen, dennoch ist die Landwirtschaft für ihn die Hauptnahrungsquelle. Nachdem ein Mensch Agrarökosysteme geschaffen hat, versucht er, so viel reine Vegetationsproduktion wie möglich zu erzielen, aber er muss die Hälfte der Pflanzenmasse für die Fütterung von Pflanzenfressern, Vögeln usw. ausgeben, ein erheblicher Teil der Produktion geht an die Industrie und geht im Müll verloren , das heißt, es gehen auch hier etwa 90 % der reinen Produktion verloren und nur etwa 10 % werden direkt dem menschlichen Verzehr zugeführt.

In natürlichen Ökosystemen ändern sich auch Energieflüsse in Intensität und Art, aber dieser Prozess wird durch das Einwirken von Umweltfaktoren reguliert, was sich in der Dynamik des Ökosystems als Ganzes manifestiert.

Verlassen auf Nahrungskette, als Grundlage für das Funktionieren des Ökosystems, ist es auch möglich, die Fälle der Akkumulation bestimmter Substanzen (z. B. synthetischer Gifte) im Gewebe zu erklären, die, da sie sich entlang der trophischen Kette bewegen, nicht an der trophischen Kette teilnehmen normaler Stoffwechsel von Organismen. Entsprechend biologische Amplifikationsregeln Beim Übergang auf eine höhere Ebene der ökologischen Pyramide steigt die Schadstoffkonzentration etwa um das Zehnfache an. Insbesondere ein scheinbar unbedeutend erhöhter Gehalt an Radionukliden im Flusswasser auf der ersten Ebene der Trophiekette wird von Mikroorganismen und Plankton assimiliert, reichert sich dann in Fischgeweben an und erreicht bei Möwen Höchstwerte. Ihre Eier haben einen Radionuklidgehalt, der 5000-mal höher ist als die Hintergrundbelastung.

Arten von Ökosystemen:

Es gibt mehrere Klassifikationen von Ökosystemen. Zunächst werden Ökosysteme unterteilt nach Art der Herkunft und werden in natürliche (Sumpf, Wiese) und künstliche (Ackerland, Garten, Raumschiff) unterteilt.

Nach GrößeÖkosysteme werden unterteilt in:

Mikroökosysteme (z. B. der Stamm eines umgestürzten Baums oder eine Lichtung in einem Wald)

Mesoökosysteme (Wald- oder Steppenkolok)

Makroökosysteme (Taiga, Meer)

Ökosysteme der globalen Ebene (Planet Erde)

Energie ist die bequemste Grundlage für die Klassifizierung von Ökosystemen. Es gibt vier grundlegende Arten von Ökosystemen Art der Energiequelle:

angetrieben von der Sonne, wenig subventioniert

angetrieben von der Sonne, subventioniert durch andere natürliche Quellen

von der Sonne getrieben und vom Menschen subventioniert

angetrieben durch Kraftstoff.

In den meisten Fällen können zwei Energiequellen verwendet werden - die Sonne und Kraftstoff.

Natürliche Ökosysteme, angetrieben von der Sonne, wenig subventioniert- das sind offene Ozeane, alpine Wälder. Alle von ihnen erhalten Energie praktisch nur aus einer Quelle - der Sonne und haben geringe Produktivität. Der jährliche Energieverbrauch wird auf etwa 10 3 -10 4 kcal-m 2 geschätzt. Die in diesen Ökosystemen lebenden Organismen sind an die knappen Mengen an Energie und anderen Ressourcen angepasst und nutzen diese effizient. Diese Ökosysteme sind sehr wichtig für die Biosphäre, da sie riesige Flächen einnehmen. Der Ozean bedeckt etwa 70 % der Erdoberfläche. Tatsächlich sind dies die wichtigsten Lebenserhaltungssysteme, Mechanismen, die die Bedingungen auf dem "Raumschiff" - der Erde - stabilisieren und aufrechterhalten. Hier werden täglich riesige Luftmengen gereinigt, Wasser in den Kreislauf zurückgeführt, klimatische Bedingungen geschaffen, die Temperatur gehalten und andere Funktionen erfüllt, die das Leben sichern. Darüber hinaus werden hier einige Lebensmittel und andere Materialien kostenlos für den Menschen produziert. Es sollte auch über die ästhetischen Werte dieser Ökosysteme gesagt werden, die nicht berücksichtigt werden können.

Natürliche Ökosysteme, angetrieben von der Sonne, subventioniert durch andere natürliche Quellen, sind Ökosysteme, die von Natur aus fruchtbar sind und überschüssiges organisches Material produzieren, das sich ansammeln kann. Sie erhalten natürliche Energiesubventionen in Form von Gezeitenenergie, Brandung, Strömungen aus dem Einzugsgebiet mit organischem Regen und Wind und Mineralien usw. Der Energieverbrauch in ihnen reicht von 1*10 4 bis 4*10 4 kcal*m -2 *Jahr -1. Der Küstenteil einer Mündung wie der Newa-Bucht - gutes Beispiel solche Ökosysteme, die fruchtbarer sind als benachbarte Landgebiete, erhalten die gleiche Menge an Sonnenenergie. Auch in Regenwäldern kann eine übermäßige Fruchtbarkeit beobachtet werden.

Ökosysteme,beweglichSonne und subventioniertmenschlich, sind terrestrische und aquatische Agrarökosysteme, die Energie nicht nur von der Sonne, sondern auch von Menschen in Form von Energiesubventionen erhalten. Ihre hohe Produktivität wird durch Muskel- und Treibstoffenergie unterstützt, die für Anbau, Bewässerung, Düngung, Selektion, Verarbeitung, Transport usw. aufgewendet werden. Brot, Mais, Kartoffeln werden „teilweise aus Öl hergestellt“. Die produktivste Landwirtschaft erhält etwa die gleiche Energiemenge wie die produktivsten natürlichen Ökosysteme des zweiten Typs. Ihre Produktion erreicht etwa 50.000 kcal*m -2 Jahr -1 . Der Unterschied zwischen ihnen liegt in der Tatsache, dass der Mensch so viel Energie wie möglich auf die Produktion von Nahrungsmitteln einer begrenzten Art verwendet, während die Natur sie auf viele Arten verteilt und Energie für einen „regnerischen Tag“ ansammelt, als würde er sie hineinstecken verschiedene Taschen. Diese Strategie wird als „Diversity-for-Survival-Strategie“ bezeichnet.

Kraftstoffbetriebene industriell-städtische Ökosysteme, - die Krone menschlicher Errungenschaften. In Industriestädten ergänzt hochkonzentrierte Kraftstoffenergie die Sonnenenergie nicht, sondern ersetzt sie. Lebensmittel – das Produkt sonnengetriebener Systeme – werden von außen in die Stadt gebracht. Ein Merkmal dieser Ökosysteme ist der enorme Energiebedarf in dicht besiedelten Stadtgebieten – er ist um zwei bis drei Größenordnungen höher als bei den ersten drei Arten von Ökosystemen. Wenn in nicht subventionierten Ökosystemen der Energiezufluss von 10 3 bis 10 4 kcal*m -2 Jahr -1 reicht und in subventionierten Systemen des zweiten und dritten Typs - von 10 4 bis 4 * 10 in großen Industriestädten, Energieverbrauch erreicht mehrere Millionen Kilokalorien pro 1 m 2: New York - 4,8 * 10 6, Tokio - 3 * 10 6, Moskau - 10 6 kcal * m -2 Jahr -1.

Der Energieverbrauch einer Person in einer Stadt beträgt durchschnittlich mehr als 80 Millionen kcal*Jahr -1; Für Lebensmittel benötigt er nur etwa 1 Million kcal * Jahr -1. Daher verbraucht ein Mensch für alle anderen Aktivitäten (Haushalt, Transport, Industrie usw.) 80-mal mehr Energie, als für die physiologische Funktion des Körpers erforderlich ist. In Entwicklungsländern sieht die Situation natürlich etwas anders aus.

Das Ökosystem gehört dazu Schlüssel KonzepteÖkologie. Das Wort selbst steht für „ ökologisches System". Der Begriff wurde 1935 vom Ökologen A. Tansley vorgeschlagen. Ein Ökosystem kombiniert mehrere Konzepte:

• Biozönose - eine Gemeinschaft lebender Organismen
• Biotop - der Lebensraum dieser Organismen
• Arten von Beziehungen von Organismen in einem bestimmten Lebensraum
• Der Stoffaustausch, der zwischen diesen Organismen in einem bestimmten Biotop stattfindet.

Das heißt, ein Ökosystem ist tatsächlich eine Kombination von Komponenten der belebten und unbelebten Natur, zwischen denen Energie ausgetauscht wird. Und dank dieses Austauschs ist es möglich, die Voraussetzungen für die Erhaltung des Lebens zu schaffen. Die Grundlage eines jeden Ökosystems auf unserem Planeten ist die Energie des Sonnenlichts.

Um Ökosysteme zu klassifizieren, haben sich Wissenschaftler für ein Merkmal entschieden – den Lebensraum. Daher ist es bequemer, einzelne Ökosysteme herauszugreifen, da es der Bereich ist, der die klimatischen, bioenergetischen und biologischen Eigenschaften bestimmt. Betrachten Sie die Arten von Ökosystemen.

natürliche Ökosysteme entstehen auf der Erde spontan unter Mitwirkung der Naturkräfte. Zum Beispiel natürliche Seen, Flüsse, Wüsten, Berge, Wälder usw.

Agrarökosysteme- Dies ist eine der Arten von künstlichen Ökosystemen, die vom Menschen geschaffen wurden. Sie zeichnen sich durch schwache Verbindungen zwischen Komponenten, eine kleinere Artenzusammensetzung von Organismen, Künstlichkeit des Austauschs aus, aber gleichzeitig sind Agrarökosysteme am produktivsten. Ihr Mann schafft, um landwirtschaftliche Produkte zu erhalten. Beispiele für Agrarökosysteme: Ackerland, Weiden, Obstgärten, Obstgärten, Felder, bepflanzte Wälder, künstliche Teiche...

Waldökosysteme sind eine Gemeinschaft lebender Organismen, die in Bäumen leben. Auf unserem Planeten ist ein Drittel des Landes von Wäldern besetzt. Fast die Hälfte von ihnen sind tropisch. Der Rest sind Nadelbäume, Laubbäume, gemischt, breitblättrig.

In der Struktur des Waldökosystems werden getrennte Ebenen unterschieden. Je nach Höhe der Stufe ändert sich die Zusammensetzung der Lebewesen.

Pflanzen sind die wichtigsten im Waldökosystem, und die wichtigste ist eine (selten mehrere) Pflanzenart. Alle anderen lebenden Organismen sind entweder Verbraucher oder Zerstörer, die auf die eine oder andere Weise den Stoffwechsel und die Energie beeinflussen ...

Pflanzen und Tiere sind nur ein integraler Bestandteil eines Ökosystems. Tiere sind also die wichtigste natürliche Ressource, ohne die die Existenz eines Ökosystems unmöglich ist. Sie sind beweglicher als Pflanzen. Und obwohl die Fauna gegenüber der Flora an Artenvielfalt verliert, sind es die Tiere, die durch ihre aktive Teilnahme am Stoffwechsel und an der Energie die Stabilität des Ökosystems gewährleisten.

Gleichzeitig bilden alle Tiere den genetischen Fundus des Planeten und leben nur in jenen ökologischen Nischen, in denen alle Bedingungen für Überleben und Fortpflanzung für sie geschaffen sind.

Pflanzen sind grundlegend für die Existenz eines jeden Ökosystems. Sie sind meistens Zersetzer – also Organismen, die Sonnenenergie verarbeiten. Und die Sonne ist, wie oben erwähnt, die Grundlage für die Existenz von Lebensformen auf der Erde.

Wenn wir Vertreter von Flora und Fauna getrennt betrachten, dann ist jedes Tier und jede Pflanze ein Mikroökosystem in der einen oder anderen Phase der Existenz. Beispielsweise ist ein sich entwickelnder Baumstamm ein ganzes Ökosystem. Der Stamm eines umgestürzten Baumes ist ein weiteres Ökosystem. Ähnlich verhält es sich mit Tieren: Ein Embryo im Fortpflanzungsstadium kann als Mikroökosystem betrachtet werden ...

Aquatische Ökosysteme sind an das Leben im Wasser angepasste Systeme. Es ist das Wasser, das die Einzigartigkeit der Gemeinschaft der darin lebenden Organismen bestimmt. Vielfalt der Tier- und Pflanzenarten, Zustand, Stabilität des aquatischen Ökosystems hängt von fünf Faktoren ab:

• Salzgehalt von Wasser
• Der Prozentsatz des darin enthaltenen Sauerstoffs
• Transparenz von Wasser in einem Reservoir
• Wassertemperaturen
• Verfügbarkeit von Nährstoffen.

Es ist üblich, alle aquatischen Ökosysteme in zwei große Klassen zu unterteilen: Süßwasser und Meer. Meeresbewohner nehmen mehr als 70 % der Erdoberfläche ein. Dies sind Ozeane, Meere, Salzseen. Es gibt weniger Süßwasser: die meisten Flüsse, Seen, Sümpfe, Teiche und andere kleinere Stauseen ...

Die Resilienz eines Ökosystems ist die Fähigkeit eines gegebenen Systems, Veränderungen zu widerstehen. externe Faktoren und behalte deine Struktur.

In der Ökologie ist es üblich, zwei Arten der Nachhaltigkeit von ÖS zu unterscheiden:

• widerständig- Dies ist eine Art von Stabilität, bei der ein Ökosystem trotz veränderter äußerer Bedingungen seine Struktur und Funktionalität unverändert beibehalten kann.
• elastisch- Diese Art von Stabilität ist jenen Ökosystemen eigen, die ihre Struktur nach veränderten Bedingungen oder sogar nach Zerstörung wiederherstellen können. Wenn sich beispielsweise ein Wald nach einem Brand erholt, ist gerade von der elastischen Stabilität des Ökosystems die Rede.
  Menschliches Ökosystem

Im menschlichen Ökosystem wird der Mensch die dominierende Spezies sein. Es ist bequemer, solche Ökosysteme in Bereiche zu unterteilen:

Ein Ökosystem ist ein stabiles System von Bestandteilen lebenden und nicht lebenden Ursprungs, an dem sowohl Objekte der unbelebten Natur als auch Objekte der belebten Natur beteiligt sind: Pflanzen, Tiere und Menschen. Jeder Mensch, unabhängig von Geburts- und Wohnort (sei es eine lärmende Metropole oder ein Dorf, eine Insel oder ein großes Land etc.) ist Teil eines Ökosystems....

Derzeit ist der menschliche Einfluss auf jedes Ökosystem überall zu spüren. Für ihre eigenen Zwecke zerstört oder verbessert der Mensch die Ökosysteme unseres Planeten.

So werden die verschwenderische Haltung gegenüber dem Land, die Entwaldung und die Entwässerung von Sümpfen dem zerstörerischen Einfluss des Menschen zugeschrieben. Und umgekehrt, die Schaffung von Reservaten, die Wiederherstellung von Tierpopulationen trägt zur Wiederherstellung des ökologischen Gleichgewichts der Erde bei und ist ein kreativer menschlicher Einfluss auf Ökosysteme ...

Der Hauptunterschied zwischen solchen Ökosystemen ist die Art und Weise, wie sie gebildet werden.

natürlich, oder natürliche Ökosysteme entstehen unter Beteiligung der Naturkräfte. Eine Person beeinflusst sie entweder überhaupt nicht, oder es gibt einen Einfluss, aber unbedeutend. Das größte natürliche Ökosystem ist unser Planet.

künstlichÖkosysteme werden auch als anthropogen bezeichnet. Sie werden vom Menschen geschaffen, um „Nutzen“ in Form von Nahrung zu erlangen, saubere Luft, andere überlebensnotwendige Produkte. Beispiele: Garten, Gemüsegarten, Bauernhof, Reservoir, Gewächshaus, Aquarium. Selbst Raumschiff kann als Beispiel für ein anthropogenes Ökosystem angesehen werden.

Die Hauptunterschiede zwischen künstlichen und natürlichen Ökosystemen.

Ökosystem ist die funktionale Einheit von Lebewesen und ihrer Umwelt. Hauptsächlich EigenschaftenÖkosysteme - ihre Dimensionslosigkeit und Ranglosigkeit. Die Verdrängung einiger Biozönosen durch andere über einen langen Zeitraum wird als Sukzession bezeichnet. Die auf einem neu gebildeten Substrat auftretende Sukzession wird als primär bezeichnet. Die Sukzession in einem bereits von Vegetation besetzten Gebiet wird als sekundär bezeichnet.

Die Einheit der Klassifizierung von Ökosystemen ist ein Biom - eine natürliche Zone oder ein Gebiet mit bestimmten klimatischen Bedingungen und einer entsprechenden Gruppe dominanter Pflanzen- und Tierarten.

Ein besonderes Ökosystem – die Biogeozänose – ist ein Teil der Erdoberfläche mit homogenen Naturphänomenen. Komponenten Biogeozänose sind Klimatotop, Edaphotope, Hydrotop (Biotop), sowie Phytozönose, Zoozönose und Mikrobiozönose (Biozönose).

Um Nahrung zu erhalten, schafft ein Mensch künstlich Agrarökosysteme. Sie unterscheiden sich von natürlichen durch geringen Widerstand und Stabilität, aber höhere Produktivität.

Ökosysteme sind die wichtigsten Struktureinheiten der Biosphäre

Das ökologische System oder Ökosystem ist die grundlegende funktionelle Einheit in der Ökologie, da es Organismen umfasst und

unbelebte Umwelt - Komponenten, die sich gegenseitig in ihren Eigenschaften beeinflussen, und die notwendigen Bedingungen für die Aufrechterhaltung des Lebens in der Form, die auf der Erde existiert. Begriff Ökosystem wurde erstmals 1935 von einem englischen Ökologen vorgeschlagen A. Tensley.

Unter einem Ökosystem versteht man somit eine Gesamtheit lebender Organismen (Gemeinschaften) und deren Lebensraum, die dank Stoffkreisläufen ein stabiles Lebenssystem bilden.

Gemeinschaften von Organismen sind mit der anorganischen Umwelt durch die engste Materie verbunden und Energiebindungen. Pflanzen können nur durch die ständige Zufuhr von Kohlendioxid, Wasser, Sauerstoff, Mineralsalze. Heterotrophe ernähren sich von Autotrophen, benötigen aber anorganische Verbindungen wie Sauerstoff und Wasser.

In einem bestimmten Lebensraum würden die Reserven an anorganischen Verbindungen, die notwendig sind, um die lebenswichtige Aktivität der darin lebenden Organismen aufrechtzuerhalten, für kurze Zeit ausreichen, wenn diese Reserven nicht erneuert würden. Die Rückführung biogener Elemente in die Umwelt erfolgt sowohl während des Lebens von Organismen (durch Atmung, Ausscheidung, Stuhlgang) als auch nach ihrem Tod durch die Zersetzung von Leichen und Pflanzenresten.

Folglich bildet sich die Gemeinschaft mit der anorganischen Umgebung bestimmtes System, in dem der Atomfluss, der durch die Lebenstätigkeit von Organismen verursacht wird, dazu neigt, in einem Kreislauf geschlossen zu werden.

Reis. 8.1. Die Struktur der Biogeozänose und das Interaktionsschema zwischen den Komponenten

In der einheimischen Literatur ist der 1940 vorgeschlagene Begriff "Biogeozänose" weit verbreitet. B. HSuchatschew. Nach seiner Definition ist die Biogeozänose „eine Menge homogener Naturphänomen(Atmosphäre, Gestein, Boden und hydrologische Bedingungen), die eine besondere Spezifität der Wechselwirkungen dieser Bestandteile und eine bestimmte Art des Stoff- und Energieaustauschs zwischen ihnen und anderen Naturphänomenen aufweist und eine innerlich widersprüchliche dialektische Einheit darstellt, die in ist in ständiger Bewegung, Entwicklung".

In der Biogeozänose V.N. Sukachev hat zwei Blöcke herausgegriffen: Ökotop- eine Reihe von Bedingungen der abiotischen Umwelt und Biozönose- die Gesamtheit aller lebenden Organismen (Abb. 8.1). Ein Ökotop wird oft als abiotische Umwelt betrachtet, die nicht durch Pflanzen verändert wurde (der primäre Komplex von Faktoren der physischen und geografischen Umwelt), und ein Biotop wird als eine Reihe von Elementen der abiotischen Umwelt betrachtet, die durch die umweltbildende Aktivität des Lebens verändert wurden Organismen.

Es gibt die Meinung, dass der Begriff "Biogeozänose" in viel größerem Umfang widerspiegelt strukturelle Eigenschaften des untersuchten Makrosystems, während der Begriff "Ökosystem" vor allem seine funktionale Essenz umfasst. Tatsächlich gibt es keinen Unterschied zwischen diesen Begriffen.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Kombination einer bestimmten physikalischen und chemischen Umgebung (Biotop) mit einer Lebensgemeinschaft (Biozönose) ein Ökosystem bildet:

Ökosystem = Biotop + Biozönose.

Der Gleichgewichtszustand (nachhaltiger Zustand) des Ökosystems wird auf der Grundlage der Stoffkreisläufe sichergestellt (siehe Abschnitt 1.5). Alle Bestandteile von Ökosystemen sind direkt an diesen Kreisläufen beteiligt.

Um den Stoffkreislauf in einem Ökosystem aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, einen Vorrat an anorganischen Stoffen in assimilierbarer Form und drei funktionell unterschiedlichen zu haben Umwelt Gruppen Organismen: Produzenten, Konsumenten und Zersetzer.

Produzenten autotrophe Organismen handeln, die in der Lage sind, ihren Körper auf Kosten anorganischer Verbindungen aufzubauen (Abb. 8.2).

Reis. 8.2. Produzenten

Verbraucher - heterotrophe Organismen, die die organische Substanz von Erzeugern oder anderen Verbrauchern verzehren und in neue Formen umwandeln.

Zersetzer leben von toter organischer Materie und wandeln sie wieder in um Anorganische Verbindungen. Diese Einstufung ist relativ, da sowohl Verbraucher als auch Erzeuger im Laufe ihres Lebens teilweise selbst als Zersetzer wirken und mineralische Stoffwechselprodukte an die Umwelt abgeben.

Im Prinzip kann die Zirkulation von Atomen im System ohne Zwischenglied aufrechterhalten werden - Verbraucher, aufgrund der Aktivität von zwei anderen Gruppen. Allerdings sind solche Ökosysteme eher in Ausnahmefällen anzutreffen, beispielsweise dort, wo Lebensgemeinschaften funktionieren, die nur aus Mikroorganismen bestehen. Die Rolle der Verbraucher in der Natur wird hauptsächlich von Tieren wahrgenommen, ihre Aktivität zur Aufrechterhaltung und Beschleunigung der zyklischen Migration von Atomen in Ökosystemen ist komplex und vielfältig.

Das Ausmaß des Ökosystems in der Natur ist sehr unterschiedlich. Auch der Grad der Schließung der in ihnen aufrechterhaltenen Stoffkreisläufe ist nicht derselbe, d.h. wiederholte Beteiligung der gleichen Elemente in Zyklen. Als separate Ökosysteme kann man zum Beispiel ein Flechtenkissen auf einem Baumstamm und einen zusammenbrechenden Baumstumpf mit seiner Bevölkerung und einem kleinen temporären Reservoir, Wiese, Wald, Steppe, Wüste, den gesamten Ozean und schließlich die gesamte Erdoberfläche von Leben besetzt.

Bei manchen Arten von Ökosystemen ist der Stoffabtrag außerhalb ihrer Grenzen so groß, dass ihre Stabilität hauptsächlich durch den Zufluss der gleichen Menge an Stoff von außen aufrechterhalten wird, während die interne Zirkulation ineffektiv ist. Dies sind fließende Stauseen, Flüsse, Bäche, Gebiete an den steilen Hängen der Berge. Andere Ökosysteme haben einen viel geschlosseneren Stoffkreislauf und sind relativ autonom (Wälder, Wiesen, Seen etc.).

Ein Ökosystem ist ein nahezu geschlossenes System. Dies ist der grundlegende Unterschied zwischen Ökosystemen und Gemeinschaften und Populationen, die offene Systeme sind, die Energie, Materie und Informationen mit der Umwelt austauschen.

Allerdings hat kein einziges Ökosystem der Erde einen vollständig geschlossenen Kreislauf, da der minimale Massenaustausch mit der Umwelt immer noch stattfindet.

Das Ökosystem ist eine Reihe miteinander verbundener Energieverbraucher, die daran arbeiten, ihren Nichtgleichgewichtszustand relativ zur Umgebung durch die Nutzung des Sonnenenergieflusses aufrechtzuerhalten.

Entsprechend der Hierarchie der Gemeinschaften manifestiert sich das Leben auf der Erde auch in der Hierarchie der entsprechenden Ökosysteme. Die Ökosystemorganisation des Lebens ist eine der notwendigen Voraussetzungen ihre Existenz. Wie bereits erwähnt, sind die Reserven an biogenen Elementen, die für das Leben der Organismen auf der Erde als Ganzes und in jedem spezifischen Bereich ihrer Oberfläche notwendig sind, nicht unbegrenzt. Nur ein System von Zyklen könnte diesen Reserven die Eigenschaft der Unendlichkeit verleihen, die für die Fortsetzung des Lebens notwendig ist.

Nur funktionell unterschiedliche Gruppen von Organismen können den Kreislauf unterstützen und durchführen. Die funktional-ökologische Vielfalt der Lebewesen und die Organisation der Stoffströme der Umwelt entnommener Stoffkreisläufe sind die ältesten Eigenschaften des Lebens.

Aus dieser Sicht wird die nachhaltige Existenz vieler Arten in einem Ökosystem durch ständig auftretende natürliche Lebensraumstörungen erreicht, die es neuen Generationen ermöglichen, den neu frei gewordenen Raum zu besetzen.

Ökosystem-Konzept

Der Hauptgegenstand des Studiums der Ökologie sind ökologische Systeme oder Ökosysteme. Das Ökosystem nimmt nach der Biozönose den nächsten Platz im System der Wildtierebenen ein. Apropos Biozönose, wir hatten nur lebende Organismen im Sinn. Betrachtet man lebende Organismen (Biozönose) im Zusammenhang mit Umweltfaktoren, so handelt es sich bereits um ein Ökosystem. Somit ist ein Ökosystem ein natürlicher Komplex (bioinertes System), der aus lebenden Organismen (Biozönose) und ihrem Lebensraum (z. B. die Atmosphäre ist inert, der Boden, das Reservoir ist bioinert usw.) besteht und durch die miteinander verbunden ist Stoffwechsel und Energie.

Der in der Ökologie allgemein akzeptierte Begriff „Ökosystem“ wurde 1935 von dem englischen Botaniker A. Tensley eingeführt. Er glaubte, dass Ökosysteme „aus Sicht eines Ökologen die grundlegenden natürlichen Einheiten auf der Erdoberfläche sind“, die „nicht nur einen Komplex von Organismen, sondern auch den gesamten Komplex physikalischer Faktoren umfassen, die das bilden, was wir sind Umwelt als Biom bezeichnen - Habitatfaktoren im weitesten Sinne." Tensley betonte, dass Ökosysteme durch verschiedene Arten des Stoffwechsels nicht nur zwischen Organismen, sondern auch zwischen organischer und anorganischer Materie gekennzeichnet sind. Es ist nicht nur ein Komplex lebender Organismen, sondern auch eine Kombination physikalischer Faktoren.

Ökosystem (ökologisches System)- die Hauptfunktionseinheit der Ökologie, die eine Einheit von Lebewesen und ihrem Lebensraum ist, organisiert durch Energieflüsse und den biologischen Stoffkreislauf. Dies ist eine grundlegende Gemeinsamkeit des Lebewesens und seines Lebensraums, jeder Gruppe lebender Organismen, die zusammenleben, und der Bedingungen für ihre Existenz (Abb. 8).

Reis. 8. Verschiedene Ökosysteme: a - Teiche mittlere Spur(1 - Phytoplankton; 2 - Zooplankton; 3 - schwimmende Käfer (Larven und Erwachsene); 4 - junge Karpfen; 5 - Hecht; 6 - Larven von Horonomiden (zuckende Mücken); 7 - Bakterien; 8 - Insekten der Küstenvegetation; b - Wiesen (I - abiotische Stoffe, d.h. die wichtigsten anorganischen und organischen Bestandteile); II - Erzeuger (Vegetation); III - Makrokonsumenten (Tiere): A - Pflanzenfresser (Stuten, Feldmäuse usw.); C - indirekt oder Detritus- fressende Verbraucher oder Saprobe (wirbellose Bodentiere); C- "berittene" Raubtiere (Falken); IV- Zersetzer (fäulniserregende Bakterien und Pilze)

Das Konzept des „Ökosystems“ kann auf Objekte unterschiedlicher Komplexität und Größe angewendet werden. Ein Beispiel für ein Ökosystem wäre ein Regenwald an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit, der von Tausenden von Pflanzen-, Tier- und Mikrobenarten bewohnt wird, die zusammenleben und durch die zwischen ihnen stattfindenden Wechselwirkungen verbunden sind. Ökosysteme sind solche natürlichen Formationen wie Ozean, Meer, See, Wiese, Sumpf. Ein Ökosystem kann ein Hügel in einem Sumpf und ein verrottender Baum in einem Wald sein, auf dem und in dem Organismen leben, ein Ameisenhaufen mit Ameisen. Das größte Ökosystem ist der Planet Erde.

Jedes Ökosystem kann durch bestimmte Grenzen charakterisiert werden (ein Fichtenwaldökosystem, ein Tiefland-Sumpfökosystem). Das Konzept des „Ökosystems“ ist jedoch wertlos. Es hat ein Zeichen der Dimensionslosigkeit, es ist nicht durch territoriale Beschränkungen gekennzeichnet. Ökosysteme werden normalerweise durch Elemente der abiotischen Umwelt wie Topographie, Artenvielfalt, physikalisch-chemische und trophische Bedingungen usw. begrenzt. Die Größe von Ökosystemen lässt sich nicht in physikalischen Einheiten (Fläche, Länge, Volumen etc.) ausdrücken. Sie drückt sich durch ein systemisches Maß aus, das Stoffwechsel- und Energieprozesse berücksichtigt. Unter einem Ökosystem versteht man daher üblicherweise eine Gesamtheit von Bestandteilen der biotischen (lebenden Organismen) und abiotischen Umwelt, in deren Zusammenspiel ein mehr oder weniger vollständiger biotischer Kreislauf entsteht, an dem Produzenten, Konsumenten und Zersetzer beteiligt sind. Der Begriff "Ökosystem" wird auch in Bezug auf künstliche Formationen verwendet, beispielsweise ein Parkökosystem, ein landwirtschaftliches Ökosystem (Agroökosystem).

Ökosysteme lassen sich einteilen Mikroökosysteme(Baum im Wald, Küstendickicht Wasserpflanzen),Mesoökosysteme(Sumpf, Kiefernwald, Roggenfeld) und Makroökosysteme(Ozean, Meer, Wüste).

Über das Gleichgewicht in Ökosystemen

Gleichgewichtsökosysteme sind diejenigen, die die Konzentrationen von Nährstoffen "kontrollieren" und ihr Gleichgewicht mit festen Phasen aufrechterhalten. Die festen Phasen (die Überreste lebender Organismen) sind die Produkte der lebenswichtigen Aktivität der Biota. Gleichgewicht werden jene Gemeinschaften und Populationen sein, die Teil eines Gleichgewichtsökosystems sind. Diese Art des biologischen Gleichgewichts nennt man Handy, Mobiltelefon, da die Absterbeprozesse laufend durch das Auftreten neuer Organismen kompensiert werden.

Gleichgewichtsökosysteme gehorchen dem Nachhaltigkeitsprinzip von Le Chatelier. Folglich haben diese Ökosysteme eine Homöostase, d. h. sie sind in der Lage, äußere Einflüsse zu minimieren und gleichzeitig das innere Gleichgewicht zu wahren. Die Stabilität von Ökosystemen wird nicht durch Verschiebung chemischer Gleichgewichte erreicht, sondern durch Veränderung der Geschwindigkeiten der Synthese und des Abbaus von Biogenen.

Von besonderem Interesse ist die Art und Weise, die Stabilität von Ökosystemen aufrechtzuerhalten, basierend auf der Einbindung organischer Substanzen in den biologischen Kreislauf, die zuvor vom Ökosystem produziert und "in Reserve" abgelagert wurden - Holz und Mortmasse (Torf, Humus, Streu). In diesem Fall dient das Holz als eine Art individueller materieller Reichtum, während die Mortmasse als kollektiver Reichtum dient, der zum gesamten Ökosystem gehört. Dieser "materielle Reichtum" erhöht die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen und sichert ihr Überleben angesichts negativer Klimaveränderungen, Naturkatastrophen usw.

Die Stabilität eines Ökosystems ist umso größer, je größer es ist und je reicher und vielfältiger seine Arten- und Populationszusammensetzung ist.

Ökosysteme Anderer Typ verwenden Verschiedene Optionen individuelle und kollektive Arten der Stabilitätsspeicherung mit einem unterschiedlichen Verhältnis von individuellem und kollektivem materiellem Reichtum.

Die Hauptfunktion der Gesamtheit der im Ökosystem enthaltenen Lebewesen (Gemeinschaften) besteht somit darin, einen auf einem geschlossenen Stoffkreislauf beruhenden Gleichgewichtszustand (nachhaltigen) des Ökosystems zu gewährleisten.