ID: 6373

Название работы: Поняття про екосистеми

Категория: Реферат

Предметная область: Экология и защита окружающей среды

Описание: Поняття про екосистеми Поняття виду і популяції. Структура та характеристика популяції. Визначення поняття екосистема. Характеристики біоценозу та біотопу. Динаміка екосистем. Штучні екосистеми - агр...

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2013-01-03

Размер файла: 135 KB

Работу скачали: 38 чел.

Поняття про екосистеми

1.  Поняття виду і популяції. Структура та характеристика популяції.
2.  Визначення поняття „екосистема”.
3.  Характеристики біоценозу та біотопу.  
4.  Динаміка екосистем.
5.  Штучні екосистеми — агроценози.
6.  Біосфера як глобальна екосистема.

I. ПОНЯТТЯ ВИДУ І ПОПУЛЯЦІЇ. СТРУКТУРА ТА ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦІЇ.

Вид (біологічний) - сукупність організмів із спорідненими морфологічними ознаками, які можуть схрещуватися один з одним і мають спільний генофонд. Види мають морфологічні, фізіолого-біохімічні, еколого-географічні та генетичні характеристики; є основною структурною одиницею в системі живих організмів, має підвиди й популяції.

Види - ендеміки

Популяція - це сукупність особин одного біологічного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній території (ареалі) протягом багатьох поколінь.

Кожна популяція займає окреслену територію суші або акваторії, розміри якої залежать від багатьох чинників.

•   Динаміка популяцій (параметри популяцій):

1. Чисельність - загальна кількість особин в популяції. Розрізняють неперіодичні (такі, що рідко спостерігаються) і періодичні (постійні) коливання чисельності популяцій.

З погляду проблеми збереження біорізноманіття, найсуттєвішим є показник мінімальної чисельності популяції, тобто такої чисельності, за якої в популяції ще підтримується необхідний рівень генетичної неоднорідності, завдяки чому вона не вироджується. Послідовно підводячи популяції до мінімальної чисельності, людина знищує їх, навіть не вбиваючи останнього представника.

•  Так на початку XVII століття людина знищила тура. Цей предок великої рогатої худоби багато століть тому населяв територію України, її лісову та лісостепову зони. Дорослий бик досягав 2 м висоти і важив до 800 кг. Через необмежене полювання людина звела рівень усіх його популяцій до чисельності, нижчої за мінімальну. Після цього тур як вид був уже приречений: припинився обмін генами, була втрачена генетична різноманітність. Тур припинив своє існування як біологічний вид ще до того, як остання стара туриця загинула в 1627 році.
•  Популяція пляшконосних дельфінів в Іоніческому морі складає всього приблизно 15 особин ( зараз можливо вони вже зникли). Білобрюхих тюленів в Егейському ті Іоніческому морі залишилось всього приблизно 250 особин (будь-яка хвороба може миттєво знищити цей вид). Головна причина - інтенсивне використання риболовних тралів, в яких тварини заплутуються і гинуть.
•  Мавпи золотоголовий лангур збереглося всього 60-70 особин;
•  Східного чорного гібону залишилось всього 100-110 особин;
•  Популяція шимпанзе на заході Африки (а це була половина всіх шимпанзе в світі) в 1960 році нараховувала 100 тис. особин, в 1990 р. - 10 тис. (зникло 90%). Зараз це кілька невеликих груп, які збереглися в одному заповіднику. До речі, вчені констатують , що вони перебувають в стані сильного нервового стресу (жах перед браконьєрами)і майже не розмножуються.
•  В німецькому місті Варнемюнд на Балтиці заборонено підгодовувати морських чайок. Цей крок пов’язано з неконтрольованим зростанням чисельності популяції птахів. Чайки все більше займаються не полюванням за рибою, а шукають здобич на березі. Звичка брати їжу з рук людей, крім іншого, призвела до зростання агресивності в поведінці птахів. Зростає кількість випадків нападу крупних чайок на людей з метою вихватити бутерброди з рук не тільки дітей, а й дорослих.

Значні варіювання чисельності популяцій дістали назву популяційних хвиль, або хвиль життя.

•  Масове розмноження гризунів призводить до збільшення чисельності хижаків і паразитів. Вони зменшують чисельність популяції гризунів. А це зумовлює зниження чисельності хижаків, оскільки їм не вистачає корму, тобто динамічна рівновага в природі відновлюється.

2. Щільність - кількість особин на одиницю території (або об’єму простору). Максимальною щільністю особин популяції вважається така, яка вже не може підтримуватися екосистемою. Мінімальна щільність особин на певній території не дає можливостей для їх розмноження, а отже, для існування цієї популяції в екосистемі.

3. Ріст популяції - співвідношення народжуваності та смертності. Сприятливі кліматичні умови, достатня кількість їжі, послаблення хижацтва веде до росту плодючості і народжуваності, збільшення чисельності. У різних видів виробилися різноманітні механізми, які дають змогу уникнути необмеженого зростання чисельності популяцій і, відповідно, перенаселення і виснаження ресурсів довкілля.

•  Трав’яна та гостро морда жаби навесні часто відкладають ікру у невеликі тимчасові водойми. Пуголовки, які вилуплюються, зіскрібають поверхню водних рослин, живлячись ніжним нальотом водоростей. Але, якщо весна суха і тепла, водойми починають швидко висихати і звичайної їжі починає не вистачати на все потомство. В цих випадках масовій загибелі серед пуголовок перешкоджає канібалізм, завдяки якому чисельність залишається найбільш оптимальною для даних умов.

Швидкість зростання популяції визначається біотичним потенціалом. Біотичний потенціал – це кількість нащадків, яку здатна дати одна особина або одна пара.

•  Біотичний потенціал деяких риб може досягати кількох мільйонів ікринок, а в акул, які народжують живих малят, він обмежений десятками.   

•  Структура популяцій:

1. Генетична структура властива популяціям, які мають дві або більше генетичних форм, що обумовлює генетичний поліморфізм популяції і збільшує її стійкість.

•  Білоруси почали складати генетичні паспорти для зубрів. Це робиться з метою запобігання схрещування між близькими родичами, для сприяння збільшенню генетичного різноманіття. В 1998 р. в республіці нараховували 379 зубрів, в 2006 - 730, а в 2008 - 786.
  •  У 95 особин (приблизно 20% всієї популяції амурських тигрів) була взята проба ДНК. Як з’ясувалося, рівень генетичного різноманіття в наш час досяг найнижчої позначки.

2. Статева структура популяції – це співвідношення особин різної статі. При генетичному контролі це співвідношення дорівнює 50×50. При впливі природного середовища воно змінюється в бік більшої смертності самців. Співвідношення статей у вищих тварин має практичне значення. В Європі популяція благородного оленя так швидко розростається, що доводиться відстрілювати не лише самців, але й самок.

•  у деяких видів коралів з Японського моря, під впливом підвищення температури навколишнього середовища, жіноча стать змінюється на чоловічу.

3. Вікова структура властива природнім угрупованням тварин та рослин, якщо вони не однолітні. При сприятливих умовах у популяцій присутні всі вікові групи, які забезпечують відносно стабільний рівень її чисельності.

•  Голубий тунець з Японського моря – одна з найбільш цінних морських промислових риб(основний компонент суші) чверть століття тому в середньому важила 110-160 кг. В 1990-их роках цей показник скоротився до 70 кг, а зараз він складає – 44 кг.
•  Рибалки-любителі виловлюють у Дніпрі переважно молодь (до 96%) деяких промислових видів. Вилов риб нестатевого віку негативно впливає на чисельність популяцій цих видів, оскільки різко зменшується народжуваність.

4. Просторова структура. Територія помешкання тварин розділяється на певні ділянки, які мають своє призначення (кормова, гніздова, шлюбна територія тощо).

•  Популяція амурського тигра, яка нараховує приблизно 500 особин, в наш час складається практично з  двох ізольованих  груп. Одна група мешкає на схилах Сихотє-Аліня, а друга - в південно-західній частині Приморського краю. Розділяє ареали цих двох груп автомобільна траса Владивосток - Уссурійськ. Як показав генетичний аналіз, тільки трьом тваринам вдалося перейти з одного ареалу до другого.
•  Будівництво захисної стіни довжиною тисячі кілометрів на кордоні між США і Мексикою матиме наслідком перекриття шляхів міграцій і загрожує цілісності популяцій багатьох видів тварин. У виниклих невеликих ізольованих групах тварин знизиться генетична стійкість і вони стануть більш вразливими до хвороб. Особливо великі ризики для таких видів як чорні ведмеді, ягуари, антилопи, пустельні черепахи, дикі індички та перепела.  

Популяція може самостійно існувати лише при взаємодії з іншими популяціями, як компонент екосистеми. Популяція, образно кажучи, вибирає собі екосистему, де б їй найкраще жилося.

II. ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТТЯ „ЕКОСИСТЕМА”.

Основною функціональною одиницею біоекології є екосистема. Цей термін вперше був введений англійським біологом А.Тенслі в 1935 р. Система - це впорядковано взаємодіючі і взаємопов'язані компоненти, що утворюють єдине ціле.

Екосистема -  сукупність популяцій організмів різних видів, які взаємодіють між

собою і з неживою природою таким чином, що всередині такої системи виникають потоки енергії і колообіг речовин.

Часто екосистему ототожнюють з біогеоценозом, але ці поняття подібні, але не тотожні. Обидва поняття — це взаємодіючі сукупності живих організмів і середовища, але екосистема — поняття безмежне. Мурашник, болото, гірський хребет, біосфера загалом, кабіна космічного корабля — все це екосистеми. Біогеоценоз — це екосистема, межі якої визначені фітоценозами. Іншими словами, біогеоценоз — окремий випадок, певний ранг екосистеми.

У природі види рослин і тварин розподіляються не випадково, а завжди утворюють певні, порівняно сталі комплекси – біоценози.

•  Види екосистем:

1 - за розмірами:

•  мікроекосистеми (трухлявий пень, мурашник, мертві стовбури дерев);
  •  мезоекосистеми, або біогеоценози (ділянка лісу, озеро, водосховище);
  •  макроекосистеми, або глобальні екосистеми (екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, листяних і мішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, морські екосистеми, а також біосфера нашої планети);

2 - за ступенем трансформації людською діяльністю:

•  природні - у промислове розвинутих країнах екосистем не захоплених людською діяльністю майже не залишилося, хіба що в заповідниках;
•  антропогенно-природні - лісові насадження, луки, ниви хоча й складаються, майже, виключно з природних компонентів, але створені і регулюються людьми; 
•  антропогенні - переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов (міста, промислові вузли, села в межах забудови).
  •  На жаль, сьогодні інтенсивна діяльність людини призвела до значної деградації екосистем. Вважається, що 65% екосистем світу вже знищені або значно змінені. На Україні в першому столітті н.е. в її теперішніх межах проживало близько 1,5 млн. чоловік, які повністю змінили рослинність лише на кількох відсотках території. Тоді ліси займали не менш 50% території, степи – 35%, болота та плавні – 6%, солонці та солончаки – 4% і луки – 1%. Сьогодні ліси займають 15,6% , луки – 8,9%, болота та плавні -3%, степи – менше 1%. За цей час втрачено 150-200 переважно ендемічних видів рослин та тварин.

Кожна екосистема складається з біоценозу і біотопу.

III.  ХАРАКТЕРИСТИКИ БІОЦЕНОЗУ ТА БІОТОПУ.

Біотоп - однорідний за абіотичним факторами простір середовища, зайнятий біоценозом, тобто місце життя видів, організмів (наприклад, лісова галявина).

До складу біотопу входять:

•  Едафотоп – рельєф і грунтові умови в межах біотопу.
•  Кліматоп -  мікрокліматичні умови в межах біотопу.

Біоценоз - це історично сформована конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії (наприклад, рослинні та тваринні угруповання  дубового лісу). Іноді замість терміна "біоценоз" вживають термін "співтовариство організмів", або „угруповання”.

•  Біоценоз повинен відповідати наступним критеріям:

1. Має характерний видовий склад. Існує дві характерні групи видів:

а) домінантні види, які творять зовнішній вигляд біоценозу (очеретовий, сосновий, ковиловий, сфагновий, вересковий), причому кожен з них має свою особливу, неповторну зовнішність;

•  Вчені називають королями савани ні левів, жирафів, слонів та інших великих тварин – а термітів. В саванах Кенії на кожному гектарі нараховуються сотні термітників. Вони виконують грунтоуворюючу функцію (впливають на фізичну структуру, хімічний склад). Внаслідок цього різко зростає різноманіття рослин і тварин, а також біомаса в цілому.   
•  Зникнення мамутів, яке почалося приблизно 15 років тому призвело до заміни трав’яних екосистем на лісові.

б) субдомінантні види, які хоч і не виділяються так виразно, як перша група, але своєю присутністю віддзеркалюють умови місцезростання.

2. Має необхідний для функціонування набір видів. Біоценоз є системою, в межах якої реалізується обіг матерії й енергії, який здійснюється між компонентами біоценозу і середовища. Тому біоценозом може називатися лише така система, яка містить усі елементи, необхідні для реалізації обігу матерії.

•  Діяльність людини істотно впливає на видовий склад біоценозів. Екскременти багаточисельних кенгуру в Австралії засвоювали і переробляли місцеві гнійні жуки. Коли європейці завезли корів – виникли проблеми. Коров’ячі екскременти місцеві жуки не засвоювали і пасовища почали просто деградувати. Для порятунку пасовищ з Європи завезли гнійних жуків, але склад біоценозу змінився.   

3. Характеризується певною тривалістю в часі. Біоценоз з його видовим складом є системою стійкою і довговічною, однак його мешканці мають різну тривалість життя. Наприклад, у мікробів вона триває хвилини, в дрібних безхребетних - дні, в крупних - роки, а лісові дерева живуть сотні років. Окремі біоценози тропічних лісів вирізняються геологічною історією, тоді як на місцях згарищ чи евтрофних озер розвиваються цілком юні біоценози.

4. Має свою територію і межі. Простір, на якому функціонує окремий біоценоз,

вирізняється однорідністю й особливістю умов.

Малі біоценози можуть існувати на кількох метрах квадратних (джерело з його особливим тваринним і рослинним світом), тоді як діброви українського Чорного лісу, наприклад, простяглись на сотні квадратних кілометрів зі сходу до заходу. Складність у вивченні меж біоценозів полягає ще в тому, що тваринні організми можуть мігрувати у сусідні фітоценози і тому не можна стверджувати, що певному рослинному угрупованню обов'язково відповідає якесь одне угруповання тварин.

•  Личинки хірономід, куліцид, бабок, як і багатьох інших комах, є невід’ємними складовими (тобто елементами) різноманітних водних екосистем. Але імаго притаманне наземне середовище.   

До складу біотопу входять:

•  Фітоценоз – рослинне угруповання.
•  Зооценоз – тваринне угруповання.
•  Мікробоценоз – угруповання мікроорганізмів.

•  Структура біоценозу:

1 - просторова структура:

Видові популяції у складі екосистем (або біогеоценозів) розташовуються як по площині (горизонтально), так і по вертикалі. Завдяки цьому система завжди займає трьохмірний простір.

•  Лісові фітоценози вертикально структуровані за ярусністю:
  •  Перший ярус – ґрунтова, листяна підстилка, лишайники, водорості.
  •  Другий ярус – низькорослі трави, мохи.
  •  Третій ярус – високорослі трави, напівкущики.
  •  Четвертий ярус – кущі.
  •  П’ятий ярус – середньо рослі дерева.
  •  Шостий ярус – високорослі дерева.

2- трофічна структура:

Біотичну частину екосистеми складають три групи організмів, які пов'язані між собою трофічними зв'язками: продуценти, консументи та редуценти.

 Продуценти - автотрофні організми, здатні синтезувати (продукувати) органічні речовини з неорганічних, акумулюючи при цьому сонячну енергію. Як компоненти екосистеми вони накопичують рослинну біомасу. У цю групу входять також зелені рослини, їх на Землі налічується близько 350 тис. видів.

Консументи - організми, які живляться готовими органічними речовинами, створеними видами продуцентами. У цю групу входять також зелені рослини, їх на Землі налічується близько 350 тис. видів. Це всі тварини, людина, частина мікроорганізмів, паразитичні і комахоїдні рослини. Консументи першого порядку живляться рослинною їжею - олень, сіра куріпка, сарана (у цьому розумінні вони займають однакову екологічну позицію). Консументи другого (третього і т. д.) порядку живляться тваринною їжею - основними представниками цієї екологічної групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами.  

Редуценти — гетеротрофні організми (у грунті - різні дрібні черв’яки та личинки комах), які у процесі життєдіяльності перетворюють органічні залишки у вигляді рослинного опаду та відмерлих тварин в найпростіші органічні та неорганічні речовини. Редуценти є завершальною ланкою у кругообігу речовин, утворюючи неорганічні речовини для включення їх у новий цикл. Їх на Землі близько 75 тис. видів.

•  Ланцюги живлення:

Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) – це взаємовідносини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (наприклад, зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні. 

На цьому шляху перенесення діють автотрофи – представники рослинного світу та гетеротрофи різного ступеня. Ланцюги живлення – це живі канали, що подають енергію нагору, а смерть і тління повертають цю енергію у грунт. Оскільки система незамкнена, частина енергії губиться в процесі розкладання, частина додається в повітря, частина накопичується в грунтах, торфі, довгоживучих лісах.

Залежно від початкової ланки розрізняють два типи ланцюгів живлення:

•  Перший ланцюг живлення - розпочинається з рослин:  
•  рослини - попелиці - дрібні комахоїдні птахи - хижі птахи;
•  рослини – зайці – лисиці – вовки;
•  планктонні водорості — планктонні тварини — риби — рибоїдні птахи.
•  Другий тип ланцюгів живлення - від рослинних і тваринних решток, екскрементів:
•  коров'ячий послід - личинки мух - комахоїдні птахи - хижаки.
•  рослинний перегній - дощові черв'яки - кроти.

Кожний ланцюг має розгалуження й ускладнюється наявністю в природі паразитів і надпаразитів. Наприклад, ховрах живиться рослинами, на ньому паразитують блохи, в кишках яких є бактерії, в бактеріях — віруси. В біоценозі зазвичай буває низка паралельних ланцюгів живлення, між якими можуть існувати зв'язки, оскільки майже завжди різні компоненти живляться різними об'єктами і самі є поживою для різних членів екосистеми. Складна структура ланцюгів живлення забезпечує цілісність і динамічність біоценозу.

•  Екологи і волонтери в рамках акції Всесвітнього фонду охорони дикої природи по збереженню далекосхідного леопарда висадили в лісах Примор’я півмільйона саджанців кедру. 

•  Екологічна піраміда:

Кожна з ланок ланцюга живлення може використати лише 5-15 % енергії харчів для побудови речовини свого тіла. Внаслідок неминучої втрати енергії кількість утворюваної органічної речовини в кожній наступній ланці зменшується. Таким чином, кожен ланцюг споживання містить, як правило, не більше 4-5 ланок.

Правило екологічної піраміди (закон піраміди енергій) - внаслідок втрати енергії загальна біомаса кожної наступної трофічної ланки приблизно в 10 разів менша за попередню. Цей закон дає змогу обчислювати необхідні земельні площі для забезпечення населення продуктами харчування тощо;

•  В 1 га грунтів лісу середніх широт живе до 2,5 млн. особин дощового черв’яка, до 6 млн. комах, 1 млн. молюсків (загальна їх біомаса – близько 1т);
  •  Безхребетні становлять до 90-95% біомаси тварин на Землі;
  •  Заборона вирубання кедрів може врятувати амурського тигра. Зона мешкання цих тварин практично співпадає з ареалом розповсюдження кедра і монгольського дуба на півдні. Кедрові горішки і жолуді дуба – це основа трофічної піраміди, на вершині якої знаходиться тигр. Кедрові горіхи  - їжа диких кабанів та інших копитних тварин, які складають раціон хижака.

У трофічних ланцюгах усі речовини послідовно переходіть від одного виду організмів до іншого. Проте якщо біогенні речовини активно засвоюються і беруть участь у біологічному коло обігу, то ксенобіотики, синтезовані людиною і не властиві природі, накопичуються при переході від одного трофічного ланцюга до іншого.

•  Якщо концентрація пестициду ДДТ, який використовували для знищення комах, у тілі водяних комах становила 0,04 г на один кілограм біомаси, то у рослиноїдних риб вона дорівнювала 10, у хижих птахів досягала 50 і у птахів, які харчувалися рибою, - до 75 г на один кілограм біомаси.

Піраміди чисел і біомаси можуть бути оберненими (або частково оберненими), тобто основа може бути меншою, ніж один чи кілька верхніх рівнів. Так буває, якщо середня маса продуцентів менша від маси консументів або якщо швидкість метаболізму продуцентів більша, ніж консументів. Навпаки, енергетична піраміда завжди звужуватиметься догори за умови, що враховуються всі джерела трофічної енергії в системі.

•  Екологічна ніша:

Екологічна ніша - це сукупність характеристик, що вказують на положення виду в екосистемі.

Екологічна ніша даного виду визначається не тільки місцем, де він живе, але і його вимогами до навколишнього середовища (температура, вологість і т.д.), а також взаємовідносинами з іншими видами при здобуванні їжі. В будь-якій зрілій екосистемі еконіші дуже тісно упаковані. Відкрити нову нішу чи втиснутись в угруповання прибульцю зі сторони практично неможливо.

•  Наочною демонстрацією двох груп тварин, що ведуть схожий спосіб життя, але займають різні екологічні ніші, можуть бути кроти та сліпаки. Ті й інші ведуть підземний спосіб життя, ареали їх частково перекриваються. Але про те, що ці тварини займають різні екологічні ніші, свідчить характер їх живлення. Кроти - комахоїдні, живляться тваринною їжею, сліпаки - рослиноїдні, їдять, переважно, корені рослин. Тому ці види, хоча й мають ряд схожих рис в будові тіла, є строго спеціалізованими, як в морфологічному, так і в екологічному відношеннях.
•  Личинки безхвостих амфібій також займають зовсім іншу екологічну нішу, ніж дорослі форми. Так, ропухи мешкають на суходолі, в той час як їхні личинки ведуть виключно водяний спосіб життя. За спектром живлення дорослі ропухи - хижаки, що живляться наземними комахами, червами і навіть хребетними тваринами – пташенятами тощо. Личинки ж за характером живлення не мають з дорослими нічого спільного.

Принцип конкурентного виключення Г.Ф.Гаузе:  види, що займають одну й ту ж екологічну нішу, не можуть стійко співіснувати. Один вид неминуче витіснить інший.     

IV.  ДИНАМИКА ЕКОСИСТЕМ.

Склад, структура і функціональні параметри екосистем змінюються з плином часу. Розрізняють три головні типи динаміки екосистем:

1 - Сукцесія - послідовна зміна одних угруповань організмів іншими, внаслідок чого

формуються нові біоценози, що найбільшою мірою відповідають умовам даного середовища.

Наприклад, на глибині непроточної водойми внаслідок відсутності кисню частина органічних речовин залишається недоокисненою і не використовується в подальшому колообігу речовин. Нагромаджується мул, водойма міліє, це посилюється також відкладанням глини й піску, які надходять з водозбірної площі. Прибережна водяна рослинність поширюється все далі до центру водойми, утворюються торф'янисті відклади. Водойма поступово перетворюється на болото. Зникають риби і планктон відкритих ділянок. Багато рослин і тварин змінюється іншими видами, більш пристосованими до умов болота. Навколишня наземна рослинність поступово наступає на місце колишньої водойми. Залежно від місцевих умов тут може виникнути лука, ліс або інший тип біогеоценозу.

Сукцесії завжди відбуваються в одному напрямку, тобто біоценоз через деякий час у процесі розвитку не може повернутися до свого попереднього стану. Під час сукцесії зростає видова різноманітність організмів, розгалужується трофічна мережа. Це посилює регуляторні механізми біогеоценозу, знижує ймовірність масового розмноження окремих видів. Процес сукцесії триває до досягнення біогеоценозом значної різноманітності, яка забезпечує стабільність колообігу речовин та енергії (утворюється зрілий (клімаксний) біогеоценоз). У такому біогеоценозі (зі стабільною різноманітністю видів, розвиненими механізмами саморегуляції і здатністю до самовідтворення) поява нових видів або зникнення наявних не спричинюватиме істотних змін його структури.

2 - Флуктуації – циклічні зміни в екосистемах під впливом циклічних процесів

(періодів доби, сезонів року, фаз Місяця тощо). Кожна екосистема, залишаючись собою, має зовсім інший вигляд в різні пори року, часто і у різний час доби тощо.

Колосальну інформацію щодо різних аспектів сезонних явищ в природніх екосистемах накопичена фенологією – наукою про сезонні явища природи, термінах іх настання і причинах, що визначають ці терміни. Основоположником фенології вважають Р.Ремюра, який в 1735 році встановив залежність сезонного розвитку рослин від різних метеорологічних факторів. В 1748 році К.Лінней запропонував створити мережу пунктів фенологічних спостережень.

3 - Трансформація  - зміни екосистем під впливом діяльності людини або іншого потужного чинника впливу. Тому це, здебільшого, деградаційні зміни, що супроводжуються руйнацією екосистем, розбалансуванням внутрішньосистемних процесів. Типовими взірцями трансформованих екосистем є урбанізовані території.

V. ШТУЧНІ ЕКОСИСТЕМИ – АГРОЦЕНОЗИ.

Агроценоз (агроекосистема) - штучна екосистема, створена в результаті діяльності людини. Приклади агроценозів: парк, поле, сад, пасовище, присадибна ділянка.

Подібність агроценозу і біогеоценозу - наявність трьох ланок: організмів - виробників, споживачів і руйнівників органічної речовини, круговорот речовин, територіальні і харчові зв'язки між організмами.

Відмінності агроценозу від біогеоценозу - невелике число видів в агроценозі, перевага організмів одного виду (наприклад, пшениці в поле, овець на пасовище), короткі ланцюги харчування, неповний круговорот речовин (значний винос біомаси у виді врожаю), слабка саморегуляція, висока чисельність тваринних окремих видів (шкідників сільськогосподарських чи рослин паразитів).

Агроценози виступають як джерело забруднення навколишнього середовища: біологічного (масове розмноження, спалах чисельності комах-шкідників), хімічного (змивши у водойми надлишку ядохімікатів, добрив, загибель від ядохімікатів комах-запильників, зміна фауни ґрунту під впливом хімічних речовин і ін.). Захист природи від забруднення сільськогосподарським виробництвом — дотримання норм і термінів внесення мінеральних добрив, застосування ядохімікатів, нових технологій обробки ґрунту.

За останні 45 років використання мінеральних добрив в світі виросло в 43 рази, а отрутохімікатів – у десять разів. 30% інсектицидів, 60% гербіцидів, 90% фунгіцидів, що застосовуються в США здатні викликати рак.

З усієї кількості мінеральних добрив, що вносяться в грунти України, в середньому лише 5 - 10% їх поглинаються рослинами. Решта 90 – 95% змивається дощами й талими водами, здувається вітрами й потрапляє в річки, озера, грунтові води, стаючи шкідливими компонентами екосистем.

VI. БІОСФЕРА ЯК ГЛОБАЛЬНА ЕКОСИСТЕМА.

Поняття „біосфера” – австрійський вчений Едуард Зюсс.

В.І Вернадський – біосфера не окрема єдина оболонка Землі, це лише частина її геологічних оболонок, населених живими організмами. Літосфера - на глибину до 4 км у нафтоносних шарах. Атмосфера – до озонового шару. Гідросфера – крім гарячих джерел.

•  Пристосовуваність живих організмів вражає. Живі бактерії виявлено в гарячих гейзерних джерелах з температурою води 980С, а також в тріщинах антарктичних льодовиків, де температура рідко коли піднімається вище 0°. Бактерії живуть у глибинних водах Чорного моря, насичених сірководнем, деякі бактерії виявлено навіть в атомних реакторах. Живу спору бактерії було виявлено в одній із трубок американської космічної станції, яка три роки перебувала на поверхні Місяця — вона потрапила туди з Землі й зберегла життєздатність, незважаючи на перебування в умовах космічного вакууму, різких коливань температури й високого рівня радіації.

 Біосфера – це сукупність усіх біогеоценозів усіх біогеоценозів Землі, єдина глобальна екосистема вищого порядку. Біосфера, з одного боку -  середа життя, з іншого – наслідок життєдіяльності живих організмів.

У цілому біосфера дуже схожа на єдиний гігантський суперорганізм, у якому автоматично підтримується гомеостаз — динамічна сталість фізико-хімічних та біологічних властивостей середовища та стійкість його основних функцій. Біосферні зв'язки складалися протягом дуже тривалого часу.

•  Специфічні характеристики біосфери (див. М.Голубець):
•  Біосфера є унікальною, незамінною і неповторною біотичною екосистемою. Інші екосистеми є взаємозамінними.
•  Біосфера відрізняється від інших екосистем практично безмежною тривалістю існування.
•  Біосфера вирізняється величезним різноманіттям життєвих форм, видів, внутрішньовидових структур і екосистем.
•  Біосфера зберігає безмежно великий запас генетичної інформації, який накопичувався мільярди років. Генетична пам'ять біосфери – це інтегральна пам'ять всіх екосистем Землі.
•  Біосфера є найдосконалішою само регульованою системою з найповнішими механізмами захисту від руйнівного зовнішнього впливу.
•  Біосфера є наслідком взаємодії живих і неживих компонентів, акумуляції та перерозподілу в ній величезної кількості енергії.
•  Склад і будова біосфери зумовлені сучасною і минулою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів.

 Жива речовина планети – сукупність усіх живих організмів нашої планети. Основними її характеристиками є сумарна біомаса, хімічний склад і енергія. Однією з властивостей живої речовини є її постійний обмін з довкіллям, під час якого через організми проходять різні хімічні елементи.

29% поверхні Землі займає суша, а 71% - океан. Але 99% живої речовини зосереджено на суші, і тільки 1% - в океані.

98% живої речовини на Землі складають рослини, а тварини – лише 2%.

•  Колообіг речовин

Для постійного існування біосфери, для запобігання припинення розвитку життя на Землі у природі повинні постійно відбуватись безперервні процеси перетворення її живої речовини.

Біологічний колообіг - це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які протікають у біосфері.

У біосфері відбувається постійний колообіг активних елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами при гнитті, надходять у грунт і атмосферу, знову включаються в колообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами.

В.І.Вернадський підрахував, що за час існування на Землі біосфери було створено 3,5.1019 т біомаси, що майже в 2 рази перевищує масу всієї земної кори, яка становить 2.1019 т.

•  Роль організмів у перетворенні фізичних оболонок Землі:

Літосфера - живі організми беруть участь:

в процесах руйнування гірських порід  

утворенні осадових  порід (вапняк,мармур, крейда) (радіолярії – яшма, опал, халцедон)

утворенні кам’яного вугілля, торфу

є гіпотези про біогенне походження залізної руди, нафти, природного газу

грунтоутворенні

Гідросфера – впливають:

на хімічний склад води, а наземно рослинність

на кругообіг води

Атмосфера – організми визначають кількість кисню, вуглекислого газу, азоту та ін.

===================================================================

Словник нових термінів:

•  Агроценоз (агроекосистема) - штучна екосистема, створена в результаті діяльності людини.
•  Біосфера – це сукупність усіх біогеоценозів усіх біогеоценозів Землі, єдина глобальна екосистема вищого порядку.
•  Біотоп - однорідний за абіотичним факторами простір середовища, зайнятий біоценозом, тобто місце життя видів, організмів (наприклад, лісова галявина).
•  Біоценоз - це історично сформована конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії.
•  Вид (біологічний) - сукупність організмів із спорідненими морфологічними ознаками, які можуть схрещуватися один з одним і мають спільний генофонд. Види мають морфологічні, фізіолого-біохімічні, еколого-географічні та генетичні характеристики; є основною структурною одиницею в системі живих організмів, має підвиди й популяції.
•  Жива речовина планети – сукупність усіх живих організмів нашої планети.
•  Екологічна ніша - це сукупність характеристик, що вказують на положення виду в екосистемі.
•  Екосистема -  сукупність популяцій організмів різних видів, які взаємодіють між собою і з неживою природою таким чином, що всередині такої системи виникають потоки енергії і колообіг речовин.
•  Консументи - організми, які живляться готовими органічними речовинами, створеними видами продуцентами.
•  Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) – це взаємовідносини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (наприклад, зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні.
•  Популяція - це сукупність особин одного біологічного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній території (ареалі) протягом багатьох поколінь.
•  Продуценти - автотрофні організми (зелені рослини), здатні синтезувати (продукувати) органічні речовини з неорганічних, акумулюючи при цьому сонячну енергію.
•  Редуценти — гетеротрофні організми (у грунті - різні дрібні черв’яки та личинки комах), які у процесі життєдіяльності перетворюють органічні залишки у вигляді рослинного опаду та відмерлих тварин в найпростіші органічні та неорганічні речовини.
•  Сукцесія - послідовна зміна одних угруповань організмів іншими, внаслідок чого формуються нові біоценози, що найбільшою мірою відповідають умовам даного середовища.
•  Трансформація  - зміни екосистем під впливом діяльності людини або іншого потужного чинника впливу.
•  Флуктуації – циклічні зміни в екосистемах під впливом циклічних процесів.