8 Биогеоценоз и экосистема

Понятие экосистема введено английским ботаником А. Тенсли (1935), который обозначил этим термином любую совокупность совместно обитающих организмов и окружающую их среду. как основная структурная единица биосферы — это взаимосвязанная единая функциональная совокупность живых организмов и среды их обитания, или уравновешенное сообщество живых организмов и окружающей неживой среды. В этом определении подчеркнуто наличие взаимоотношений, взаимозависимости, причинно-следственных связей между биологическим сообществом и абиотической средой, объединение их в функциональное целое. Биологи считают, что экосистема — совокупность всех популяций разных видов, проживающих на общей территории, вместе с окружающей их неживой средой. природные образования с четкими границами, состоящие из совокупности живых существ (биоценозов), занимающих определенное место. Для водных организмов — это вода, для организмов суши — почва и атмосфера. Понятия биогеоценоз и экосистема до некоторой степени однозначны, но они не всегда совпадают по объему. Экосистема — широкое понятие, экосистема не связана с ограниченным участком земной поверхности. Это понятие применимо ко всем стабильным системам живых и неживых компонентов, где происходит внешний и внутренний круговорот веществ и энергии.

9 . Основные типы экосистем суши.

Лимитирующим фактором, определяющим характер растительности на большей части суши Земли, является количество осадков.

Так, пустыня – это территория, где испарение превышает количество осадков, которое в свою очередь составляет менее 250 мм в год. На таких территориях произрастает скудная , разреженная, обычно низкорослая растительность. Для пустынь характерны значительные контрасты между дневными и ночными температурами.

 Травянистые экосистемы приурочены к регионам, где среднегодовое количество осадков достаточно для произрастания трав; однако выпадают они все еще настолько неравномерно, что периодические засухи и пожары препятствуют развитию древесной растительности на сколько-нибудь значительных площадях.

Главными факторами, определяющими характерные особенности пустынь, лесов или травянистых сообществ на конкретной территории, являются среднегодовое количество осадков, средняя температура, а также тип почв. Совместное действие этих факторов приводит к образованию тропических, умеренных и полярных вариантов пустынных, травянистых или лесных экосистем

Водные экосистемы.

Лимитирующие факторы водных экосистем:

1. Соленость – содержание растворимых солей, главным образом хлорида натрия, в водной массе;

2. Глубина проникновения солнечных лучей;

3. Количество кислорода;

4. Доступность питательных элементов;

5. Температура воды.

10 . Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии,

фиксированная городскими растениями или солнечными батареями,

расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источники энергии

для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан расположены

за его пределами. Это - месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные

электростанции

11

Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

С точки зрения экологии, биосфера - это часть оболочек планеты в пределах распространения живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Функционально биосфера является планетарной экосистемой, ведь опосредствовано каждый живой организм на планете взаимодействует с любым другим непосредственно, дистантно или через продукты жизнедеятельности; одномоментно или на протяжении определенного сроку; синхронно или асинхронный. Масса живого вещества в биосфере, по некоторым оценкам, представляет 1/2100 массы атмосферы, а общая толщина "живой оболочки" достигает 1/320 радиуса планеты. Значительный вклад в развитие учения о биосфере сделал выдающийся отечественный ученый, геолог В. И. Вернадский. Его пэру принадлежат основательные труды, посвященные изучению компонентов окружающей среды, которые прямо опосредствовано ли связаны с жизнедеятельностью организмов. У них ученый отмечает то, что биосфера собственно является одной из геологических оболочек нашей планеты, к которой, кроме косного вещества, входят биокосные вещества (нефть, воды Мирового океана) и биогенные вещества (залежи каменного угля, известняки). Он считал, что земная кора является остатками биосфер прошлых эпох.

Из физической точки зрения биосфера является трехфазной (жидкая, твердая, газообразная фазы). Вода - единственное вещество, присутствующая повсюду в биосфере в одной из трех фаз. Биосфера обеспечивает человечество всеми необходимыми природными ресурсами.

Из геологической точки зрения, планету окружают четыре оболочки: литосфера (твердая), гидросфера (жидкая), атмосфера (газообразная) и магнитосфера (состоит из магнитных частей разной энергетики). Лишь гидросфера полностью заселена, другие оболочки заселены или трансформированы в результате деятельности живых организмов частично. Литосферу нашей планеты обычно называют земной корой. Толщина ее колеблется от 8 км в северной части Тихого океана до 84 км в районе гор Тянь-шаня.

Около 60 лет назад выдающийся русский ученый академик В.И. Вернадский разработал учение о биосфере оболочке Земли, населенной живыми организмами. В.И. Вернадский распространил понятие биосферы не только на организмы, но и на среду обитания. Он выявил геологическую роль живых организмов и показал, что их деятельность представляет собой важнейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты. Он писал: «На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а поэтому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Более правильно, поэтому определять биосферу как оболочку Земли, которая населена и преобразуется живыми существами. В составе биосферы различают: - живое вещество, образованное совокупностью организмов; - биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др. ); - косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты); - биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и отграничена слоем озона, который задерживает губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы.

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности.

Выделяют пять основных функций живого вещества:

1. Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.

2. Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этими элементами, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.

3. Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.

4. Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).

5. Транспортная. Перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.

Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы. Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени. Воздавая должное памяти великого основоположника учения о биосфере, следующее обобщение А. И. Перельман предложил назвать «законом Вернадского»:

Круговороты элементов и веществ осуществляются за счёт саморегулирующих процессов, в которых участвуют все составные части экосистем. Эти процессы являются безотходными. В природе нет ничего бесполезного или вредного, даже от вулканических извержений есть польза, так как с вулканическими газами в воздух поступают нужные элементы, например, азот.

Существует закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере, действующий на всех этапах её развития, как и правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота в ходе сукцессии. В процессе эволюции биосферы увеличивается роль биологического компонента в замыкании биогеохимического круговорота. Ещё большую роль на биогеохимический круговорот оказывает человек. Но его роль осуществляется в противоположном направлении. Человек нарушает сложившиеся круговороты веществ, и в этом проявляется его геологическая сила, разрушительная по отношению к биосфере на сегодняшний день.