Классификации экосистем
В отличнее от химии, физике, в экологии не сложившейся однозначной классификации. Их много, т.к. с одной стороны, объект исследования очень сложный, с другой - многообразие эко систем очень велико, и критерий тоже много. Здесь и энергетика, общий экологический вид, биологические аспекты, специфика среды. В качестве примера рассмотрим (с определенной мнемоникой): лесное сообщество.
Не будем рассматривать классификацию по мнемонике, по корневой системе, характеру взаимоотношений между различными видами. Рассмотрим только 3 основные общие классификации. Определим критерии этой классификации. Вначале мы говорили о существовании понятия «биом» - крупная региональная единица ландшафта, которая характеризуется определенным типом растительности. Т.е. будем рассматривать биомную классификацию. В это классификации рассматриваются наиболее общие определения, даваемые этому биому, территорию, которую они занимают на поверхности, первичную нетто – продукцию, т.к. ПНП – важнейшая характеристика, обеспечивающая функционирование эко системы.
Наземные биомы |
S (площадь),% |
ПНП,% / год |
Тундра (основная растительность - лишайники, злаки, карликовые деревья): Арктическая и Альпийская. |
1,5 |
1 |
Северные бореальные хвойные леса: пихта, сосна, кедр. Формирование определенных популяций с учетом климата. В основном в Сибири, Канаде. |
3 |
5 |
Лес умеренной зоны (бук, клен, липа, каштан, дубы – широколиственные). Более умеренный климат, средние широты. Олени, кабаны. |
2,4 |
9,2 |
Степь умеренной зоны (колючий кустарник(Аргентина), злаки, ковыль, пырей).Слой гумуса здесь самый богатый. Вдоль побережья Средиземного моря, часть Австралии. |
2 |
3 |
Тропические степи и саванны (степи с редкими деревьями (акации, древовидный молочай, злаки). В основном – Африка. Уменьшение гумусу – почвенный покров. Более устойчивы к засухе. |
4 |
5 |
Чапараль и жестколистные леса (лето сухое, осадки зимой) Чапараль – колючие кустарники. Чили, Австралия, Средиземноморье, Калифорния. Умеренный климат. Растут в основном кустарники, редко дубы. |
2 |
2 |
Пустыня (перекати поле): травянистая и лестная. |
8 |
1 |
Тропический лес (полувечнозеленый – в сухой период листва сбрасывается, вечнозеленый) Тропическая Азия, Южная Америка, Панама. Характерна многоярусность (от почвы и до 30 метров) |
5 |
20 |
Возделываемые земли |
3 |
4 |
Водные биомы |
|
|
Пресноводные |
||
Лентические (стоячие озера) Лотические (текучие) – реки Делят на жестководные (100%) и мягководные (% солей меньше 25%) |
2 |
1 |
Болота, марши (разливы рек со стоячей водой, в которых есть соответствующая растительность). Торфяники, ффитопланктон. Сосредоточено порядка 14% углерода. |
1 |
2 |
Морские |
||
Открытый океан (пелагическая зона): водоросли, многоклеточные, цианобактерии. |
63 |
25 |
Континентальный шельф (области, где глубина не превышает 200 метров) здесь еще могут расти водоросли |
7 |
5 |
Зоны абвелинга (там, где подводные течения, поднимают донные отложения, обогащают воду кислородом) |
0,4 |
2,3 |
Эстуарии (бухты, проливы, устья рек) |
||
Т.к. наиболее изменчивы условия специфических параметров, то было предложено еще одна классификация, которая учитывает химические и физические характеристики окружающей среды. Уиттекер предложил кластерную классификацию биомов
Кластер – это область в пространстве параметров, которая характеризуется некоторой общностью
Тип экосистемы |
Приток энергии, ккал/м2 / год |
Несубседируемые пр. эк., получ. энергию от солнца |
1000-10 000 |
Эк. С энерг. От Солнца с естественной энергетической субсидией. (дождевые леса ,эстуарии, зоны Абвелинга, шельфовые зоны) |
10 000 – 40 000 |
Экосистемы с энергие от солнца и субсидируемые человеком |
10 000 – 40 000 |
Промышленно-городские системы, получающие энергию топлива |
100 000 – 3 * 106 |
Учитывается вся вода, не только питьевая, но и производственная, т.е. вход и выход. Почему данная классификация важна: существует солнечная константа – интегральный поток энергии от Солнца, использование этой энергии автотрофами для фотосинтеза.
Город как экосистема
Город отличается от природной гетеротрофной экосистемы:
Гораздо более интенсивные метаболизмом на ед. площади для чего требуется большой приток концентрированной энергии из вне
Большие потребности в поступлении веществ из вне
Более мощным и более ядовитым потоком отходов, которые более токсичны, чем естественное сырье, из которого они получены
# потребность одного кв. метра города 3 980 ккал в сутки, когда для устричной банки 57 кв. метра в сутки.
Воды 7 570 литров в сутки один человек ( средний город в США).Средний город требует 8*109 литров (это уходит на производство, питье, питание и т.д.)
Солнечная константа (1-2) * 106 ккал. на метр квадратный в год
Манхэттен 4.8 * 106 ккал на метр кв. в год
Токио 3.0 * 106
Москва 1 * 106
В США на человека в год уходит 8.7 ккал * 106 ккал в год