Екологічна система

ЗМІСТ



Вступ

1. Поняття про екосистему і біогеоценоз

2. Класифікація екосистем

3. Характеристика наземної екосистеми

4. Характеристика прісноводної екосистеми

5. Характеристика морських екосистем

6. Синтез первинної органічної речовини

7. Поняття про трофічний ланцюг, трофічний рівень

8. Еволюція екосистеми

9. Агроценози і природні екосистеми

10. Штучні екосистеми – екосфери

Завершення

Література






Вступ



Тема реферату «Екологічна система» з дисципліни «Основи загальної екології».

Екологія (від грец. ойкос (еко) – будинок, житло, логос. – навчання) – це наука про умови існування живих організмів і взаємозв'язки між організмами і навколишнім середовищем. 

З сучасних позицій екологія визначається як:

Одна з біологічних наук, що вивчає живі системи в їхній взаємодії із середовищем проживання.

Комплексна наука, що синтезує дані природних і суспільних наук про природу і взаємодію її і суспільства.

Особливий загальнонауковий підхід до дослідження проблем взаємодії организмів, біосистем і середовища (екологічний підхід).

Сукупність наукових і практичних проблем взаємин людини і природи (екологічні проблеми).

Структура сучасної екології:

Біоекологія (загальна екологія) – вивчає основні закономірності функціонування екосистем.

Геоекологія (лагдшафтна екологія) – вивчає функціонцвання ландшафту.

Екологія людини – медичні основи існування людини.

Соціальна екологія – взаємодія суспільства і природи.

Прикладна екологія – наука, що вивчає механізми руйнування біосфери людиною, способи запобігання цього процесу і яка розробляє принципи раціонального використання природних ресурсів без деградації середовища життя.

Задачі екології як науки:

дослідження закономірностей організації життя

створення наукової основи раціональної експлуатації біологічних ресурсів, прогнозування змін природи під впливом життедіяльності людини

регуляція чисельності популяцій

розробка систем заходів щодо мінімального застосування хімічних засобів боротьби зі шкідливими видами

відновлення порушених природних систем

збереження еталонних (недоторканих людиною) ділянок Землі.

Об'єктами вивчення екології є екосистеми.

В основі всіх сучасних напрямків екології лежать фундаментальні ідеї біоекології. Класифікація біоекології по рівнях живих организмів підрозділяє на: аутекологію (особин і организмів), синекологію (екологія співтовариств), популяційну екологію.






1. Поняття про екосистему і біогеоценоз



Екологічна система – сукупність спільно проживаючих різних видів організмів і умов їхнього існування, які знаходяться в закономірному взаємозв'язку один з одним (Тенслі А., 1935). Екологічною системою може бути луг, ліс, озеро. Сукачовим В.Н. запропонований і прийнятий термін біогеоценоз – це сукупність на відомому протязі землі однорідних природних умов (атмосфери, гірської породи, рослин, тварин, мікроорганізмів), що має свою особливу специфіку взаємодії цих її компонентів і визначений тип обміну речовиною й енергією їх між собою й іншими явищами природи. Екосистема може об’єднувати декілька біогеоценозів. 

З точки зору трофічної структури екосистема ділиться на 2 яруси: 

- верхній автотрофний або зелений пояс (рослини), 

- нижній гетеротрофний або коричневий пояс ґрунтів і осадів, коренів. 

З біологічної точки зору в складі екосистем є такі компоненти: 

1 – неорганічні речовини (C, H, N, CO2 , O2); 

2 – органічні речовини; 

3 – повітряне, водне і субстратне середовище, 

4 – продуценти, автотрофи – рослини, макроконсументи або фаготрофи-гетеротрофи-тварини; 

– микроконсументи, сапрофіти, деструктори.



2.Класифікація екосистем



Екосистеми класифікуються авторами по-різному. Так, за розмірами вони поділяються на:

Мікроекосистеми – стовбур гниючого дерева.

Мезоекосистеми – ліс, ставок, озеро.

Макроекосистеми – континент, океан.

Глобальна екосистема.

3. Характеристика наземної екосистеми



Наземні екосистеми багатоярусні, тобто вертикально розшаровані на по-різному високі структурні частини. У лісі: дерева, підлісок з чагарників, трави, мохи. Можна розчленувати і луг. Тварини в лісі також займають різні яруси: птаха на землі або біля неї (дрозди, дрімлюга), інші – у стовбурах дерев (дятли, качки), треті – у кронах дерев. Це ніші. У кожнім ярусі мається зв'язок рослин (або їхніх частин) із тваринами (хребетними і безхребетними). 

Горизонтальні структурні частини наземних біогеоценозів називаються синузіями, в яких теж існують певні зв'язки між живими істотами та ними і середовищем проживання.



4. Характеристика прісноводної екосистеми



Водні екосистеми багать. Різні риби, рослини, тварини живуть на різній глибині. Водойми стоячі або лентичне середовище (лентис – спокійний): озера, ставки, болота. Водойми проточні або лотичні (lotus) – омываючий: ріки, струмки.

Специфіка водної системи: питома теплоємність більш висока, чим у повітрі, велика схована теплота плавлення (для перетворення 1 кг льоду у воду потрібно 336 Дж), найвища з відомих речовин теплота пароутворення (при випарі 1 м води поглинається 2,24*10-3 Дж, найбільша щільність при строго визначеній температурі (+ 4ос). При температурах більше або менше 4ос вода розширюється, легшає, що захищає озера від промерзання до дна. Лентичні та лотичні екосистеми мають свої особливості як по відношенню до умов, так і в різноманітті живих организмів.



5. Характеристика морських екосистем



Екосистема глибоководних рифтових зон океану відкрита в 1977 р. у рифтовій зоні підводного хребта Тихого океану на глибині 1600 м. Тут, у суцільній темряві, де немає фотосинтезу, багато Н2S, рясний вміст отрутних металів, виявлені "оазиси життя".

Екосистема океану (відкритий океан) – сама велика екосистема (361 млн. км2 , 1,37 млрд. км3). Є горизонтальна і вертикальна циркуляція води.

Своєрідні умови життя на дні: повна темрява, величезний тиск, знижена температура води, недолік їжі. У тварин відбулася адаптація: редукція плавального міхура в риб або він заповнений жировою тканиною, атрофовані органи зору, розвинені органи світіння. Відомо більш 800 світних видів організмів, у тому числі 200 видів молюсків, 300 видів риб, 150 видів ракоподібних.

Верхня зона – освітлена (эвфотична) до 200 м. Нижня зона – без світла (афотична) на глибині більше 200 м і до максимальних глибин – 11022 м. В океані 2 екологічні області: товща води – пелагіаль і дно – бенталь.

У мілководній прибережній неретичній зоні екологічні умови найбільш оптимальні для морських організмів: світло, температура, газовий режим, живильні речовини. Тут мається 80% усієї біологічної продукції океану.

Своєрідною зоною океану з високою рибопродуктивністю є апвелинг, тобто підйом вод із глибини у верхні шари океану, на західних берегах континентів. Для цієї зони характерно: висока доза кисню, біогенних речовин, величезні популяції риб, птахів, водоростей (цвітіння – червоні водорості). Це найбільше рибопродуктивні райони океану. 



6. Синтез первинної органічної речовини



Первинна органічна речовина утворюється в результаті фотосинтезу зелених рослин, супроводжується поглинанням енергії. Реакція фотосинтезу йде проти термодинамічного градієнту, тобто супроводжується нагромадженням енергії в органічній речовині за рахунок перетворення енергії фотонів в енергію хімічних зв'язків. Загальна кількість енергії, що запасається щорічно рослинами в продуктах фотосинтезу, складає 20,9*1022 кДж. Первинна органічна речовина синтезується в залежності від ряду факторів, зокрема, наявності хлорофілу, води, світла, температури, диоксиду вуглецю і інших.



7. Поняття про трофічний ланцюг, трофічний рівень



На відміну від рослин, тварини не здатні до реакцій авто- і хемосинезу, а змушені використовувати сонячну енергію опосередковано, через органічну речовину, створену фотосинтетиками. Таким чином, у біогеоценозі утворюється ланцюг послідовної передачі речовини й еквівалентної їй енергії від одних організмів до інших, або так називаний трофічний ланцюг.

Рослини називаються автотрофами. Вони створюють первинну органічну речовину, виробляють її з неорганічної. Вони називаються продуцентами. Організми, що не можуть будувати своє тіло з мінеральних компонентів і змушені використовувати створену речовину автотрофами, називаються гетеротрофами, або консументами. Продуценти і консументи – 2 перших ланки трофічного ланцюга.

Створена органічна речовина повинна частково або цілком змінитися. Ця зміна відбувається завдяки особливій ланці трофічного ланцюга – ланцюга редуцентів (редуціо – повернення). Ці організми, переважно бактерії, гриби, найпростіші, дрібні безхребетні, розкладають органічну речовину всіх трофічних рівнів продуцентів і консументів до мінеральних речовин.



8. Еволюція екосистеми



Вирішення питання еволюції екосистеми дуже важливе, оскільки це ключ до розуміння існуючої розмаїтості співтовариства живих організмів на планеті Земля.

В основі еволюції живих організмів лежить природний добір, що діє на видовому і більш низькому рівнях, а також і на рівні екосистем. Його можна підрозділити на взаємний добір, залежний один від одного автотрофів і гетеротрофів (коеволюція) і груповий добір, що веде до збереження ознак, сприятливих для екосистеми в цілому.

У широкому змісті слова коеволюція – це спільна еволюція двох (або більш) таксонів, що об'єднані тісними екологічними зв'язками, але не обмінюються генами. Груповий добір – це природний добір у групах організмів, не обов'язково зв'язаних тісними взаємодіями. В еволюції екосистем збільшується їхня видова розмаїтість, замикаються біогеохімічні цикли, росте здатність видів забезпечувати рівномірний розподіл ресурсів усередині системи і перешкоджати їхньому виходові з неї.



9. Агроценози і природні екосистеми



Агроценози сільськогосподарських культур, особливо однолітніх, існують тільки при втручанні людини. Без цього починається вторинна сукцесія, тобто виростають бур'яни. Але це вже не агроценоз, тобто далеке природним умовам співтовариство, і воно не має жодної властивості екосистеми.

Інші властивості характерні для агроценозів, створюваних з довгоіснуючих лісових рослин. Їх можна віднести до екосистем, якщо не протягом усього життя, то на визначених стадіях розвитку.

Приклад: створення лісу людиною – сосників на бідних піщаних ґрунтах. Утручання людини необхідно на початкових етапах життя рослин. Через 3 – 5 років життя сосна починає створювати співтовариство і домінувати, тобто утвориться екосистема з усіма її критеріями. 

екосистема біогеоценоз трофічний ланцюг




10. Штучні екосистеми – екосфери



Розробку принципів і технологій конструювання штучних екосистем уперше почав у 1967 р. К.Фолсом з Гавайського університету (США). Пізніше ними зацікавився центр космічних досліджень НАСА. Створені за технологією Фолсома К. штучні екосистеми назвали екосферами.

Екосфера – це кругла закрита судина, ємністю 25 – 1000 см3 і більш. У неї поміщають морську воду, пісок, повний набір організмів з автотрофним і гетеротрофним способом харчування. Вони повинні здійснювати маловідхідний біоелементарний цикл. Продуцентами служать водорості, консументами – коловертки, редуцентами – бактерії. Енергію екосфери одержують від Сонця. Деякі з них можуть підживлюватися штучною системою освітлення.

Зараз створені екосфери "Біосфера – 1" і "Біосфера – 2". У створенні екосфер мається ряд труднощів. Екосфери розглядаються як прототип життєзабезпечення космонавтів у космічних польотах.






Завершення



У процесі написання реферату ми ознайомилися з поняттями:

- про екосистему і біогеоценоз; 

- класифікації екосистем;

- наземної екосистеми;

- прісноводної екосистеми;

- морських екосистем;

- синтезу первинної органічної речовини;

- про трофічний ланцюг, трофічний рівень;

- еволюції екосистеми;

- агроценозами і природними екосистемами; 

- штучних екосистем. 






Література



		Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. – С.-Петербург, 2009. – 224 с

		Бедрій Я.І. та ін. Основи екології та охорона природи. – Львів: Укрпошта, 2009. – 238 с.

		Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології. – Київ: Либідь, 2003.

		Воронков Н.А. Экология. Общая, социальная, прикладная. – М.: Агар, 1999. – 424 с.

		Вронский В.А. Прикладная экология. – Ростов на Дону: Феникс, 2006. – 512 с.

		Джиги рей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища. – Київ: Знання, 2002. – 203 с.

		Дідух Я.П. Популяційна екологія. – Кіїв: Фітосоціоцентр, 2008. – 192 с.

		Злобін Ю.А. Основи екології. – Київ: Лібра, 2008. – 248 с.

		Киселев В.Н. Основы экологии. – Минск: Універсітэцкая, 2000. – 383 с.

		Кормилицын В.И. и др. Основы экологии. – М.: Интерстиль, 2007. – 366 с.

			Назарук М.М. Основи екології. – Львів: Афіша, 2009. – 256 с.

			Некос В.Е. Основы общей экологии и неоэкологии. Часть 1. Основы общей и глобальной традиционной экологии. – Харьков: Торнадо, 2009. – 182

			Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. М.: Россия молодая, 2004. – 367 с.

			Річний звіт про стан навколишнього природного середовища в Луганській області у 2009 р. Під ред. Кошеля В.М. – Донецьк: ВАТ УкрНТІК, 2010. – 124 с.

			Экологические функции литосферы. /Под ред. Трофимова В.Г. – М.: Изд во МТУ, 2000. – 432 .

			Экологическая химия. Основы концепции. /Ред. Ф. Кортс, под ред. Градовой Н.Б. – М.: Мир, 1997. – 396 с.