Склад і ўласцівасці экасістэм. функцыі экасістэм

Уся шматстатнасць арганізмаў на нашай планеце непарыўна звязана паміж сабой. Няма такога істоты, якія здолела б існаваць ізалявана ад усіх, строга індывідуальна. Аднак не толькі арганізмы знаходзяцца ў цеснай узаемасувязі, але і фактары знешняй і ўнутранай асяроддзя ўплываюць на ўвесь відаў раслін, жывёл. Разам ўвесь комплекс жывой і нежывой прыроды ўяўляюць структура экасістэм і іх ўласцівасці. Што гэта за паняцце, якімі параметрамі характарызуецца, паспрабуем разабрацца ў артыкуле.

Паняцце аб экасістэмах

Што такое экасістэма? З пункту гледжання экалогіі, гэта сукупная сумесная жыццядзейнасць ўсіх відаў арганізмаў, незалежна ад класавай прыналежнасці і фактараў навакольнага асяроддзя як біятычных, так і абіятычнымі.

Ўласцівасці экасістэм тлумачацца іх характарыстыкай. Першыя згадкі дадзенага тэрміна з'явіліся ў 1935 годзе. А. Тенсли прапанаваў выкарыстоўваць яго для абазначэння "комплексу, які складаецца не толькі з арганізмаў, але і навакольнага іх асяроддзя". Само па сабе паняцце дастаткова шырокае, гэта самая буйная адзінка экалогіі, а таксама важнае. Іншая назва - біягеацэнозы, хоць адрозненні паміж гэтымі паняццямі ўсё ж невялікае ёсць.

Асноўная ўласцівасць экасістэм заключаецца ў бесперапынным узаемадзеянні ўнутры іх арганічнага і неарганічнага рэчыва, энергіі, пераразмеркаванні цяпла, міграцыі элементаў, комплексным уздзеянні жывых істот адзін на аднаго. Усяго можна вылучыць некалькі асноўных характарыстычных рысаў, якія называюць ўласцівасцямі.

Асноўныя ўласцівасці экасістэм

Самых галоўных з іх можна вылучыць тры:

• самарэгуляцыя;
• ўстойлівасць;
• самапрайгравання;
• змена адной на другую;
• цэласнасць;
• эмерджентные ўласцівасці.

На пытанне аб тым, якое асноўная ўласцівасць экасістэм, можна адказаць па-рознаму. Важныя ўсе з іх, бо толькі іх сукупнае наяўнасць дазваляе існаваць дадзеным паняццю. Разгледзім падрабязна кожную характарыстычнай рысу, каб засвоіць яе важнае значэнне і разабрацца ў сутнасці.

самарэгуляцыя экасістэм

Гэта галоўная ўласцівасць экасістэмы, якое мае на ўвазе самастойнае кіраванне жыццём ўнутры кожнага біягеацэнозу. Гэта значыць група арганізмаў, якая знаходзіцца ў цеснай узаемасувязі з іншымі жывымі істотамі, а таксама фактарамі навакольнага асяроддзя, аказвае непасрэдны ўплыў на ўсю структуру ў цэлым. Менавіта іх жыццядзейнасць можа паўплываць на ўстойлівасць і самарэгуляцыі экасістэмы.

Напрыклад, калі казаць пра драпежніках, то яны ядуць траваедных жывёл аднаго выгляду роўна да таго часу, пакуль колькасць іх не скароціцца. Далей паглынанне спыняецца, і драпежнік перамыкаецца на іншы крыніца харчавання (гэта значыць іншы выгляд траваеднага істоты). Такім чынам, выходзіць, што цалкам выгляд не знішчаецца, ён захоўваецца ў спакоі да аднаўлення неабходнага паказчыка колькасці.

У межах экасістэмы не можа адбыцца натуральнага знікнення віду ў выніку паглынання іншымі асобінамі. У гэтым і заключаецца самарэгуляцыя. То ёсць жывёлы, расліны, грыбы, мікраарганізмы ўзаемна кантралююць адзін аднаго, нягледзячы на тое, што з'яўляюцца ежай.

Таксама самарэгуляцыя - гэта асноўная ўласцівасць экасістэм яшчэ і таму, што дзякуючы ёй адбываецца кантраляваны працэс пераўтварэння розных відаў энергіі. Неарганічныя рэчывы, арганічныя злучэнні, элементы - усё знаходзяцца ў цеснай ўзаемасувязі і агульным кругавароце. Расліны непасрэдна выкарыстоўваюць сонечную энергію, жывёлы ядуць расліны, пераводзячы гэтую энергію ў хімічныя сувязі, пасля іх адмірання мікраарганізмы зноў раскладаюць іх да неарганікі. Працэс непарыўны і цикличен без ўмяшання звонку, што і завецца самарэгуляцыі.

ўстойлівасць

Ёсць і іншыя ўласцівасці экасістэм. Самарэгуляцыя цесна звязана з устойлівасцю. То, колькі праіснуе тая ці іншая экасістэма, як яна захаваецца, і ці будуць адбывацца змены на іншыя, залежыць ад шэрагу прычын.

Праўдзіва ўстойлівай лічыцца тая, унутры якой няма месца ўмяшанню з боку чалавека. У ёй пастаянна стабільна высокая колькасць усіх відаў арганізмаў, не адбываюцца змены пад уплывам навакольных умоў, або яны нязначныя. У прынцыпе, любая экасістэма можа быць устойлівая.

Парушыць гэты стан можа чалавек сваім умяшаннем і збоем устаноўленага парадку (высечка лесу, адстрэл жывёл, знішчэнне насякомых і іншае). Таксама на ўстойлівасць можа паўплываць сама прырода, калі кліматычныя ўмовы рэзка зменяцца, не даўшы арганізмам часу на прыстасаваньне. Напрыклад, стыхійныя бедствы, змена клімату, скарачэнне колькасці вады і іншае.

Чым больш разнастайнасць відаў арганізмаў, тым даўжэй існуюць экасістэмы. Ўласцівасці экасістэмы - устойлівасць і самарэгуляцыя - гэта аснова, на якой наогул трымаецца гэтае паняцце. Існуе тэрмін, якім абагульняюць гэтыя характарыстыкі, - гамеастаз. Гэта значыць падтрыманне сталасці ва ўсім - разнастайнасці відаў, іх колькасці, знешніх і ўнутраных фактарах. Напрыклад, экасістэмы тундры часцей падвяргаюцца зменах, чым трапічныя лясы. Бо ў іх генетычнае разнастайнасць жывога не гэтак вяліка, а значыць. і выжывальнасць рэзка зніжаецца.

Самовоспроизводимость

Калі добра падумаць над пытаннем аб тым, якое асноўная ўласцівасць экасістэм, то можна прыйсці да высновы, што і самовоспроизводимость не менш важная ўмова іх існавання. Бо без пастаяннага прайгравання такіх кампанентаў, як:

• арганізмы;
• глебавы склад;
• празрыстасць вады;
• кіслародны кампанент паветра і іншае.

Складана казаць аб устойлівасці і самарэгуляцыі. Для таго ж, каб біямаса пастаянна адраджалася і колькасць падтрымлівалася, важна наяўнасць дастатковай колькасці ежы, вады, а таксама спрыяльныя ўмовы жыцця. Ўнутры любой экасістэмы адбываецца пастаянная замена старых асобін на маладых, хворых на здаровых, моцных і цягавітых. Гэта нармальная ўмова існавання любой з іх. Гэта магчыма толькі пры ўмове своечасовай самовоспроизводимости.

Праява уласцівасцяў экасістэмы падобнага роду - гэта залог генетычнага захавання алеляў кожнага выгляду. Інакш цэлыя роды і тыпы, класы і сямейства жывых істот падвяргаліся б знікнення без наступнага аднаўлення.

сукцэсіі

Таксама важныя ўласцівасці экасістэм - змена экасістэм. Дадзены працэс атрымаў назву сукцэсіі. Адбываецца ён пад уплывам змены знешніх абіятычнымі фактараў і займае ад некалькіх дзесяткаў гадоў да мільёнаў. Сутнасць гэтай з'явы - паслядоўная замена адной экасістэмы на іншую пад уплывам як унутраных фактараў, якія ўзнікаюць паміж жывымі арганізмамі, так і знешніх умоў нежывой прыроды на працягу працяглага часу.

Таксама важкай прычынай сукцэсіі з'яўляецца гаспадарчая дзейнасць чалавека. Так, лясы змяняюцца лугамі і балотамі, азёры ператвараюцца ў пустыні ці пойменныя лугі, палі зарастаюць дрэвамі і фармуецца лясны масіў. Натуральна, што пры гэтым фауна таксама значна зьмяняецца.

Да якога часу будзе адбывацца сукцэсіі? Роўна да той стадыі, калі сфармуецца максімальна зручны і прыстасаваны да пэўных умоў біягеацэнозы. Напрыклад, іглічныя лясы Далёкага Усходу (тайга) - гэта ўжо ўстояны карэнны біяцэноз, які далей змяняцца ўжо не будзе. Ён фарміраваўся тысячагоддзямі, за гэты час адбывалася не адна змена экасістэмы.

Эмерджентные ўласцівасці

Гэтыя ўласцівасці экасістэм ўяўляюць сабой зноў ўзніклі, новыя і да гэтага не характэрныя прыкметы, якія з'яўляюцца ў біягеацэнозы. Узнікаюць яны ў выніку комплекснай работы ўсіх або некалькіх удзельнікаў агульнай сістэмы.

Тыповым прыкладам можа служыць супольнасць каралавых рыфаў, якое з'явілася вынікам ўзаемадзеяння паміж кішачнаполасцевых і багавіннем. Каралы - гэта асноўная крыніца велізарнай колькасці біямасы, элементаў, злучэнняў, якія да іх у гэтым супольнасці не існавалі.

функцыі экасістэм

Ўласцівасці і функцыі экасістэм знаходзяцца ў цеснай ўзаемасувязі паміж сабой. Так, напрыклад, такое ўласцівасць, як цэласнасць, мае на ўвазе падтрыманне пастаяннага ўзаемадзеяння паміж усімі ўдзельнікамі. У тым ліку і з фактарамі нежывой прыроды. А адной з функцый з'яўляецца як раз зладжаны пераход розных відаў энергіі адзін у аднаго, які магчымы пры ўмове ўнутранай цыркуляцыі элементаў паміж усімі звёнамі папуляцыі і самімі біяцэнозы паміж сабой.

У цэлым жа ролю экасістэм вызначаецца тымі тыпамі узаемадзеянняў, якія існуюць унутры іх. Любы біягеацэнозы павінен даваць пэўны біялагічны прырост біямасы ў выніку свайго існавання. Гэта і будзе адной з функцый. Прырост залежыць ад сукупнасці фактараў жывой і нежывой прыроды і можа вагацца ў шырокіх межах. Так, біямаса значна больш у зонах з падвышанай вільготнасцю і добрай асветленасцю. Значыць, і прырост яе будзе значна больш, у параўнанні з такім, напрыклад, у пустыні.

Яшчэ адна функцыя экасістэмы - трансфармацыйная. Яна мае на ўвазе накіраванае змена энергіі, пераўтварэнне яе ў розныя формы пры дзеянні жывых істот.

структура

Склад і ўласцівасці экасістэм вызначаюць і іх структуру. Якое будынак мае біягеацэнозы? Відавочна, што яно ўключае ў сябе ўсе асноўныя звёны (як жывыя, так і абіятычнымі). Таксама важна, што ў цэлым уся структура ўяўляе сабой замкнёны цыкл, што яшчэ раз пацвярджае асноўныя ўласцівасці экасістэм.

Існуе два асноўных буйных звяна любога біягеацэнозу.

1. Экотоп - сукупнасць фактараў абіятычнымі прыроды. Ён, у сваю чаргу, прадстаўлены:

• климатопом (атмасфера, вільготнасць, асветленасць);
• эдафотопом (глебавы грунтавы кампанент).

2. біяцэнозы - сукупнасць усіх тыпаў жывых істот у дадзенай экасістэме. Ўключае ў сябе тры асноўных звяна:

• зооценоз - усе жывёлы істоты;
• фітацэнозе - усё раслінныя арганізмы;
• микробоценоз - усё бактэрыяльныя прадстаўнікі.

Па прыведзенай структуры відавочна, што ўсе звёны цесна ўзаемазвязаны паміж сабой і ўтвараюць адзіную сетку. Гэтая сувязь выяўляецца, у першую чаргу, у паглынанні і пераўтварэнні энергіі. Іншымі словамі, у харчовых ланцугах і сетках ўнутры папуляцыі і паміж імі.

Падобнае будынак біягеацэнозу было прапанавана В. Н. Сукачовым ў 1940 годзе і застаецца актуальным на сённяшні дзень.

спелая экасістэма

Ўзрост розных біягеацэнозы можа вар'іравацца ў шырокіх межах. Натуральна, што характарыстычнай рысы малады і спелай экасістэмы павінны адрознівацца. Так і адбываецца.

Якое ўласцівасць спелай экасістэмы адрознівае яе ад параўнальна нядаўна сфармавалася? Такіх некалькі, разгледзім ўсё:

1. Віды кожнай папуляцыі сфармаваныя, ўстойлівыя і не замяшчаюцца (выцясняюцца) іншымі.
2. Разнастайнасць асобін пастаянна і больш не змяняецца.
3. Усе супольнасць свабодна самарэгулюецца, назіраецца высокая ступень гамеастазу.
4. Кожны арганізм цалкам прыстасаваны да ўмоў навакольнага асяроддзя, суіснаванне біяцэнозу і экотопа максімальна камфортнае.

Кожная экасістэма будзе перажываць сукцэсіі да таго часу, пакуль не ўсталюецца яе клімакс - пастаяннае найбольш прадуктыўнае і прымальнае краявідная разнастайнасць. Менавіта тады біягеацэнозы пачынае паступова ператварацца ў спелае супольнасць.

Групы арганізмаў ўнутры біягеацэнозу

Натуральна, што ўсе жывыя істоты ўнутры адной экасістэмы звязаныя паміж сабой у адзінае цэлае. Пры гэтым яны ж аказваюць і вялікі ўплыў на глебавы склад, паветра, ваду - на ўсе абіятычнымі складнікі.

Прынята вылучаць некалькі груп арганізмаў па іх здольнасці паглынаць і ператвараць энергію ўнутры кожнага біягеацэнозу.

1. Прадуцэнты - тыя, хто вырабляе арганічнае рэчыва з неарганічных кампанентаў. Гэта зялёныя расліны і некаторыя віды бактэрый. Іх спосаб паглынання энергіі - аўтатрофныя, яны непасрэдна засвойваюць сонечнае выпраменьванне.
2. Консументы або биофаги - тыя, хто спажывае гатовае арганічнае рэчыва шляхам паглынання жывых істот. Гэта пажадлівыя жывёлы, насякомыя, некаторыя расліны. Сюды ж адносяцца і траваедныя прадстаўнікі.
3. Сапротрофы - арганізмы, здольныя раскладаць арганіку, такім спосабам спажываючы пажыўныя рэчывы. Гэта значыць сілкуюцца мёртвымі парэшткамі раслін і жывёл.

Відавочна, што ўсе ўдзельнікі сістэмы знаходзяцца ва узаемазалежным становішчы. Без раслін не змогуць атрымліваць ежу траваедныя, а без іх загінуць драпежнікі. Сапрофаги ня перапрацуюць злучэння, не адновіцца колькасць патрэбных неарганічных злучэнняў. Усе гэтыя ўзаемаадносіны атрымалі назву харчовых ланцугоў. У вялікіх супольнасцях ланцуга пераходзяць у сеткі, утвараюцца піраміды. Вывучэннем пытанняў, звязаных з трафічных ўзаемадзеяннямі, займаецца навука экалогія.

Ролю чалавека ва ўздзеянні на экасістэмы

Пра гэта вельмі шмат гаворыцца сёння. Нарэшце-то чалавек ўсвядоміў увесь маштаб страт, які за апошнія 200 гадоў быў нанесены ім экасістэме. Сталі відавочнымі наступствы такіх паводзін: кіслотныя дажджы, парніковы эфект, глабальнае пацяпленне, скарачэнне запасаў прэснай вады, оскуднение глебы, скарачэнне лясных масіваў і іншае. Можна бясконца доўга пазначаць праблемы, бо іх назапасілася велізарнае мноства.

Усё гэта і з'яўляецца той самай роляй, якую адыграў і адыгрывае да гэтага часу чалавек у экасістэме. Масавая урбанізацыя, індустрыялізацыя, развіццё тэхнікі, засваенне касмічнай прасторы і іншыя людскія дзеянні прыводзяць не толькі да ўскладнення стану нежывой прыроды, але і да вымірання і скарачэнні колькасці біямасы планеты.

Любая экасістэма мае патрэбу ў абароне з боку чалавека, асабліва сёння. Таму задача кожнага з нас - забяспечыць ёй падтрымку. Для гэтага не трэба шмат - на ўрадавым узроўні распрацоўваюцца метады абароны прыроды, простым людзям варта толькі прытрымлівацца ўстаноўленых правілаў і імкнуцца захоўваць экасістэмы ў нязменным выглядзе, ня уводзячы ў іх склад залішняй колькасці розных рэчываў і элементаў.