Экосистема

Естественные и искусственные экосистемы — определения и различия

Естественные (природные) экологические системы являются самодостаточными, сбалансированными экологическими единицами с высокой долей естественного биоразнообразия, существующие без вмешательства человека. Примеры: леса, моря, реки, степи, пустыни и т. п.
Искусственные экосистемы, к которым относятся сельскохозяйственные и городские районы, постоянно изменяются и поддерживаются деятельностью человека. Люди модифицируют уже существующую экосистему для достижения своих целей или создают собственную экосистему, имитирующую природные условия. Примеры: аквариумы, поля, сады, зоопарки, плотины, пруды и т. п. Искусственные экосистемы служат для конкретных потребностей людей. Сады и фермы создаются для сельскохозяйственных целей. Зоопарки, парки и аквариум нужны для отдыха, туризма, охраны природы, образования и хобби.

ТАБЛИЦА. Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем

Естественная экосистема	Искусственная экосистема
Создана природой без вмешательства человека	Создана и поддерживается человеком
Состоит из многих видов растений и животных	Включает избранные виды
Генетическое разнообразие очень велико	Генетическое разнообразие низкое, так как другие виды удалены из системы
Пищевые цепи длинные и сложные	Пищевые цепи в основном неполные или маленькие, так как присутствует мало видов
Солнечный свет является источником энергии для автотрофов, и эта энергия управляет всеми биологическими циклами	Солнечный свет также является основным источником энергии для автотрофов или сельскохозяйственных культур, но удобрения и другие питательные вещества поступают в почву извне
Экологическая сукцессия в природной экосистеме происходит за определенный отрезок времени	Экологическая сукцессия отсутствует
Естественный круговорот питательных веществ обеспечивает максимальную и эффективную их циркуляцию через все уровни экосистемы	Неполный круговорот питательных веществ. Сбор культур удаляет большое количество питательных веществ из почвы и делает ее с каждым разом все менее плодородной
Производительность природных экосистем очень разнообразна и зависит от окружающей среды. Продуктивность тропических лесов очень высока, а пустынь — очень низкая	Предназначены для высокой производительности
Высокая естественная устойчивость	Неустойчивые, поскольку большинство удобрений производится из ископаемого топлива, которое не является возобновляемым и еще больше усугубляет загрязнение окружающей среды и другие экологические нарушения

Природная или естественная экосистема нашей планеты обширна. Она разделена на две основные группы – наземные и водные экосистемы. Они в свою очередь подразделяются на множество других более мелких экосистем.

Уровни экосистемы

Для экосистем характерны следующие уровни:

Особь (любое живое существо).
Популяция (группа существ определенного вида на определенной территории).
Сообщество (совокупность всех существ на местности).
Экосистема (совокупность природных факторов).
Биосфера (совокупность каждой экосистемы планеты).

Особь

Особь — это любое живое существо или организм. Особи не размножаются с индивидуумами из других групп. Животные, в отличие от растений, как правило, относятся к этому понятию, поскольку некоторые представители флоры могут скрещиваться с другими видами.

В приведенной выше схеме, можно заметить, что золотая рыбка взаимодействует с окружающей средой и будет размножаться исключительно с представителями своего вида.

Популяция

Популяция — группа особей данного вида, которые живут в определенной географической области в данный момент времени. (Примером может служить золотая рыбка и представители ее вида)

Обратите внимание, что популяция включает особей одного вида, которые могут иметь различные генетические отличия, такие как цвет шерсти/глаз/кожи и размер тела

Сообщество

Сообщество включает в себя всех живых организмов на определенной территории, в данный момент времени. В нем могут присутствовать популяции живых организмов разных видов

В приведенной выше схеме, обратите внимание, как золотые рыбы, лососёвые, крабы и медузы сосуществуют в определенной среде. Большое сообщество, как правило, включает в себя биоразнообразие

Экосистема

Экосистема включает в себя сообщества живых организмов, взаимодействующих с окружающей средой. На этом уровне живые организмы зависят от других абиотических факторов, таких как камни, вода, воздух и температура.

Биом

Простыми словами, биом представляет собой совокупность экосистем, имеющих схожие характеристики с их абиотическими факторами, адаптированными к окружающей среде.

Биосфера

Когда мы рассматриваем различные биомы, каждый из которых переходит в другой, формируется огромное сообщество людей, животных и растений, живущих в определенных местах обитания. Биосфера является совокупностью всех экосистем, представленных на Земле.

Примеры

Понятие экосистемы существует в науке уже давно, и с течением времени схема экосистемы постепенно усложняется. Это происходит и по естественным причинам, и из-за вмешательства прогрессивных аспектов. К понятию данного термина вполне подходит обозначение совокупности факторов, взаимодействующих друг с другом и создающих свой круговорот обмена веществ и информации.

Рассмотрим основные экосистемы земли и их особенности. Самая большая экосистема на Земле – биосфера планеты, так называется совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом, используя биотическую и абиотическую модели поведения.

Экологическая система в природе – это: массивы естественных насаждений, образующие различные типы лесов – тайга, лиственные и сосновые леса. Функция экосистемы в данных случаях обеспечивается наличием группы организмов, отвечающих за ее жизнеспособность. Здесь обязательна взаимосвязь живых организмов и компонентов неживой природы: представителей фауны, растительной флора, которой они питаются, бактерий, живущих за счет получения питательных веществ из мертвого органического вещества.

Примеры экосистем антропогенного типа найти еще проще! Здесь также основная роль отводится естественным процессам, однако протекают они не самостоятельно. Типы и составляющие таких комплексов, могут быть какими угодно.

Самый простой пример экосистемы в этом разделе – обычный аквариум. Вроде бы он и совершенно естественен (у него живая экосистема из рыб, моллюсков, растений, воды и воздуха), но фактор, формирующий тип антропогенной схемы здесь – человек. От него поступает корм обитателям аквариума, он же обеспечивает освещение, очистку и другие необходимые факторы.

Аквариум

Или возьмем пример огорода, который по сути своей близок к понятию естественного процесса: овощи растут из семян, используя природный механизм. Определение антропогенности здесь элементарное – это натуральная схема, созданная человеком.

Отдельный пример искусственных комплексов – инженерные экосистемы. Сюда в первую очередь нужно отнести очистные сооружения, ветряные мельницы, горные экосистемы, созданные людьми. Здесь неживые части экосистемы вырабатывают или преобразуют энергетические потоки специально для обеспечения жизнедеятельности человечества.

Также нельзя не отметить колоссальное влияние на экологию, которое оказывают техногенные экосистемы. Концепции их таковы, что деятельность любого подобного комплекса приносит пользу человечеству и прогрессу, но в то же время наносит, зачастую непоправимый, вред естественным экосистемам планеты, экологической обстановке в отдельных регионах, всему живому и объектам неживой природы, в том числе.

Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)

Схемы цепей питания позволяют нам получить полную информацию о кормовой структуре биогеоценоза. В отличие от обычного бессвязного перечисления видов той или иной экосистемы, схемы передачи веществ и энергии дают возможность проследить взаимоотношения между видами разных популяций, построенных на принципе «пища-потребитель».

Поскольку вещество и энергия постоянно перемещаются, важно также знать направление этого потока. Типичная трофическая цепь записывается линейно

В зависимости от типа пищевой цепи, определяют организм, расположенный в начале. Если целью служит запись пастбищной пищевой цепи, то сначала записывают продуцента (любое растение, способное к фотосинтезу). За продуцентом следуют консументы всех возможных порядков. Между организмами, записанными в строку, рисуют стрелки. Направление стрелок позволяет понять, в какую сторону движется энергия и вещество. Например, трава → кузнечик → мышь → куница → орел. Трава, являясь продуцентом, служит пищей для кузнечиков (консументы первого порядка), которые, в свою очередь, становятся пищей для мышей (консументы второго порядка). Мышами питаются куницы (консументы третьего порядка), а куниц поедают орлы (консументы четвертого порядка). Стрелки показывают направление движения веществ и энергии от травы к орлам

Типичная трофическая цепь записывается линейно. В зависимости от типа пищевой цепи, определяют организм, расположенный в начале. Если целью служит запись пастбищной пищевой цепи, то сначала записывают продуцента (любое растение, способное к фотосинтезу). За продуцентом следуют консументы всех возможных порядков. Между организмами, записанными в строку, рисуют стрелки. Направление стрелок позволяет понять, в какую сторону движется энергия и вещество. Например, трава → кузнечик → мышь → куница → орел. Трава, являясь продуцентом, служит пищей для кузнечиков (консументы первого порядка), которые, в свою очередь, становятся пищей для мышей (консументы второго порядка). Мышами питаются куницы (консументы третьего порядка), а куниц поедают орлы (консументы четвертого порядка). Стрелки показывают направление движения веществ и энергии от травы к орлам.

В детритной пищевой цепи место продуцента занимает детрит — мертвое органическое вещество, которое потребляют консументы первого порядка. Например, мертвое животное → муха → лягушка → змея.

Как правило, при выполнении заданий, перечисляется только список видов, обитающих в экосистеме, а пищевые взаимоотношения между ними приходится определять самому. Сделать это просто. Сначала нужно проанализировать способ питания организмов. При наличии в списке продуцента, именно он выделяется в первую очередь. Обычно, продуцентами в пищевых цепях являются зеленые растения.

Далее выбирается гетеротрофный организм, питающийся растительной пищей, или фитофаг. Затем, хищное животное, поедающее фитофагов и т.д.

Если в предложенном списке организмов отсутствует продуцент, тогда выбирается детрит. В остальном система составления пищевых цепей одинакова.

Смотри также:

Среды обитания организмов. Экологические факторы. Антропогенный фактор. Их значение
Разнообразие экосистем (биогеоценозов)
Саморазвитие и смена экосистем. Устойчивость и динамика экосистем

Наземные экосистемы

Наземная экосистема – это сообщество живых и неживых существ на суше. Они живут и развиваются в почве и воздухе вокруг них.

Существует четыре основных вида естественных наземных экосистем:

Лес – эта экосистема состоит из густых зарослей деревьев и множества других видов растений.
Пустыня – эта экосистема характеризуется редкой или отсутствующей растительностью, чрезвычайно низким количеством осадков, но не обязательно жарким климатом.
Степь – эта экосистема включает практически сплошной травяной покров с незначительным высоких растений.
Гора – эта экосистема отличается резкими перепадами высот на местности.

Почему образовательный конвейер устарел

Современное массовое образование сложилось в индустриальную эпоху и с тех пор не сильно изменилось, хотя мир шагнул в эпоху цифровую и столкнулся с новыми задачами и вызовами. Индустриям больше не нужны стандартные профессионалы, которых выпускали как с конвейера. Все ждут радикальных реформ в образовании, но стандарты меняются медленнее, чем окружающая действительность. Когда же мы увидим серьёзные изменения?

Автоматизация рынка труда. Конечно, буквально все рабочие функции роботы не заменят, но то, что значительная доля рутинного труда автоматизируется, — факт. Поэтому на первый план всё чаще выходят профессиональные качества, которые недоступны машинам: творчество, эмоциональный интеллект, умение сотрудничать. Перспективные профессиональные сферы будущего тоже связывают с человекоориентированными услугами и такими же навыками. Но классические образовательные программы этому, как правило, не учат. Они нацелены на развитие так называемых «твёрдых навыков» (hard skills), то есть прикладных узкопрофессиональных знаний и умений.

Растущая скорость обновления информации. «Твёрдые навыки», на обучение которым ориентированы традиционные образовательные программы, быстро устаревают. Мира, в котором можно было один раз выучиться, например, на инженера и потом всю жизнь работать на одном месте с тем же набором знаний, больше нет. Профессии и целые отрасли никогда ещё не менялись так быстро

Значит, важно учить людей прежде всего метанавыкам, которые позволят им потом быстро осваивать нужные прикладные узкопрофессиональные навыки. А они, в свою очередь, должны соответствовать тому, что важно для работы сейчас и станет важным завтра

Для этого мир образования должен быть очень тесно связан с той индустрией, где выпускникам придётся работать. Но традиционная система образования обычно построена на стандартах, которые учат «вчерашним» прикладным навыкам. Потому что их изменение — небыстрая бюрократическая процедура. И если образовательная система изолирована от индустрии, она не успевает отреагировать на инновации.

Демографические сдвиги и «смерть» старых профессий. Времена, когда студентами были только молодые люди, прошли. Концепция обучения на протяжении всей жизни (lifelong learning) привела к тому, что сейчас в одной группе студентов запросто могут оказаться и вчерашние одиннадцатиклассники, и те, кто окончил школу 20 лет назад. Одни и те же стандарты обучения неприменимы к людям разного возраста и с разным багажом знаний и опыта. Нужны более гибкие персонифицированные подходы.

Цифровизация знаний и технологий обучения. Традиционная учебная среда и традиционные учебные процессы теряют актуальность. Больше нет причин видеть в учителе главный источник информации — информацию можно найти много где ещё, причём порой даже более полную и интересную, чем то, что рассказывает преподаватель на лекции. Значит, роль учителей должна измениться.

Глобальные проблемы. Таких проблем сейчас много: климатический и экологический кризисы, развитие потенциально опасных технологий (например, генетического редактирования), непредсказуемая трансформация традиционных государственных и социальных институтов в результате цифровизации и так далее. Приблизиться к их решению можно лишь коллективными усилиями, а для этого важен развитый навык сотрудничества. Но традиционное образование фокусируется на индивидуальных достижениях: хороший ученик — тот, кто получает высокие оценки и занимает призовые места на олимпиадах и конкурсах. Фактически это развивает конкуренцию, а не сотрудничество.

Что такое экосистема простыми словами

Экосистема (англ. ecosystem) — это система, объединяющая все живые организмы, а также их взаимодействие с природой и между собой. Она не имеет конкретного размера. Всё зависит от изучаемого объекта, например, реки, дерева, целого океана или пустыни.

В экосистеме у каждого организма есть своё место. Если речь идет о небольшом озере, здесь следует рассматривать каждое из живых существ, обитающих в нём. Начинать можно с бактерией и заканчивать животными и многоклеточными растениями. Каждый из организмов не способен существовать без ряда объектов неживой природы, имеется в виду вода, воздух и солнце.

Кроме этого, развитие организмов напрямую зависит от состава воды. При влиянии на экосистему несвойственных ей организмов, могут возникнуть катастрофические последствия. Если в экосистеме появляются новые организмы, они в любом случае влияют на природный баланс. Например, после того, как в Австралию завезли лисиц, собак и кошек, некоторые сумчатые животные были полностью истреблены.

Обитатели каждой из экосистем тесно связаны друг с другом. Если один из видов обитателей пропадёт, значительные изменения произойдут во всей системе. Когда животным недостаточно света, воздуха или воды, они начинают вымирать. Большее количество животных не может нормально существовать без растений, а некоторые организмы не могут существовать без животных.

Функционирует система по одному механизму. Каждая её часть зависит от другой. Кроме этого, работают они одновременно. Чтобы природный баланс был соблюден, главная задача человека состоит в том, чтобы оберегать все живые существа. Последствием разрушения экологических систем являются природные катаклизмы, которые иногда наносят неоценимый вред человечеству.

Примечание В последнее время модно стало называть экосистемой крупную корпорацию, сочетающую в себе разные виды услуг. Например, в России такой можно выделить экосистему Сбербанк. В неё входят:

Банк;
Доставка еды;
Мобильная связь;
Образование;
Обучение;
Недвижимость;
Услуги для бизнеса;
И прочее;

Как купить акции Сбербанка;

Структура и главные составляющие

Экосистему составляют живые организмы и их неживая окружающая среда. Между ними происходит взаимодействие, которое обеспечивает стабильную и устойчивую систему. Примерами экологических сообществ выступают луг, пустыня, озеро или пруд.

Любая экосистема включает компоненты:

Абиотические. Выступают физической средой, которая оказывает воздействие на живые организмы, их строение, состояние и организацию. Абиотические составляющие представляют собой климатические (температура, свет, влажность) и эдафические (рельеф, минерализация, кислотность почвы) факторы.
Биотические. Представлены животными, растениями, а также бактериями, грибами и другими микроорганизмами. Биотические компоненты разделяют на три главные группы: продуценты (производят из неорганических веществ органические), консументы (фауна и паразитическая флора) и редуценты (грибы и бактерии).

Консументы — это хищные, травоядные и всеядные животные, а также насекомоядные растения. Для выживания им необходимы органические вещества, производимые продуцентами. Редуценты разрушают отмершие органические соединения консументов и продуцентов, из которых они получают пищу. При этом во внешнюю среду переходят простые компоненты, выступающие побочными продуктами метаболизма. Они воспроизводятся в результате циклического обмена веществ, который осуществляется между абиотическими и биотическими средами экологической системы.

Почвы включают большое количество минеральных и органических компонентов. Также в них содержатся живые организмы. Земля выступает для консументов главным источником питания и средой проживания. Важную роль в круговороте питательных веществ играет верхняя часть почвы с растениями.

Кислород и углекислый газ, выделяющиеся из атмосферы, необходимы для фотосинтеза. Между поверхностью планеты и атмосферой происходит круговорот воды. Из-за солнечного излучения атмосфера нагревается, вследствие чего испаряется вода. Для процесса фотосинтеза тоже необходима энергия света, которая влияет на рост растений и происходящие в них обменные процессы.

Большей части живых тканей характерен высокий процент содержащейся в них воды. Очень мало клеток выживает при снижении этого вещества. Большая часть погибает уже при показателе ниже 40%. Вода — это среда, через которую в растения поступают минеральные питательные компоненты. Она является незаменимым источником выживания животных, который образуется из атмосферных осадков.

Природным системам характерны длительные периоды существования. Для этого все составляющие должны работать правильно. Кроме того, для экологических сообществ важны процессы обмена и взаимодействие с окружающей средой. Хотя все системы индивидуальны, все они имеют структуру и составляющие.

Почему аквариум можно назвать моделью экосистемы

Аквариум является экосистемой. Ведь именно так мы называем сообщество животных и растений, существующее в определенных условиях.

Как и другие экосистемы, аквариум включает в себя несколько основных групп организмов, между которыми происходит непрерывный обмен веществ. Все подобные сообщества обладают определенным сходством.

Аквариум, по сути, является уменьшенной моделью гидро-экосистемы. Между аквариумом и природным водоемом, разумеется, существует множество различий, однако основные законы протекания всех процессов для них общие.

Для благополучного существования данной аквариумной экосистемы необходимо соблюдать ряд правил.

При подборе обитателей домашнего водоёма, необходимо научиться следить за тем, чтобы физические особенности и жизненные потребности одних питомцев не наносили ущерб другим.

Нельзя совмещать в одном аквариуме одновременно и водные растения, и рыб, которые их поедают.

То же касается рыб и хищников, которые на них охотятся.

Нельзя совмещать рыб с разными требованиями к среде обитания: освещению, температуре, составу воды.

Таким образом, важным условием продолжительного здоровья экосистемы является уравновешенный и разумный подбор обитателей аквариума по их функциональному назначению.

Составляющие аквариумной экосистемы

Грунт – почва, образующая дно водоёма. Грунт нужен для того, чтобы в нём росли растения. Грунт не должен иметь острых кромок, о которые могут пораниться рыбы. Грунт – это крупный песок. Чтобы положить его в аквариум, его промывают от грязи. Лучше всего ещё и прокипятить. Потом ещё раз промывают под краном и засыпают на дно аквариума.

Аквариумные растения и рыбки нуждаются в правильном освещении. Свет, которым освещена комната, для них недостаточен. Вот почему для освещения аквариума используют люминесцентные лампы и лампы накаливания. Светильники с люминесцентными лампами более яркие и потребляют меньше электроэнергии.

При слабом освещении растения плохо растут, при слишком ярком — их угнетают водоросли

Виды экосистем

Экосистемы могут быть разных размеров, существуют на различных пространствах, как на больших, так и на маленьких. Своя экосистема может быть под камнями, в небольших водоемах. Экологические системы могут охватывать огромные площади – леса, пустыни, степи. Технически, вся планета Земля представляет собой одну большую экосистему, общую для всех проживающих в ней существ.

Виды экосистем

Виды экосистем в зависимости от масштаба

Экосистемы бывают:

Микросистемы – небольшие экологические системы вроде маленьких водоемов, луж, отдельно взятых деревьев и так далее.
Мезоэкосистемы представляют собой экологические системы, охватывающие большие территории.
Биомы (макроэкосистемы) – огромная экологическая система, а также совокупность экосистем, факторы которых аналогичны друг другу. Бывают обширные тропические леса, в которых располагаются миллионы животных, объекты неживой природы вроде озер.

Экосистема озера соседствует и взаимодействует с экосистемами окружающего её леса и другими экосистемами Ни одна экосистема не обладает четко очерченными границами. Часто каждую систему отделяет определенный барьер: пустыни, архипелаги, реки, так далее. Так как нет четких границ, то экологические системы плавно переходят одна в другую. Именно поэтому в озерах может совмещаться несколько маленьких экосистем одновременно. При этом у каждой экосистемы получатся уникальные характеристики, отличающие ее от других. Подобные смешения экосистем называются экотонами.

Виды экосистем в зависимости от типа возникновения

Существуют определенные экосистемы, их можно различить по типу появления. Они чаще всего естественного происхождения, но бывают и искусственно созданные.

Естественная экосистема – созданная природой. К ней можно отнести леса, озера, моря и так далее.
Искусственные экосистемы создает сам человек: различные огороды, сады, т. д.

Интересно: Экватор Земли: характеристика, окружность в км, климат и страны