Властивості та характеристики екосистем. Навчальний проєкт "Дослідження особливостей структури місцевих екосистем (природних чи штучних)"

Екосистемами є й біосфера, й окремий ліс, і окрема калюжа, й оброслий мохом пеньок, тобто як за розмірами, так і за складом екосистеми дуже різні. А чи різними вони будуть за функціонуванням? Що є спільного й відмінного у функціонуванні карпатського пралісу й пенька?

ЗМІСТ

Які функції, властивості та ознаки є спільними для екосистем?

ФУНКЦІОНУВАННЯ ЕКОСИСТЕМИ - це сукупність екологічних процесів, що завдяки внутрішнім й зовнішнім екологічним зв'язкам забезпечують існування та розвиток екосистеми в часі. Процеси зв'язування, перетворення й накопичення сонячної енергії, поглинання й передача поживних речовин ланцюгами живлення, нагромадження й вивітрювання гірських порід - ці та багато інших важливих для біосфери явищ відбуваються в конкретних екосистемах. І саме у функціонуванні екосистем проявляється їхня головна еволюційно вихідна спільна функція - засвоєння, перетворення й передача речовин, енергії та інформації.

Функціонування екосистем відбувається завдяки структурним внутрішнім зв'язкам між компонентами та зовнішнім зв'язкам між екосистемами. Усім екосистемам притаманні й спільні властивості, а саме:

• цілісність - властивість, що забезпечується тісними зв'язками організмів між собою та середовищем існування; спільним і загальним інтегруючим чинником екосистем, що об'єднує їхні складники в єдину систему, є потік речовин, енергії та інформації;

• стійкість - властивість, що є результатом тривалої та глибокої коеволюції живих організмів та їх усталених відносин з компонентами неживої природи;

• саморегуляція - властивість відновлювати динамічну рівновагу, що проявляється в коливаннях кількісних та якісних показників біопродуктивності, способів і швидкості біогенного кругообігу речовин і потоків енергії навколо певних оптимальних значень (наприклад, масове розмноження гризунів призводить до збільшення чисельності хижаків і паразитів, які зменшують чисельність популяції, а це веде до зменшення популяції хижаків, і динамічна рівновага в біоценозі відновлюється);

• самоорганізація системи - це властивість екосистеми впорядковувати внутрішню структуру і функціонування, що забезпечується механізмами саморегуляції.

Спільними ознаками екосистем, що зазвичай використовують для її екологічної характеристики, є:

• а) видова різноманітність і склад живих організмів;

• б) структура екосистеми, тобто співвідношення в екосистемі різних груп організмів;

• в) біологічна продуктивність, що оцінюється за розмірами первинної та вторинної біомаси;

• г) ланцюги живлення та розгалуженість трофічної мережі, що забезпечують потік енергії через екосистему та швидкість кругообігу речовин;

• д) мінералізація органічних решток.

Отже, екосистеми, незважаючи на свою різноманітність, мають подібні структуру, функції, властивості й ознаки, що визначаються їх походженням та еволюційним призначенням.

Під час дослідження екосистем характеризують:

• видовий чи популяційний склад і кількісне співвідношення видових популяцій;

• абіотичні умови та ресурси, що властиві даній системі;

• сукупність усіх зв’язків, у першу - ланцюгів живлення, співвідношення організмів з різним типом живлення;

• розмір первинної і вторинної продукції;

• просторовий розподіл окремих елементів;

• швидкість колообігу.

За розмірами розрізняють типи екосистеми:

• мікроекосистеми (трухлявий пень, мурашник, мертві стовбури дерев);

• мезоекосистеми, або біогеоценози (ділянка лісу, озеро, водосховище);

• макроекосистеми (континент, океан);

• глобальною екосистемою - охоплюють величезні території чи акваторії, що визначаються характерними для них макрокліматами і відповідають цілим природним зонам (екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, листяних і мішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, морські екосистеми, а також біосфера нашої планети).

За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на:

• природні - у промислове розвинутих країнах екосистем не захоплених людською діяльністю майже не залишилося, хіба що в заповідниках;

• антропогенно-природні - лісові насадження, луки, ниви хоча й складаються, майже, виключно з природних компонентів, але створені і регулюються людьми;

• антропогенні - переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом є міста, промислові вузли, села (в межах забудови), кораблі тощо

Як організовується потік речовин, енергії та інформації в екосистемі?

Всередині екосистеми обмін речовин та енергії здійснюється завдяки діяльності продуцентів, консументів і редуцентів, пов'язаних між собою найрізноманітнішими зв'язками, визначальними серед яких є трофічні. Наприклад, у лісі гусінь споживає листя, їх поїдають синиці, на яких полює яструб. Така послідовність називається ланцюгом живлення, а кожна його ланка - трофічним рівнем.

Іл. Ланцюги живлення: 1 - пасовищний; 2 - детритний

За джерелом надходження енергії до консументів ланцюги живлення поділяють на пасовищні та детритні. Пасовищні (або ланцюги виїдання) - це ланцюги, які починаються із зелених рослин і завершуються редуцентами (наприклад, трава - зелений коник - ящірка - яструб). Детритні (або ланцюги розщеплення) - це ланцюги, які починаються з мертвої органічної речовини (решток) і продовжуються безпосередньо редуцентами (наприклад, опале листя - дощовий черв'як - кріт - лисиця) (іл. )

Іл. Трофічна мережа широколистого лісу

У будь-якій екосистемі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а формують трофічну мережу (іл.).

Отже, функціонування екосистем забезпечується трофічними зв'язками, що поєднують продуцентів, консументів й редуцентів у ланцюги й мережі живлення.

Виконати навчальний проект "Дослідження особливостей структури місцевих екосистем (природних чи штучних" ) .

Навчальний проєкт №2
Тема: Дослідження особливостей структури місцевих екосистем (природних чи штучних).

Мета: ознайомитись та дослідити особливості структури місцевої екосистеми, визначити тип екосистеми, можливість її трансформації.

Завдання:

1. Вступ ( актуальність роботи над обраною екоистемою).

2. Основна частина.

1. Вказати тип екоситсеми за розмірами та ступенем трансформації людської діяльності.

2. Визначити особливості структури екосистеми ( вибраної вами):

- Абіотична частина _______________________________

- Біотична частина ________________________________

3. Скласти декілька ланцюгів живлення в екосистемі різних типів (вибраної вами)..

4. Скласти схему трофічної сітки в екосистемі (вибраної ).

5. Підсумок (відповідно до мети роботи).

Довідкові матеріали:

1. Види місцевих екосистем: ліс, річка, озеро, сад, акваріум, поле.

2. Приклади трофічної сітки різних екосистем.