Искусственная экосистема - это антропогенная, созданная человеком экосистема. Для нее справедливы все основные законы природы, но в отличие от природных экосистем она не может рассматриваться как открытая. Создание и наблюдение за малыми искусственными экосистемами позволяет получить обширную информацию о возможном состоянии окружающей среды, вследствие крупномасштабных воздействий на нее человека. С целью производства сельскохозяйственной продукции человеком создается неустойчивая, искусственно созданная и регулярно поддерживаемая агроэкосистема (агробиоценоз) - поля, пастбища, огороды, сады, виноградники и др.

Отличия агроценозов от естественных биоценозов: незначительное видовое разнообразие (агроценоз состоит из небольшого числа видов, имеющих высокую численность); короткие цепи питания; неполный круговорот веществ (часть питательных элементов выносится с урожаем); источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека (мелиорация, орошение, применение удобрений); искусственный отбор (действие естественного отбора ослаблено, отбор осуществляет человек); отсутствие саморегуляции (регуляцию осуществляет человек) и др. Таким образом, агроценозы являются неустойчивыми системами и способны существовать только при поддержке человека. Как правило, агроэкосистемы характеризуются высокой продуктивностью по сравнению с природными экосистемами.

Урбосистемы (урбанистические системы) -- искусственные системы (экосистемы), возникающие в результате развития городов, и представляющие собой средоточие населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов и т.д.

В их составе можно выделить следующие территории:промышленные зоны, где сосредоточены промышленные объекты различных отраслей хозяйства и являющиеся основными источниками загрязнения окружающей среды; селитебные зоны(жилые или спальные районы) с жилыми домами, административными зданиями, объектами быта, культуры и т.п); рекреационные зоны, предназначенные для отдых людей (лесопарки, базы отдыха и т.п.); транспортные системы и сооружения, пронизывающие всю городскую систему (автомобильные и железные дороги, метрополитен, заправочные станции, гаражи, аэродромы и т.п.). Существование урбоэкосистем поддерживается за счет агроэкосистем и энергии горючих ископаемых и атомной промышленности.

Экосистема - это совокупность живых организмов, обменивающихся непрерывно веществом, информацией и энергией друг с другом и окружающей средой. Энергию определяют как способность производить работу. Ее свойства описываются законами термодинамики. Первый закон термодинамики или закон сохранения энергии утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

Второй закон термодинамики гласит: при любых превращениях энергии часть ее теряется в виде тепла, т.е. становится недоступной для дальнейшего использования. Мера количества энергии, недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия.

Самопроизвольные процессы ведут систему к состоянию равновесия с окружающей средой, к росту энтропии, производству положительной энергии. Если неживую неуравновешенную с окружающей средой систему изолировать, то всякое движение в ней скоро прекратится, система в целом угаснет и превратится в инертную группу материи, находящуюся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, то есть в состоянии с максимальной энтропией.

Это наиболее вероятное для системы состояние и самопроизвольно без внешних воздействий она выйти из него не сможет. Так, например, раскаленная сковорода остыв, рассеяв тепло, сама уже не нагреется; энергия при этом не потерялась, она нагрела воздух, но изменилось качество энергии, она уже не может совершать работу. Таким образом, в неживых системах устойчиво их равновесное состояние.

У живых систем есть одно принципиальное отличие от неживых систем - они совершают постоянную работу против уравновешивания с окружающей средой. В живых системах устойчиво неравновесное состояние. Жизнь - это единственный на Земле естественный самопроизвольный процесс, в котором энтропия уменьшается. Это возможно потому, что все живые системы являются открытыми для обмена энергией.

В окружающей среде есть огромное количество даровой энергии Солнца, а в составе самой живой системы есть компоненты, обладающие механизмами для улавливания, концентрирования и последующего рассеивания этой энергии в окружающей среде. Рассеивание энергии, то есть увеличение энтропии, - это процесс, характерный для любой системы, как неживой, так и живой, а самостоятельное улавливание и концентрирование энергии - это способность только живой системы. При этом происходит извлечение порядка, организации из окружающей среды, то есть выработка отрицательной энергии - негоэнтропии. Такой процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией. Он ведет к уменьшению энтропии живой системы, противодействует ее уравновешиванию с окружающей средой.

Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема, поддерживает свою жизнедеятельность благодаря, во-первых, наличию в окружающей среде избытка даровой энергии; во-вторых, способности эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав - рассеивать в окружающую среду состояния с низкой энтропией.

Улавливают энергию Солнца и превращают ее в потенциальную энергию органического вещества растения - продуценты. Энергия, полученная в виде солнечной радиации, в процессе фотосинтеза преобразуется в энергию химических связей.

Доходящая до Земли энергия Солнца распределяется следующим образом: 33 % ее отражается облаками и пылью атмосферы (это так называемое альбедо или коэффициент отражения Земли), 67 % поглощается атмосферой, поверхностью Земли и океаном. Из этого количества поглощенной энергии лишь около 1 % расходуется на фотосинтез, а вся остальная энергия нагрев атмосферу, сушу и океан, переизлучается в космическое пространство в форме теплового (инфракрасного) излучения. Этого 1 % энергии достаточно для обеспечения ей всего живого вещества планеты.

Процесс аккумуляции энергии в организме фотосинтетиков сопряжен с увеличением массы организма. Продуктивность экосистемы - это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза, образуя органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи. Массу веществ, созданных продуцентом - фотосинтетиком, обозначают как первичную продукцию, это биомасса растительных тканей. Первичная продукция подразделяется на два уровня - валовую и чистую продукцию. Валовая первичная продукция- это общая масса валового органического вещества, создаваемая растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты на дыхание (часть энергии, которая расходуется на процессы жизнедеятельности; это ведет к уменьшению биомассы).

Та часть валовой продукции, которая не израсходована «на дыхание» называется чистая первичная продукция. Чистая первичная продукция - это резерв, из которого часть используется в качестве пищи организмами - гетеротрофами (консументами I порядка). Полученная гетеротрофами с пищей энергия (так называемая большая энергия) соответствует энергетической стоимости общего количества съеденной пищи. Однако эффективность усвоения пищи никогда не достигает 100 % и зависит от состава корма, температуры, сезона и других факторов.

Функциональные связи в экосистеме, т.е. ее трофическую структуру, можно изобразить графически, в виде экологических пирамид. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни образуют этажи и вершину пирамиды. Известно три основных типа экологических пирамид.

Пирамида чисел (пирамида Элтона) отражает численность организмов на каждом уровне. Данная пирамида отражает закономерность - количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается.

Пирамида биомасс четко указывает на количество всего живого вещества на данном трофическом уровне. В наземных экосистемах действует правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю биомассу хищников. Для океана правило пирамиды биомасс недействительно - пирамида имеет перевернутый вид. Для экосистемы океана характерно накапливание биомассы на высоких уровнях, у хищников.

Пирамида энергии (продукции) отражает расходование энергии в трофических цепях. Правило пирамиды энергии: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии), больше, чем на последующем.

Экосистема как совокупность живых организмов, сосуществующих в определенной среде обитания, взаимодействующих между собой путем обмена веществами и энергией, не смогла в полной мере удовлетворить потребности человека. Ибо не все организмы, по его представлению, полезны. Человек не хочет быть частью системы, он хочет управлять ею, стать вровень с законами природы, получать больше, чем должен энергии и пищи. Так, наряду с природной, а часто и вместо нее, появилась экосистема искусственная или созданная человеком. Ее основной задачей стало изменение видового состава в пользу растений и животных, максимально соответствующих требованиям человека. Со временем он стал менять и условия среды обитания, добавляя в нее те элементы, которые бы способствовали росту и развитию интересующих его живых организмов и соответственно угнетали не интересующие.

Таким образом, характеризуется искусственная экосистема, получившая название агробиоценоз, повышенной урожайностью для растительного мира и продуктивностью для животного, тех сортов и видов, которые заранее определены человеком как приоритетные, культивируемые или культурные. С появлением технических возможностей влияния или управления абиотическими факторами, то есть окружающей средой, система получила более широкое понятие – агробиогеоценоза.

Подвергшись такому активному влиянию, естественные экосистемы, претерпели существенные изменения и превратились в искусственные.

Теперь они не обладают таким широким разнообразием видов, часто количество видов сокращено до минимума – одного или двух. Вследствие чего она перестала саморегулироваться, самовосстановливаться и быть устойчивой. Для того чтобы существовать, ей необходимо постоянное вмешательство человека.

Растения и животные, которым созданы идеальные или оптимальные условия для роста и количественного увеличения, самостоятельно питаться и выживать в борьбе с другими видами не могут. В настоящее время около 10% суши Земли занято агросистемами, на которых ежегодно выращивается до 2,5 млрд. тонн сельскохозяйственной продукции или 90% энергии. В то же время виды и сорта конкуренты угнетаются или уничтожаются, в целях обеспечения комфортных условий для искусственно выращиваемых. Нарушается пищевая или трофическая цепь, а это уже влечет исчезновение растений и животных, которые не являются конкурентами для культивируемых. Экосистема перестает быть системой как таковой и с первой оплошностью или недостаточным вниманием человека, погибает. Примеров тому достаточно.

Для создания и поддержания агроценозов человек применяет определенный комплекс мер и мероприятий. Это: выведение сортов и видов с заранее установленными характеристиками, применение специально разработанных систем и продуктов питания, обработка почвы, ее мелиорация или орошение, внесение удобрений и подавляющих веществ.

Примеры и история возникновения

Как пример, искусственной экосистемы – огород, сад или приусадебный участок; животноводческая ферма; поле, отведенное для выращивания определенного сорта сельскохозяйственной культуры; озеро – для промышленного разведения рыбы и рукотворный водоем для содержания экзотических рыб, моллюсков, ракообразных, растений и животных. Последним является огромный океанариум или обычный домашний аквариум – маленькая искусственная экосистема.

Моделирование экосистем в искусственном замкнутом водоеме занимается аквариумистика. У нее разные цели и направления – это научное изучение, выращивание культур и разведением живых организмов в коммерческих целях, декоративное и другие.

Заниматься такой деятельностью люди стали с незапамятных времен. Первые бассейны со специально выведенными цветными рыбками были в Египте и Китае. Первые прообразы современных аквариумов появились в 1843 году. Их автором была Жанна Вильпре-Пауэр. Первый аквариум, в котором одновременно содержались рыбы и подводные растения появился в 1841 году.

Основным направлением деятельности всех видов аквариумистики является селекция и выведение новых видов и сортов подводной флоры и фауны. Хотя сохранение и изучение их также имеет большое значение, особенно, в научном ее направлении. Конечно, есть еще коммерческая аквариумистика, основная цель которой – получение прибыли. Но и она способствует целям сохранения, изучения и селекции, хотя незаконная ее часть – браконьерство, имеет, несомненно, отрицательный характер.

Виды и основные характеристики

Экосистема аквариума или прозрачной емкости, заполненной водой и предназначенной для содержания живых организмов, формируется на основании нескольких условий, это объем сосуда и характеристика воды.

По объему аквариумы подразделяют на: домашние – до 1 куб. м. воды и публичные, которые могут быть более 3000 куб. м. К последним, относится емкость в китайском парке развлечений города Чжухай. Ее объем 22,7 тыс. куб. м. Определенных требований к размерам емкости нет. При определении необходимого размера, исходят из природы обитания живых организмов, планируемых разместить в аквариуме. Особенность одна – чем больше объем аквариума, тем ближе созданная в нем экосистема к природной, а, значит, она более устойчива, может саморегулироваться и самоочищаться.

Вторым критерием является характеристика воды. В связи с тем, что экосистема аквариума может состоять из любых видов водной флоры и фауны, то по месту жительства, они различаются на пресноводных и морских. Это могут быть: рыбы, растения, моллюски, ракообразные, рептилии, земноводные, кораллы и так далее.

По составу воды создают экосистемы: пресноводные, солоноватые и морские. Первый вид подразделяется на псевдоморе, который не содержит растений и рыб, имеет жесткую воду и наполняется камнями и цихлидами, за счет чего и напоминает морские коралловые рифы; и голландский, заселяемый растениями. Второй, солоноватый, подразделяется на морской вид и мангровые заросли. Самый сложный в содержании – морской аквариум. Вода должна быть свежей и содержать большое количество морской соли. В емкости должны создаваться искусственные течения. Подразделяют этот вид на рыбный и рифовый.

Емкости для аквариумов должны отвечать ряду требований. Они должны быть прочны и прозрачны. По конструкции они могут быть бескаркасные, каркасные и бесшовные.

Для контроля абиотических факторов, хотя при условии искусственности их создания – по воле человека, скорее можно назвать антропогенными, экосистемы и обеспечения ее правильного функционирования применяют: аэраторы, фильтры, термометры и тому подобное.

Объем емкости, техническое оборудование, состав воды и другое оснащение аквариума зависит от его назначения. Оно бывает декоративным и специальным.

Флора и фауна

Животный и растительный мир, формирующий в аквариуме маленькую искусственную экосистему, составляется по приоритетам и желаниям человека и задачами перед ним ставящимися.

Рыбы наиболее распространенные обитатели аквариумов всех типов, видов и направлений. Их сортовое разнообразие достигает нескольких тысяч видов. Наиболее известны и популярны: харациновые, карповые, пецилиевые, лабиринтовые и сомовые. Из рептилий в аквариумах содержат водных черепах. Земноводных представляют аксолотли, шпорцевые лягушки и тритоны. Моллюски – это, конечно, улитки, но могут содержаться и перловицы. С развитием технологий и следуя моде, в настоящее время, в аквариумах все чаще можно встретить ракообразных. Таких как: флоридские красные и австралийские синие раки, а также креветок – Амано и вишневых.

Каким бы ни был по величине огромный океанариум или комнатный аквариум – это маленькая искусственная экосистема, агроценоз, в котором ограниченное количество видов растений и животных, что не дает ему возможности самостоятельно существовать, обновляться, регулироваться, а, значит, он очень уязвим и подвержен гибели. Это же правило относится к любой искусственно созданной системе. Ее гибель полностью на совести того, кто ее создал.

Видео — Экосистема аквариума

Цель: охарактеризовать особенности состава и протекающих процессов в искусственной экосистеме.

Вопросы входного контроля:

1. Что такое экологическая пирамида и каковы направления естественного отбора на каждой ее ступени?

2. Каково значение для устойчивости биогеоценоза его видового разнообразия?

3. Какие показатели действия абиотических факторов могут угнетать жизнедеятельность растений или животных?

Общие сведения: Экосистема , или экологическая система (от др.-греч. οἶκος - жилище, местопребывание и σύστημα - система) - биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии. Пример экосистемы - пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрациярастворенныхгазов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статусводоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы - лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Немаловажным аспектом, позволяющим определять типы и границы экосистем, является трофическая структура сообщества и соотношение производителей биомассы, её потребителей и разрушающих биомассу организмов, а также показатели продуктивности и обмена вещества и энергии.

Искусственные экосистемы - это экосистемы, созданные человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные системы или Биосфера.

Искусственные экосистемы имеют тот же набор компонентов, что и естественные: продуценты, консументы и редуценты, но есть существенные отличия в перераспределении потоков вещества и энергии. В частности, созданные человеком экосистемы отличаются от естественных следующим: меньшим числом видов и преобладанием организмов одного или нескольких видов (низкая выравненность видов); невысокой устойчивостью и сильной зависимостью от энергии, вносимой в систему человеком; короткими цепями питания из-за небольшого числа видов;

незамкнутым круговоротом веществ вследствие изъятия урожая (продукции сообщества) человеком, тогда как естественные процессы наоборот стремятся включить в круговорот как можно большую часть урожая. Без поддержания энергетических потоков со стороны человека в искусственных системах с той или иной скоростью восстанавливаются естественные процессы и формируется естественная структура компонентов экосистемы и вещественно-энергетических потоков между ними.

Оборудование: карточки с изображением искусственных экосистем.

Порядок выполнения работы:

Рассмотрите выданный вам объект и выявите наиболее очевидные взаимодействия в экосистеме, отметьте те факторы среды, которым они соответствуют.

Ответьте на вопросы:

1. Какое значение для организмов имеют другие живые организмы, обитающие рядом?

2. Назовите животных – обитателей экосистемы. Каким образом они связаны с растительным миром экосистемы? Возможно ли их существование без растений?

3. Какие изменения могут возникнуть в экосистеме, если по каким-то причинам погибнут водоросли и высшие растения?

4. Какие организмы служат основой многих цепей питания в данной экосистеме?

5. Каким образом проявляется правило экологической пирамиды в данной экосистеме?

6. Какие еще виды отношений, кроме пищевых, существуют в экосистемах?

7. Каким образом один вид может обеспечивать распространение другого или других видов?

Экосистема – это, грубо говоря, совокупность представителей живой природы и условий их проживания, объединенных между собой информацией, веществами и энергией.

Термин «экосистема» был предложен в 1935 году ученым-ботаником. Это определение не входило в рамки признаков по величине размеров, рангов или типу происхождения. Автор термина – англичанин А. Тенсли, всю свою жизнь посвятивший изучению процессов ботаники.

Виды экосистем могут быть различные, есть определенная классификация и схема подразделения их, как составляющих биосферы . Например, если судить по происхождению этих объектов, типы экосистем можно подразделить на природные и антропогенные.

Понятие экосистемы – важнейшая часть природного комплекса, составляющего географическую и биологическую оболочки планеты Земля. Здесь речь идет обо всех компонентах, из которых они складываются: почва, воздух, водные ресурсы, флора и фауна.

Артур Тенсли

Быстрая навигация по статье

Общая концепция понятия

Что такое экосистема? Что входит в это понятие? Значение слова объясняется довольно просто: это система, заселенная живыми организмами в естественных для них условиях обитания, внутри которой происходит постоянный обмен информацией и энергией.

Владимир Николаевич Сукачев Есть разные типы экосистем, однако общий принцип одинаков: в ней есть биотоп – региональный компонент, имеющий одинаковый ландшафт, местность, климат, и биоценоз – обитатели группы, постоянно проживающие в данном биотопе. Раздельно эти два понятия рассматривать просто не имеет смысла, так как биотоп и биоценоз не существуют отдельно друг от друга. А вот они вместе образуют природную схему, под названием биогеоценоз . Это понятие ввел в научный обиход ученый-биолог В.Н. Сукачев.

Поскольку природные системы способны существовать очень длительное время, для них важна слаженная работа всех составляющих, правильные обменные процессы, а также взаимодействие с окружающей средой – для освобождения накопившейся энергии и подпитки извне. Разнообразие экосистем велико, каждая из них индивидуальна, но все они имеют общие факторы – построение и составляющие.

Экосистемой называют отдельную структурную единицу, объединяющую биотические и абиотические факторы , которая имеет свою линию саморазвития, обеспечения жизненно важными материалами и определенную организацию.

Типы экосистем

Системы обмена различными веществами могут быть разных видов.

Какие бывают экосистемы по источнику происхождения компонентов? Их всего две: природные и искусственные .

Живая группа представляет собой полностью автономный комплекс живых организмов, обитающих в комфортных условиях. В такой структуре все ее составляющие выполняют свою функцию самостоятельно, без какого-либо вмешательства извне. Подобная концепция экосистемы носит название естественной или природной.

А вот антропогенные группы в биологии имеют полностью искусственное происхождение, часто их именно так и называют – искусственными. Каковы существенные признаки такой системы? Все очень просто: они были созданы искусственно, человеком. Обитатели экосистемы здесь не могут сами обеспечить необходимый обмен информацией и собственные условия проживания, все это поддерживается извне.

Теперь рассмотрим подробнее, в чем различие этих двух видов.

Естественная

Естественные экосистемы дополнительно подразделяются по методу получения энергии извне. Одна группа является полностью зависимой от энергии солнца, вторая – получает питание не только от солнечного светила, но и из других источников дополнительно.

Экология сообществ и экосистем, на сто процентов зависящих от небесного светила, не особенно продуктивна в плане переработки веществ, однако обходиться без них невозможно. Функции экосистемы подобного типа формируют климат на планете и общее состояние воздушного слоя вокруг Земли. Обычно природные комплексы существуют в своем естественном виде, занимают большие территории, такие, какими они были созданы.

Природные биомы подразделяют на три основные группы:

1. Наземная,
2. Пресноводная,
3. Морская.

Глубоководная котловина Черного моря – пример морского биома

Каждая из них основана на естественных и экологических факторах, а их совокупная работа является главным условием возникновения и существования глобальной экосистемы. Данные типы умышленно разбиты в экологии по условиям существования – таким образом единая экосистема слагается из основных возможных сред обитания в природных условиях. В данном контексте будут, безусловно, интересны примеры экосистем из каждой группы.

Наземные

Крупные наземные экосистемы, известные как естественные:

• тундра,
• хвойный лес,
• пустыня,
• саванна.

Тундра

Таких представителей достаточно много, общий смысл их понятен: это природная система, расположенная на земле и полностью самостоятельно функционирующая.

Пресноводные

Пресноводная группа более разнообразна и включает в себя еще несколько отдельных типов:

1. Лентические экосистемы . К ним относят объекты со стоячей водой, чаще всего это пруды или озера. Подвержены стратификации, поскольку вода в таких водоемах практически не движется – кроме небольших по времени, сезонных периодов. Поэтому подобные биомы, хотя и важны для экологии планеты, но по действию своему довольно статичны и имеют длительный срок обменных процессов.
2. Лотические экосистемы . Здесь как раз наоборот – речь идет о текучих водах: различные виды рек, ручьи и тому подобные. Благодаря своему основному свойству – течению – такие группы более активны, чем предыдущие. Из-за того, что воды не застаиваются, здесь более объемный обмен между водой и сушей, а также равномерный круговорот кислорода по всей площади.
3. Заболоченные естественным образом водоемы . То есть, собственно, сами болота и их разновидности. Различаются по признаку расположения: могут быть низинными – их основа это подземные воды, или верховыми – образованными где угодно, даже после проливных дождей или других природных катаклизмов.

Верховое, переходное и низинное болота в пойме рр. Манкурка и Боровая — болотный комплекс верхового типа

Концепция функционирования у пресноводных биомов совершенно аналогичная наземным: совокупность живых организмов в своей природной среде обитания, выполняющих обменные процессы внутри экологического комплекса.

Морские

Морской тип, соответственно, включает в себя:

• океаны,
• моря,
• шельфовые воды,
• другие водоемы с морской водой.

Тихий океан - самый большой по площади и глубине океан на Земле

Это – основные типы естественных систем. Однако, в природе встречаются и некоторые другие – их количество настолько мизерное, что освещать их нет смысла.

Каждая из природных систем обладает собственным климатом, растительностью и животным миром.

Искусственная

Однако живая экосистема не всегда может полностью функционировать самостоятельно, зачастую при потере хотя бы одного из ключевых факторов она обречена на гибель. Жизнь экосистемы будет постепенно угасать, выводя из цепочки очередные ее звенья до тех пор, пока она не перестанет функционировать совсем.

Так происходило в ранние периоды развития природных процессов, до тех пор, пока в их естественное течение не вмешался человек. Именно с его участием и были созданы, так называемые антропогенные природные комплексы – их также называют искусственными.

Такие виды экосистем на деле очень похожи, имеют одинаковый принцип действия и смысловую нагрузку, главной особенностью искусственного типа является то, что основная, решающая роль в ней принадлежит вмешательству извне.

Пример экосистемы антропогенного типа найти не сложно – они везде.

Возьмем сельское или фермерское хозяйство. С одной стороны, все процессы в них происходят естественным образом: семена растений созревают под воздействием солнечного ультрафиолета и обмена веществ почв, воздуха и осадков. Но в то же время, человеческая составляющая влияния здесь неотъемлема: аграрная обработка почв, уничтожение вредителей, сбор урожая – каждый фактор играет существенную роль в жизни этого комплекса, и он не может быть обеспечен природой самостоятельно.

Фермерское хозяйство в Тюменской области

Говоря об искусственных комплексах, нельзя упустить из виду городские и промышленные экосистемы. Это яркие примеры антропогенных групп.

В частности, городские экосистемы возникали в последнее время в процессе урбанизации населения – из сельскохозяйственных угодий жители перебирались в города, создавая крупные, в том числе и промышленные центры. Последние имеют огромный негативный вклад в экологию всей нашей планеты.

Индустриально загрязненные города – настоящая угроза экологическому состоянию Земли, всех ее сфер. Они не только убивают возможность протекания естественных процессов в природе, но и оказывают свое вредное воздействие на прилегающие к ним регионы, постепенно выживая натуральную природную среду.

Яркий пример промышленных экосистем – район Донбасса и ему подобные. По сравнению с ними обыкновенные городские экосистемы – хоть и искусственные, но не насколько угрожающие для экологии.

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.

Экосистема - это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды. Экосистемами являются, например, муравейники, участок леса, территория фермы, кабина космического корабля, географический ландшафт или даже весь земной шар. Сельское подворье следует также отнести к экосистемам. Сельское подворье, или агроэкосистема - это антропогенные (т. е. созданные человеком) экосистемы. Человек определяет структуру и продуктивность такой экосистемы: он распахивает часть земли и высевает сельскохозяйственные культуры, разводит сельскохозяйственных животных.

Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник энергии - солнце. дополнительная энергия, которую использует человек при обработке почвы и которая затрачена на производство тракторов, удобрений, пестицидов и т. д. , не превышает 1% от солнечной энергии, усваиваемой агроэкосистемой. Агроэкосистема - это не только экологическое единство разных организмов и условий среды, но и сельскохозяйственное предприятие.

Как и естественная экосистема, агроэкосистема состоит из организмов трёх основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов. Экосистема- это совокупность сообщества живых организмов с неживыми компонентами среды.

Растительный и животный мир участка тесно связан с компонентами неживой природы: почвой (её химическими составом, количеством питательных веществ, структурой и т. д.) влагой (естественными осадками и поливом) и состоянием атмосферного воздуха.

Каждая экосистема характеризуется составом, структуру определенным соотношениям энергии, химических веществ и организмов.

Основным источником энергии на нашем подворье является солнечная энергия. Она усваивается растениями и идёт на нагревания почвы, строений, на испарение влаги. Есть и дополнительные источники энергии - это электричество и энергия органического топлива (в основном дров). При сгорании топлива выделяется не очень большое количество углекислота газа, которое вполне может быть усвоено растениями участка. Избыток тепловой энергии рассеивается в атмосфере.

Солнечную энергию усваивают продуценты - растения. Человек выращивает растения для своих нужд, т. е. большое количество органического вещества используются в пищу человеком, часть поедается насекомыми и другими организмами, часть ежегодного отмирает и перегнивает.

Сельское подворье- это искусственная экосистема. Основным консументом в ней является человек и домашние животные. А все другие животные организмы (насекомые, мелкие грызуны) становятся его пищевыми конкурентами и обычно считаются вредителями. С ними человек борется. На самом деле они тоже нужны в экосистеме, важно только регулировать их численность.

Они построены по тем же правилам, что и пищевые цепи естественных экосистем. Конечно, они не отражают все типы взаимоотношений животных участка, их связи с растениями, но показывают, какими животными организмами представлены продуценты, консументы, редуценты.

Экосистемный анализ сельского подворья.

Продуценты.

На участке большая часть территории (20 соток) летом занята посадками картофеля, меньшая часть(10 соток) - плодово-ягодными растениями (кустарниками и деревьями): черемуха, ранетка, облепиха, ирга, смородина, малина; овощными культурами: перед, чеснок, горох, свекла, дыни, огурцы, арбузы, тыквы, кабачки, помидоры, декоративные деревья и кустарники: клен, акация, ель, тополь, сирень.

Их состав остаётся довольно постоянным.

Продуцентами являются и спутники культурных растений - сорняки. По всему участку растут сорняки: марь белая, щирица запрокшутая, бодяк полевой, пырей ползучий, польинь горькая, полынь чернобыльник, сурепка дикая, редька дикая.

На территории подворья имеются различные жизненные формы растений, что способствует существованию разнообразных животных.

Растительность сельского подворья - это и местообитание, и пища для животных, а чем разнообразнее экосистема, тем она устойчивее.

Консументы.

Животные - детритофаги размельчают растительные остатки и облегчают деятельность бактерий. Особенно важна роль дождевых червей. Прошедшая через пищевую систему дождевого червя почва с растительными остатками склеивается в плотные комочки, что улучшает её структуру. Эти комочки обогащаются калием, фосфором и азотом в форме соединений, доступных растениям. Кроме того, черви своими ходами разрыхляют почву и облегчают проникновение в неё корней. В хорошо унавоженной почве биомасса червей может составлять до 10 -20 т на 1 га. Существуют специальные фермы (в Америке), где разводят дождевых червей, которых вносят на поля для повышения урожая.

На нашем подворье живут различные животные: млекопитающие, птицы, (домашние и дикие), пресмыкающиеся, земноводные, моллюски, клещи, пауки, насекомые. Млекопитающие: корова, теленок, овцы, мыши, крысы, кошка, собака.

Наибольшее количество видов характерно для группы насекомых. Это связано с большим количеством разных растений. К тому же многие культурные виды растений менее устойчивые по отношению к насекомым, чем их дикорастущие родственники.

На грядке, где растет только один сорт культурных растений, размножается большое количество насекомых.

В большом количестве встречается колорадский жук, т. к. картофель выращивается ежегодно и занимает большую часть участка, встречаются и личинки жука - щелкуна.

На капусте - капустная белянка, капустная совка, крестоцветные блошки, крестоцветные клопы. На луке - луковая мука, на декоративных цветущих растениях - жуки - цветоеды.

Из полезных насекомых можно встретить наездников - рогохвостов, мух - тахин, златоглазку, на посадках картофеля в больших количествах размножается божья коровка/

Важную роль в поддержании равновесия в экосистеме участка играют птицы. Постоянно гнездятся скворцы, воробьи, много прилетает птиц, которые едят семена, плоды растений, насекомых. Зимой - это синицы, свиристели, снегири, а летом - грачи, иногда - вороны, дятел.

На влажных, затененных участках можно встретить лягушек, ящериц. В доме, сарае есть мыши и крысы.

Животный мир сельского подворья, так же как и растительный, регулируется человеком. Человек может влиять на состав животного мира как косвенным путём (сажая разные растения, обрабатывая их растворами, запах которых отпугивает животных или наоборот, привлекает, делает кормушки и т. д.), так и прямым, уничтожая нежелательные и размножая полезные для себя виды.

Редуценты

Редуценты в экосистеме сельского подворья в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв, превращая пожнивные остатки в гумус, а гумус и вносимый на поля навоз - в более простые органические и минеральные вещества, доступные растениям. К редуцентам относятся грибы. На деревьях есть трутовики, на участках, удобренных навозом растут шампиньоны, дождевики, навозники. Почва участка богата гумусом и в ней живет множество дождевых червей, которых также можно отнести к редуцентам.

Влияние человека на экосистему сельского подворья.

Человек контролирует не всё живое население агроэкосистемы, часть видов проникает в неё и живёт помимо (или даже вопреки) его воли. Среди них - и вредители, и растения - сорняки, и полезные животные

Сам человек в экосистеме сельского подворья- консумент - фитофаг (питается растениями), и зоофаг (ест мясо и пьёт молоко). Однако его роль в ней ещё больше, так как, исходя из своих интересов, человек формирует структуру и состав сельского подворья.

Все компоненты агроэкосистемы тесно связаны, хотя в ней не возникает полного экологического равновесия, как в естественных экосистемах. Поддерживать равновесие агроэкосистемы должен сам человек. Если этого не делать, происходит разрушение её ресурсов.

Экосистема сельского подворья может существовать только при поддержке и контроле человека. На сельском подворье человек влияет на все компоненты экосистемы и на процессы, которые в ней происходят.

Отходы на сельском подворье.

Как и на любом сельском подворье, у нас накапливается большое количество разных отходов Из магазина мы приносим продукты в упаковке, стараясь использовать ее не один раз (например, пакеты из-под соков, фольгу, стеклянные, пластиковые бутылки, банки). Некоторые виды отходов сжигаем в печи. Часть органических отходов (очистки, ботва растений, опавшие листья, гниющие плоды, скорлупа яиц, пищевые отходы) используется для корма животных. Навоз используется для компостных куч, затем вносим его в почву или сжигается и золу тоже вносим в почву. Таким образом, в почву возвращается часть питательных веществ, которые мы забираем у нее с урожаем, и в то же время не загрязняется окружающая среда

Результаты

Всего мною обнаружено и определено 29 растений. Из них 19 растений являются культурными, 10 дикорастущими, 2 дерева, 8 кустарников, 19 видов трав. Мною на сельском подворье обнаружено: 13 видов птиц, 8 видов млекопитающих, 13 видов насекомых, 1 вид пресмыкающихся, 3 вида пауков, 3 вида клещей, 1 вид моллюсков. Следует отметить, что это не все виды животных на нашем подворье.

К редуцентам нашего подворья относятся бактерии гниения, а также мною обнаружено 4 вида грибов, дождевой червь и слизень Все виды отходов, которые могут гореть, мы сжигаем, пищевые отходы идут на корм животным, некоторые отходы используются вторично.

1. На нашем сельском подворье существуют главные компоненты экосистемы: продуценты, консументы и редуценты - следовательно, оно является экосистемой.

2. Сельское подворье - особый тип искусственных экосистем.

Существование такой экосистемы, особенности, строение, влияние на окружающую среду зависят от человека. В то же время экосистема сельского подворья формируется и с учетом природных закономерностей (пищевая сеть, взаимосвязи растений и животных, круговороты веществ, энергии, воды).

3. Владельцы сельского подворья часто не знают и нарушают природные законы, загрязняют его и окружающую среду, что оборачивается против них.

4. Сельские подворья, хотя созданы и контролируются человеком, живут по природным законам. Владельцы участков должны стремиться действовать в рамках этих законов. Бережное отношение к природе, понимание существующих в ней взаимосвязей поможет владельцам сделать экосистему сельского подворья устойчивее, а продукцию безопасной для здоровья.

ОСНОВНОЙ ВЫВОД. Владельцам сельских подворий выгодно знать законы природы и соблюдать их и невыгодно загрязнять окружающую среду.

На основе исследований экосистемы сельского подворья и их результатов были составлены рекомендации для владельцев. Все они основываются на существующих в природе взаимосвязях. Если сельчане будут их выполнять, то они сделают окружающую среду более безопасной для них самих; вода, которую они пьют, и овощи, фрукты, которые они едят, водоем, в котором они купаются, не будут представлять угрозу для их здоровья. Эти рекомендации можно было бы включить в памятки, адресованные владельцам сельских подворий.

1. Не беспокойте животных, ваших союзников в борьбе с вредителями сада. Шум отпугивает птиц, их гнезда становятся доступными для ворон.

2. Берегите озерные растения и животных - фильтраторов грязной и индикаторов чистой воды.

3. Сохраняйте жаб и лягушек: они помогают бороться с вредителями сада и огорода. Берегите дождевых червей: они перерабатывают растительные остатки, рыхлят почву, улучшают ее качество.

4. Оставляйте на подворье островки естественной растительности: они станут домом для птиц, хищных насекомых и опылителей.

5. Используйте в борьбе с вредителями настои пахучих растений - это эффективный и безвредный способ.

6. Высаживайте на сельском подворье растения, отпугивающие вредителей своим запахом, фитонцидами.

7. Привлекайте на сельское подворье птиц: они уничтожают большое количество насекомых, не нарушая экологическое равновесие на вашем сельском подворье.

8. Увеличивайте разнообразие растительности сельского подворья. Сельское подворье, богатое видами, более устойчиво и требует меньшего вмешательства человека.