Экосистема созданные человеком
ЭКОСИСТЕМА ГОРОДСКАЯ — искусственная (созданная человеком) гетеротрофная экосистема. Роль энергии, которая фиксируется городскими зелеными растениями, ничтожна. Города отрицательно влияют на окружающую среду, являясь источником самых разнообразных загрязнителей — химических и физических.[ …]
Человек разработал сельскохозяйственные и индустриальнопромышленные экосистемы. Во многих регионах созданные человеком аграрные ландшафты отличаются высокой биологической продуктивностью. Появились промышленные предприятия, работающие по безотходным технологиям, по принципу природных биогеоценозов.[ …]
Подведем итоги. Экосистема — центральный объект и главное понятие экологии. Два подхода к ее изучению — холистический и мерис-тический (синтетический и аналитический) —должны быть объединены и претворены в программу действий, если человек хочет пережить современный кризис окружающей среды, созданный им самим. Человек именно как геологический фактор, а не как представитель животного мира находится под сильным воздействием положительной обратной связи, которой поэтому должна быть противопоставлена отрицательная обратная связь.
Каждый из «блоков» экосистемы в значительной степени является азональным — вследствие преобладания процессов окультуривания и рекультивации созданных человеком почвенных конструкции и определенной агротехники ухода за растениями. Они заведомо отличаются от природных, в которых преобладают естественные факторы саморегуляции и естественного отбора. Растительность подобных искусственных экосистем обладает высоким разнообразием устойчивых в городских условиях декоративных видов, как аборигенных, так и интро-дуцированных. Устойчивость биоразнообразия поддерживается не только подбором устойчивых видов, но и особенностями размещения посадок, обеспечивающими максимальную экологическую емкость территории для фауны.
Поскольку глобальной экосистемой Земли является биосфера, то и для нее характерна устойчивость, позволяющая ей при внешних воздействиях сохранять свою структуру и функциональные особенности. Она должна подчиняться принципу Ле Шателье: при возникновении внешних возмущений, в ее биоте должны возникать процессы, компенсирующие эти возмущения. Однако антропогенные воздействия привели к тому, что природные экосистемы и в целом биосфера стали терять способность к компенсации этих внешних возмущений. Установлено, что биосфера может компенсировать любые возмущения, производимые человеком, доля потребления которых не превышает 1% продукции биосферы. Однако действие принципа Ле Шателье в биоте континентов оказалось нарушенным, как только доля потребления человеком продукции биоты превысила порог допустимого возмущения (около 10%). Видно, что социально-экономическое развитие общества пришло в явное противоречие с ограниченными ресурсовоспроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы.
Иное дело — антропогенная, созданная человеком экологическая система. Для нее справедливы все основные законы природы, но в отличие от природного биогеоценоза она не может рассматриваться как открытая. Рассмотрим, например, экосистему искусственного аэрационного сооружения для очистки сточных вод — аэротенка. При поступлении в аэротенк содержащиеся в сточных водах вещества сорбируются поверхностью так называемого активного ила, т.е. хлопьевидными скоплениями бактерий, простейших и других организмов. Частично эти вещества усваиваются организмами активного ила, частично — сорбируются, и активный ил оседает на дно аэротенка. При непрерывном поступлении сточных вод содержащиеся в них вещества накапливаются в аэротенке, а концентрация активного ила в аэротенке снижается, и его прирост недостаточен для поддержания концентрации, необходимой для сорбирования вредных веществ.
Кроме того, при управлении А. человек должен учитывать экономические факторы (производимая продукция должна быть конкурентоспособной) и выполнять требования экологического императива. А., созданные в соответствии с этими требованиями, называются устойчивыми (самоподдерживающимися, sustainable): в них обеспечивается предельно возможное сходство с естественными экосистемами. Возможно создание А. при разном уровне вложений антропогенной энергии (интенсификации) и разной специализации хозяйств (табл. 5).[ …]
АГРОБИОГЕОЦЕНОЗ неустойчивая экосистема с искусственно созданным или обедненным видами естественным биотическим сообществом, дающим сельскохозяйственную продукцию. А. не способен длительно существовать без постоянной поддержки человеком.
Экологическая безопасность для человека рассматривается как количественная оценка возможных изменений в природных комплексах и экосистемах, при которых не нарушаются их основные структурные и функциональные характеристики и взаимосвязи [9]. Из этого следует необходимость разработки нормативов, характеризующих как пределы гомеостаза природных систем, так и степень антропогенного воздействия на природные комплексы и экосистемы, при которых их основные функционально-структурные характеристики не выходят за пределы естественных изменений. На таком подходе должны базироваться главные принципы регулирования качества природной среды и отдельных ее компонентов оптимального использования природных ресурсов, создания экологически целесообразных технологий и производств.[ …]
Для описания «поведения» энергии в экосистемах подходит понятие «поток энергии», поскольку, как мы видели, в отличие от циклического движения веществ превращения энергии идут в одном направлении. В последующих разделах этой главы мы рассмотрим общий поток энергии, характеризующий среду экосистемы, а затем обратимся к изучению топ части общего потока шергии, которая проходит через живые компоненты экосистемы.
Приспособление к обитанию в измененных человеком ландшафтах не ограничивается лабильными компенсационными реакциями на уровне отдельных организмов. Устойчивое внедрение в антропогенные экосистемы всегда связано с закреплением приспособительных свойств в процессе естественного отбора. Результатом оказывается образование новых видов, специфически приспособленных к новым условиям существования. Это виды — синантропы, которые в современной фауне уже почти полностью связаны с человеком и созданной им средой, если не считать специфических паразитов, эволюция которых определялась биологическими, а не социальными особенностями человека: из млекопитающих — серая крыса (пасюк), домовая мышь; из птиц —серая ворона, домовый воробей. Несмотря на то, что у всех этих видов имеются популяции, обитающие в «дикой» природе, основные экологические характеристики их связаны с приспособлением к обитанию в антропогенном ландшафте.
Природа действует в высшей степени экономно, Созданная организмами биомасса и содержащаяся в ней энергия передаются остальным членам экосистемы: животные питаются растениями, хищные животные поедают первых, человек употребляет в пищу растения и животных. Эти процессы представляют собой пищевые цепи.[ …]
Любой биогеоценоз может рассматриваться как экосистема. В то же время термин ’’экосистема” является более общим. Он используется также и применительно к искусственным системам, созданным человеком (например, к системам биологической очистки вод, загрязненных органическими отходами, к системам промышленного культивирования микробных сообществ и т.
п.).[ …]
Природа действует в высшей степени экономно. Созданная организмами биомасса (вещество их тел) и содержащаяся в ней энергия передаются остальным членам экосистемы: животные поедают растения, другие животные поедают первых, человек поедает и растения, и животных. Этот процесс называют пищевой цепью. Примеры пищевых цепей: растения — растительноядные животные — хищник; злак — полевая мышь — лиса; кормовые растения — корова — человек. Как правило, каждый вид питается не одним-единственным видом. Поэтому пищевые цепи переплетаются, образуя пищевую сеть. Чем сильнее организмы связаны между собой пищевыми сетями и другими взаимодействиями, тем устойчивее сообщество против возможных нарушений. Естественные, ненарушенные экосистемы стремятся к равновесию. Состояние равновесия основано на взаимодействии биотических и абиотических факторов среды.[ …]
Изменения в биосфере, вызванные воздействием человека, можно разделить на прямые или преднамеренные, заранее прогнозируемые в осуществляемые с определенной целью (создание плотин, орошение, рубка лесэ) в попутные или кос вешше, как неизбежные от преднамеренных (затопление земель, засоление почв).
Одна из самых увлекательных новых областей науки связана с созданием замкнутых или полузамкнутых экосистем для жизнеобеспечения человека во время длительного космического полета или длительного исследования внеземной среды. Хотя уже созданы временные системы жизнеобеспечения, достаточные для 1—3 космонавтов при кратком, продолжающемся 1—30 дней орбитальном или исследовательском полете (как при высадке на Луну), усилия по созданию совершенно замкнутой, стабильной регенерирующей экосистемы, способной в течение длительных периодов времени обеспечить существование в «осмосе целых популяций людей, все еще недостаточны и успехи невелики. Построение такого рода системы жизнеобеспечения непосредственно связано с экологией и теорией экосистем, так как все сходятся на том, что в таких системах непременно должна участвовать биологическая регенерация.
Другая область, представляющая интерес для экологии, это «экзобиология», или вопрос о существовании жизни на других планетах.[ …]
АГРОЭКОСИСТЕМА (агробиоценоз) — неустойчивая, искусственно созданная и регулярно поддерживаемая человеком экосистема с целью производства сельскохозяйственной продукции (поля, пастбища, огороды, сады, виноградники и др.). По сравнению с естественными биоценозами агроэкосистемы имеют отличия: в них резко снижено разнообразие живых организмов; виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором и обладают слабо выраженными механизмами саморегуляции; получают дополнительный поток энергии благодаря деятельности человека и т.п. Как правило, агроэкосистемы характеризуются высокой биологической продуктивностью по сравнению с природными экосистемами. Так, чистая первичная продукция естественных биоценозов умеренной зоны составляет для лесов 600-2500 г/м2 год, для степей — 150-1500 г/м2, а для возделываемых земель — до 4000 г/м2, в частности для сахарного тростника на Гавайских островах — до 7000 г/м2 в год (Уиттекер, 1980).
[ …]
В отношении поступления энергии природные и антропогенные (созданные человеком) экосистемы сходны. И природным, и искусственным (дома, города, системы транспорта) экосистемам требуется подвод энергии извне. Но естественные экосистемы получают энергию от практически вечного источника — Солнца, которое к тому же, «производя» энергию, не загрязняет окружающую среду. Человек, напротив, питает процессы производства и потребления в основном за счет конечных источников энергии — угля и нефти, которые наряду с энергией выделяют пыль, газы, тепловые и другие отходы, наносящие вред окружающей среде и не поддающиеся переработке внутри самой искусственной экосистемы. Не следует забывать, что потребление даже такой «чистой» энергии, как электрическая (если она произведена на тепловой электростанции), приводит к загрязнению воздуха и тепловому загрязнению среды.[ …]
Выявляются экосистемные функции — те процессы, которые организмы и экосистемы осуществляют и/или в которых принимают участие и которые приводят к созданию продуктов и/или последствий для самих себя, для других биологических видов и экосистем в биологическом сообществе или регионе, а также для сообщества вне данного региона (ареала).
Таким образом, экосистемные функции имеют ценность для обеспечения целостности экосистем, а также — более узко — для жизнедеятельности человека. В последнем случае говорят об «услугах» экосистем для человека. Так как человек является составной частью природы, антропоцентические и экоцентрические функции экосистем частично совпадают.[ …]
Строительная система как форма природно-техногенной системы (ПТС) многими учеными рассматривается как некоторая экосистема. В пользу отнесения ее к экосистемам в первую очередь говорит наличие в ней таких биотических факторов, как человек и обитающие в природной составляющей ПТС представители флоры, фауны, микроорганизмов. Для обеспечения гомеостаза вновь созданные такого рода антропогенные экосистемы требуют нарастающего управляющего действия человека. Это нарастание за счет глубокого проникновения всегда чревато постепенным угнетением природных компонентов среды. Поэтому для сохранения природной составляющей и оптимизации гомеостаза экосистемы следует снизить антропогенный натиск.
Одним из факторов, смягчающих натиск, является оптимальное проектное решение и реализация «строительной системы». Опыт строительства показывает, что экологично-оптимальное решение во многом связано с грамотным использованием особенностей природной среды и их динамикой, в том числе и при взаимодействии со строительной системой на всем периоде ее эксплуатации.[ …]
Человеческое общество обеспечивает свое динамическое развитие интенсивным расширением промышленного производства, созданием искусственной среды обитания, все более глубоким освоением ресурсов биосферы. Человек выступает как покоритель Природы, и в этом стремлении он истощает ее ресурсы, разрушает естественные экосистемы, нарушая биохимические циклы и равновесие в биосфере. Изменения окружающей природной среды уже сегодня приобрели глобальные масштабы (табл. 6.1). Особое беспокойство вызывает массовое распространение экстенсивных техногенных процессов, реализующих незамкнутые циклы, в результате которых нарастает действие фактора дестабилизации биосферы. [ …]
Приведенные выше соображения будут полезны при изучении других искусственных экосистем. В Космонавтике, например, под экосистемой считают искусственно созданную в герметичной кабине корабля замкнутую биотехническую систему, включающую человека и обеспечивающую биологический (по преимуществу) круговорот веществ при регенерации газовой среды, воды, пищи и минерализации отходов жизнедеятельности организмов. Система жизнеобеспечения, основанная на круговороте веществ и поступлении энергии извне, по существу есть упрощенная модель естественного биоценоза. На рис. 4.6 представлена схема регенерационной системы пилотируемого космического корабля.[ …]
При рекультивации земель большое значение имеет переход от биогеоценозов к агроценозам, т. е. искусственно измененным и созданным человеком сообществам организмов при сельскохозяйственном освоении земель. Обитающие же в земле беспозвоночные животные зачастую оказываются важнейшими факторами почвеобра-зовательного процесса, от их деятельности зависит то свойство полей, которое агрономы справедливо именуют основой плодородия.
Однако во многих случаях процветанию искусственно созданного биогеоценоза, экосистемы может и должен способствовать человек, принимая участие в этом процессе с самого начала. Вот несколько примеров.[ …]
В аспекте рассматриваемой проблематики возможности восстановления экосистем и снижения экопатогенного риска для здоровья человека, в особенности на региональных уровнях, связаны не только с регулированием поступления токсичных соединений в экосистемы (особенно водные), но с сохранением консерватизма волновой (следовательно и генетической) информации, а также с поддержанием энергетической активности биологических объектов, блокирующей навязывание чужеродной информации. Учитывая, что синхронизация информационных обменных процессов в экосистемах осуществляется электромагнитными полями низкочастотных диапазонов длин волн, а их энергизация — статическими полями, а основные источники данных полей формируются атмосферой и литосферой Земли, то возможности управления связаны с регулированием атмосферных и литосферных процессов, формирующих данные поля.
Исходя из того, что основными источниками данных полей являются магнитодиполь-ные структуры атмосферы и литосферы, то их искусственное создание может рассматриваться в качестве инструмента регулирования экосистем.[ …]
Город только тогда может считаться комфортным и цивилизованным, когда он представляет собой гармонию искусственной природы, созданной руками человека, и естественной природы, включающей живое разнообразие рек, озер, холмов, оврагов, зеленых насаждений. В настоящее время зеленая зона города не образует единой взаимосвязанной сети. По его периферии нет замкнутого лесопаркового кольца, и природные массивы прямо не соединяются с парковыми в центре города. В связи с этим островные массивы городских парков не могут обмениваться материально-энергетическими потоками с естественными насаждениями, являющимися резерватами полезных флоры и фауны, необходимых для стабилизации экосистемы города. Зеленые полосы реки «высыхают», зажатые все более мощными каменными массивами. Значит, обостряется дефицит кислорода и фитонцидов, побеждают копоть, пыль, шумы.
[ …]
Таким образом, разработанная в последние годы теоретическая база единых материально-полевых биосферных процессов, формирующих экосистемы и управляющих здоровьем человека, а также созданные технические системы, позволяющие управлять данными процессами, составляют методологическую и техническую базы направленного регулирования устойчивости экосистем и снижения экопатогенного риска здоровью человека на региональном уровне.[ …]
Солнечные электрические станции, являясь нооценозом энергетики, участвуют во взаимодействиях всех компонентов природной и окружающей человека среды в экосистеме. Основной фактор экологического воздействия СЭС на природную среду связан с отчуждением земельных территорий. По воздействиям СЭС на атмосферу они классифицируются как экологически чистые источники выработки энергии, если пренебречь переложением отрицательных экологических воздействий на природную и окружающую среду в другие отрасли народного хозяйства при создании солнечных электростанций.
[ …]
Сотрудничество (протокооперация) — форма биотических взаимоотношений между животными разных видов, наблюдаемая не только в дикой природе, но и в сельскохозяйственных экосистемах. Примером протокооперации, созданной человеком, может служить сообщество (стадо) овец, ведомое козлом-вожаком или охраняемое собакой -пастухом.[ …]
Различают два основных типа биоценозов: естественный и антропогенный. Первый тип — это биотическое сообщество, в функционировании которого отсутствует влияние деятельности человека. Второй тип (или агробиоценоз) — это неустойчивая, искусственно созданная и регулярно поддерживаемая человеком экосистема культурных полей (поля, искусственные пастбища, сады, виноградники и т.п.). Кт.т0. ценоз является объектом изучения биоценологии -науки, которая исследует закономерности жизни организмов в природных сообществах, их популяционную структуру, потоки энергии и круговорот веществ.[ …]
Особый случай представляют культурные экологические системы, т.
е. обрабатываемые сельскохозяйственные земли. Они практически не способны к самовосстановлению. Собирая урожай и унося его с поля, человек тем самым удаляет значительную часть созданного органического вещества, на построение которого израсходованы вместе с атмосферным углеродом минеральные компоненты почвы. В результате организмы-деструкторы не получают материала для разложения и минерализации. В этих ситуациях экосистема прекращает свое существование, что, в частности, наблюдалось в далеком прошлом при подсечном земледелии. Чтобы не допустить этого, человек вынужден брать на себя восстановление экосистемы, т. е. обеспечивать биологический круговорот, в процессе которого создаются необходимые ему продукты, путем затрат вещества и энергии. На практике это означает внесение (посев) семян и рассады, применение органо-минеральных удобрений, обеспечение растений водой.[ …]
ЛИТОРАЛЬ (Л.) — в море зона, покрытая водой во время прилива и осушающаяся во время отлива; в озерах Л. называют прибрежную мелководную часть, нередко заросшую различными водными растениями — гидрофитами.
См. также Морские экосистемы, Пресноводные экосистемы. ЛИТОСФЕРА (Л.) — верхняя твердая оболочка Земли, мощность которой составляет 50-200 км. Верхний слой Л. называется земной корой. В настоящее время на Л. оказывает сильнейшее техногенное влияние человек, что стало одним из факторов разрушения биосферы. Масштабы техногенного влияния (в особенности за счет развития процессов эрозии, увеличения твердого стока, сжигания ископаемого топлива и создания инженерных сооружений) достигли колоссальных величин, которые превышают интенсивность естественных потоков вещества. Человек стал главной геологической силой планеты.[ …]
Следует подчеркнуть, что приведенная выше классификация биомов базируется на условиях, определяемых силами природы, действующими в разных частях земного шара. Такая классификация создает основу для сравнительной оценки воздействия человека на окружающую среду. Лишь тогда, когда мы кое-что знаем о лимитирующих факторах и возможностях природы, мы можем выбрать оптимальный способ ее использования.
Новые экосистемы, созданные человеком, — окультуренные степи, обводненные пустыни, водохранилища и сельскохозяйственные угодья в тропиках — просуществуют долго лишь в том случае, если удастся создать равновесие между биотическими и физическими компонентами в отношении веществ и энергии. Важно поэтому сохранять в каждом биоме для сравнения участки естественных сообществ. Столь же важно тщательно изучить историю области. Исторические исследования в экологии должны осуществляться непредвзято, без заведомой цели, если мы хотим лучше понять биотические сообщества в их современном виде. То, что при поверхностном исследовании часто кажется нетронутой, «девственной», растительностью, может на самом деле оказаться сильно измененным в прошлом под влиянием человека или домашних животных. Например, то, что выглядит девственными «джунглями» в Панаме, на самом деле вторичный лес, покрывающий некогда густонаселенные и интенсивно культивируемые пространства. Когда человек вновь начинает «осваивать» эти джунгли, то невольно приходится задумываться над тем, извлек ли он какие-нибудь уроки из прошлых злоупотреблений и сколько раз могут сменять друг друга различные цивилизации, прежде чем способность среды к восстановлению окажется полностью исчерпанной.
[ …]
Другим важным направлением научного сотрудничества является разработка научных основ предотвращения и преодоления кризисных ситуаций, что связано с развитием экологически обоснованных технологий, сохраняющих биосферу и условия среды, необходимые для жизни человека. В этом плане исходным оказывается изучение закономерностей воздействия на экосистемы отдельных антропогенных факторов и их комплексов, на базе чего может строиться разработка научно обоснованных нормативов антропогенного воздействия на природу. На основе комплексного исследования путей и результатов влияния на природные системы различных форм промышленной и сельскохозяйственной деятельности, крупных энергосистем и т,д. могут быть разработаны экологически безопасные, в том числе безотходные технологии в различных сферах хозяйственной деятельности. Наиболее широкая задача в этой области, решение которой базируется на всем комплексе фундаментальных исследований,— разработка методов направленного конструирования экосистем с заданными свойствами в антропогенных ландшафтах.
Эта задача непосредственным образом связана с оптимизацией урбанизированной и техногенной среды, сохранением необходимого уровня продуктивности экосистем, созданием биогеоценозов рекреационного назначения и т.п.[ …]
Организмы дикой природы черпают ресурсы, являясь частью биогеохимических циклов, непосредственно из окружающей природной среды. Эти ресурсы можно рассматривать и как экологические факторы, в том числе к гак лимитирующие, например, большая часть пищевых ресурсов. Но человек не может довольствоваться дарами природы только в той мере, при которой не должно нарушаться ее равновесие, т.е. около одного процента от ресурсов природной экосистемы, поэтому ему приходится использовать и те природные ресурсы, которые накоплены за миллиарды и миллионы лет в недрах Земли. Для создания материальных благ человеку необходимы металлы и неметаллическое сырье, а также лесная продукция (строительный лес) и многое другое.[ …]
Следующей важнейшей характеристикой, экосистем является их кибернетическое поведение.
Кибернетическое поведений экосистем определяется тем, что они обладают развитыми информационными сетями, включающими потоки физических и химических сигналов, которые связывают все части экосистемы и управляют ею как единым целым. Отличие экосистем от кибернетических устройств, созданных человеком, заключается в том, что управляющие функции экосистемы сосредоточены внутри нее и диффузны. В кибернетических же системах, созданных человеком, управляющие функции направлены вовне и специализированы.[ …]
В производственном плане качество почвы определяется уровнем ее плодородия, то есть способностью обеспечивать гарантированный урожай сельскохозяйственных культур. В экологическом аспекте под высоким качеством среды понимается возможность устойчивого существования и развития сложившейся, созданной или преобразованной человеком экосистемы в данном месте; отсутствие в настоящем и будущем неблагоприятных последствий у любой (или наиболее важной) популяции, которая находится в этом месте исторически.
[ …]
Изменения состояния и продуктивности природных экосистем, в частности обезлесение и опустынивание, влияют на состояние почвенного покрова, а оно, в силу существования обратных связей, влияет на дальнейшее снижение продуктивности. Наконец, ряд проблем окружающей среды, возникающих в искусственно созданных или сильно преобразованных человеком экосистемах, таких как агроэкосистемы, также тесно взаимосвязаны с состоянием почвенного покрова или его воздействием на другие компоненты экосферы.[ …]
Человечество, являясь биологическим видом, находится на экспоненциальной ветви роста своей численности и экстенсивно расширяет свою экологическую нишу. Окружающая биосфера преобразуется и замещается особой социальной, искусственной средой обитания (СО), воплощением которой на индустриальном и постиндустриальном этапах развития социума является техносфера. Формулировки этого антропогенного явления отражают его глобальный масштаб: 1) техносфера — экологическая ниша, которую создало себе человечество в биосфере; 2) техносфера — совокупность технических устройств и систем вместе с технической деятельностью человека; ее структура достаточно сложна, так как включает техническое вещество, технические системы, живое вещество, верхнюю часть земной коры, атмосферу и гидросферу.
В то же время очевидно, что техносфера — это область технической деятельности человека, антропогенное новообразование, при появлении которого вещественно-пространственная структура биосферы, представленная экосистемами и биомами, полностью замещается искусственными сооружениями и ландшафтами с созданием искусственной среды обитания.[ …]
Как подчеркивалось выше в обобщающем определении, с концепцией разнообразия связан ряд важных экологических принципов. Мар-галеф (1968) выражает это таким образом: «Эколог видит в любой мере разнообразия выражение возможности построить систему с обратной’ связью». Соответственно сообщества со стабильными условиями обитания, например дождевой тропический лес, характеризуются большим разнообразием видов, чем сообщества, подвергающиеся сезонным или периодическим воздействиям со стороны человека или естественных факторов. Однако до сих пор не-установлено, в какой степени увеличение разнообразия сообщества в данном местообитании может само по себе повысить устойчивость экосистемы к колебаниям внешних физических условий.
Значение разнообразия для развития и эволюции экосистем рассматривается более подробно в гл. 9. Здесь мы ограничимся замечанием, что видовое разнообразие обычно выше в сравнительно старых сообществах и ниже во вновь-возникших. Хотя продуктивность или общий лоток энергии влияют на видовое разнообразие, эти две величины не связаны простой линейной-зависимостью. Высокопродуктивные сообщества могут характеризоваться как очень высокими показателями видового разнообразия (например, коралловый риф), так и весьма низкими показателями (например, эстуарии в умеренном поясе). Как уже упоминалось, стабильность, видимо, более непосредственно связана с разнообразием, чем продуктивность.[ …]
экосистема исскуственная и естественная — Школьные Знания.com
Экосистема или биогеоценоз — уровень организации жизни, который включает в себя совокупность всех живых организмов на определённой территории и явления неживой природы (климат, ареал). Для биогеоценоза характерны три особенности, которые делают их одними из самых стойких уровней организации в биосфере:
1) Большое видовое разнообразие живых организмов, проживающих на одной территории.
В том же смешанном лесу мы можем наблюдать как травянистые, так и кустистые и древесные растения, можем видеть кучу животных, а если рассматривать плодородную почву под микроскопом, то и множество бактерий-редуцентов.
2) Разветвлённость цепей питания. Из того, что в биогеоценозе наблюдается большое видовое разнообразие, мы может сказать, что там и самые разветвлённые цепи питания. Они могут доходить до десятка консументов в одной линии, а возможных вариантов построения цепей питания сотни.
3) Круговорот веществ и энергии обеспечивает поддерживание всего биогеоценоза. Благодаря этому биогеоценоз не зависит от влияния человека, так как все живые организмы в нём спокойно обеспечивают круговорот веществ и энергии с одного трофического уровня на другой.
Но существуют и искусственные сообщества, созданные человеком, они называются агроценозы. Их примерами могут быть поле, водохранилище, пруд, сад, пастбище. Эти сообщества уже полностью зависят от человека.
Как правило, большого видового разнообразия в агроценозе нет, всё может оканчиваться и на пяти видах максимум. Соответственно, цепи питания там очень маленькие. Агроценоз очень неустойчив, поэтому без вмешательства человека погибнет, так как из-за отсутствия больших цепей питания нет круговорота веществ и энергии. Поэтому человек должен самостоятельно поддерживать питание всех живых организмов в агроценозе, давать им необходимые органические и неорганические вещества.
Биология: Агроэкосистемы и их особенности
1. а) Экосистема, созданная для получения сельскохозяйственной продукции, поддерживаемая и регулируемая человеком: биоценоз, биогеоценоз, агроэкосистема (нужное подчеркните).
б) Среди перечисленных экосистем выберите агроэкосистему: озеро, река, пруд, в котором выращивают карпов (нужное подчеркните).
2. Чем отличаются агроэкосистемы доиндустриального и постиндустриального типов?
Доиндустриальные — дополнительная энергия в виде усилий человека и животных, постиндустриальные — энергия в виде техники, горючего, минеральных удобрений.
3. Перечислите виды организмов, которые выполняют функцию консументов на пшеничном поле.
Мышь полевая, паразитические грибы.
4. Заполните таблицу.
| Пример агроэкосистемы | Цель создания | Условия повышения продуктивности |
| 1. Пшеничное поле | получение зерна | внесение удобрений, обработка пестицидами |
| 2. Пастбище | выпас скота | контроль над выпасом, посев трав |
| 3. Плодовый сад | получение плодов | уход за деревьями, защита и обработка от вредителей |
| 4. Теплица | выращивание овощей | внесение удобрений, достаточное количество тепла и света |
5. Найдите соответствие между экосистемой (агроэкоснстемой) и ее
характерными чертами.
| А — живые организмы представлены продуцентами, консументам и редуцентами Б — продуценты представлены одним или несколькими видами В — используется солнечная энергия Г — относительно устойчива во времени и способна к саморегуляции и саморазвитию Д — регулируется и поддерживается человеком Е — характеризуется высокой продуктивностью Ж — характерно большое видовое разнообразие 3 — наряду с солнечной используются другие источники энергии И — характеризуется высоким уровнем изъятия чистой первичной продукции |
| 1 | 2 |
| А, В, Г, Ж | Б, Д, Е, З, И |
6.
Сравните две экосистемы: городской парк и небольшой смешанный лес. Опишите черты сходства и основные различия этих экосистем.
Сходства: видовое разнообразие, сезонность, использование энергии солнца. Различия: в парке видовое разнообразие ниже, поддержка человеком, использование дополнительной энергии.
7. В сельскохозяйственной практике достаточно часто применяется совместное выращивание (содержание) разных видов растений или животных. Как вы думаете, в каких случаях и почему совместное выращивание (содержание) дает большую продуктивность, чем раздельное? Приведите примеры.
Таким образом агроэкосистемы имеют большее видовое разнообразие, т.е. становятся более устойчивыми. Совместное существование видов может сказываться положительно на их продуктивности.
Агроценоз — это экосистема, созданная человеком
Земной шар можно рассматривать как совокупность различных биотопов. Каждый вид биотопа – поле, луг, лес – населяют определенные, характерные для данной среды виды живых организмов.
Биотоп вместе с его обитателями называется экосистемой.
Типы экосистем
Экосистемы можно подразделить на следующие типы:
- Естественные биогеоценозы, то есть созданные природой.
- Агроценозы («агрос» переводится с греческого как «поле»).
Что такое агроценоз
Агроценоз – это экосистема, созданная человеком. Однако поселения людей к этому понятию не относятся.
Агроценоз – это сельскохозяйственная экосистема. Примерами таких искусственных биогеоценозов являются следующие экосистемы: поле, сад, огород.
Характеристика агроценоза
Искусственный биогеоценоз характеризуется следующими признаками:
- Малое разнообразие растительных видов. Часто большая территория засажена всего одной культурой.
- Признаком агроценоза является невозможность экосистемы к самоподдержанию. Через определенное время такая система трансформируется в естественный биогеоценоз. В ходе такого процесса резко возрастает количество видов продуцентов, а вместе с разнообразием растений повышается и разнообразие животных, грибов и микроорганизмов.
Слабость агроценоза
Для поддержания искусственной экосистемы необходимо постоянно следить за ее состоянием. Человек контролирует и регулирует условия произрастания необходимых ему растений. Агроценоз – это экосистема, которой необходима постоянная забота. Растения, выращиваемые человеком, требуют рыхления почвы, орошения, уничтожения сорняков.
Агроценоз – это экосистема, подверженная массовым заболеваниям растений. Бактерии и вирусы быстро передаются от одного продуцента к другому из-за большой плотности насаждений одного вида.
Время существования агроценоза без внимания человека
Поле, засеянное однолетними злаками, перестает являться агроценозом уже через один год.
Многолетние культуры сохраняются на участке несколько лет, однако поле быстро зарастает сорняками и перестает быть полностью искусственной экосистемой. Природный биогеоценоз возникает на участке через один год или несколько лет в зависимости от выживаемости хозяйственных растений в условиях зарастания новыми для сообщества видами.
Агроценоз, представляющий собой древесные насаждения, существует наиболее длительно.
Особенности поля
Рассмотрим один из видов агроценозов: поле, на котором произрастает пшеница. Пшеничное поле характеризуется наличием всего одного вида продуцента – пшеницы. Для того чтобы создать этот вид агроценоза, необходимо вспахать землю и засеять ее в определенное время зернами этого злака.
Пшеничное поле обычно опрыскивают в целях защиты от грибковой инфекции.
Важным этапом агроценоза является сбор урожая. Таким образом с территории биотопа изымаются питательные вещества (этого не происходит в естественных экосистемах). Искусственные биогеоценозы необходимо удобрять, иначе почва истощится.
Очень малое количество видов животных способно обитать на пшеничном поле. К млекопитающим, хорошо себя чувствующим в условиях, созданных человеком, относятся полевки, полевые мыши, мыши-малютки.
Из птиц в поле может гнездиться лишь жаворонок. На окраине полей встречаются желтые трясогузки и те пернатые, которые прилетают лишь для того, чтобы покормиться зерном.
Количество птиц на участке возрастает после уборки урожая. На земле после прохода комбайна остаются упавшие зерна, которые подбирают все животные, питающиеся зерновыми. С земли собрать пищу значительно легче, чем с колосьев. Галки, грачи, скворцы слетаются стаями на пшеничное поле, лишенное длинных стеблей. Чайки находят на голой земле червей, насекомых и погибших мелких животных.
Многие живые организмы с ходом времени адаптируются к новым условиям среды, которые предоставляет им человек. Они находят новую доступную пищу и укрытия. Однако использование ядохимикатов отрицательно сказывается на всех обитателях, посещающих обработанный участок.
Агроценоз — это экосистема, которая необходима человеку для воспроизводства продуктов питания. Человечество с давних времен повышает урожайность растений. Для этого выводит новые сорта. Так, например, по миру распространено около десяти тысяч сортов яблонь. Повышается величина и вкусовые качества плодов, а также устойчивость деревьев к заболеваниям и погодным условиям, что облегчает труд человека в агроценозе сада.
Таким образом, человечество мастерски подстраивает природу под свои потребности. Однако совсем без заботы и труда агроценоз существовать не может.
КАК ЖИВУТ ЭКОСИСТЕМЫ? — ЛИВЕНЬ
«Мы разрушаем то, без чего не сможем обойтись», – эти крылатые слова принадлежат известному кыргызскому ученому, Эмилю Джаппаровичу Шукурову. И сегодня мы предлагаем вам узнать больше об ЭКОСИСТЕМАХ, посмотрев замечательную АНИМАЦИЮ ЭД «БИОМ», сделанную по материалам Шукурова Э.Дж.
«Жизнь – не свойство отдельного организма, а свойство биосферы в целом. Естественные экосистемы воспроизводят матрицы жизни. Ничто, созданное человеком, не в состоянии заменить биосферную функцию естественных экосистем. Все, созданное человеком, на несколько порядков проще, чем самая примитивная живая система. …Экосистемы формировались на протяжении многих тысячелетий…»
проф. Шукуров Э.Дж.
В природе не существует видов – «одиночек». Жизнь каждого живого существа проходит во взаимодействии с множеством других живых существ.
Задачи полноценного представления о животном мире страны не могут быть разрешены без изучения закономерностей распространения и численности животных, а также приуроченности, включенности их в те или иные экосистемы.
(Зоогеография Кыргызстана. Шукуров Э.Дж. – Б.: 2016)
Рисунок Э.Дж.Шукурова
Самая малая единица жизни – естественная ЭКОСИСТЕМА. И самая простая естественная экосистема состоит из многих тысяч видов, из многих миллиардов организмов (трудно представить, но в одной пригоршне почвы – несколько миллиардов живых существ, даже если они микроскопические!), слаженно взаимодействующих друг с другом в обеспечении великого круговорота Жизни на каждом участке нашей планеты.
Естественные экосистемы образуют благоприятную среду обитания для живых организмов и обеспечивают условия для устойчивого развития, т.
к. именно Жизнь создает условия для Жизни! Каждый вид экосистемы можно рассматривать как основание, которое поддерживает Жизнь как таковую, а, значит, и всю систему нашего общества.(Шукуров Э.Дж., Коротенко В.А., Кириленко А.В. и др. Экологическая безопасность в контексте Устойчивого Развития Кыргызстана. – Бишкек, 2015)
АНИМАЦИОННОЕ ПОСОБИЕ ПО ЭКОСИСТЕМАМ было разработано экологическим движением “БИОМ” по материалам Э.Дж. Шукурова в рамках проекта Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) “Информационная кампания для молодежи КР по устойчивому природопользованию, изменению климата и интеграция в Глобальный альянс молодежи ООН (YUNGA)”.
ДЛЯ КОГО ЭТА АНИМАЦИЯ? – Для школьников, студентов и всех, кто желают разобраться в том, какие виды составляют ту или иную экосистему.
Рисунок Э.Дж.Шукурова
«Мы еще не имеем достаточно полных описаний основных черт-видов ликов экосистем.
Эти «портреты» – только первые наброски, но зато они показывают сложную структуру каждой экосистемы и позволяют представить целостное, реально функционирующее сообщество.»
(Э.Дж.Шукуров, Р.Н.Ионов, Л.П.Лебедева, Э.Э.Шукуров, Т.Р.Ионова, А.А.Жусупбаева Растительные и животные сообщества Кыргызстана. – Б., 2017).
«Упрощение смерти подобно»
Мы живем в упрощающемся мире. Более того, в мире, становящимся все более примитивным. Что же в этом плохого? А в том, что хорошее в таком мире становится все более худшим. Идет замена жизни вырождением. Ведь худшее препятствует возвращению, возрождению хорошего.
В наших горах в ушедшем веке в некоторых местах травы укрывали с головой всадника.
Дикий зверь был постоянным соседом человеку. Теперь опустошенные пространства забыли изобилие цветов, бабочек и птичьих песен. Как забыли они подлинно народные праздники и мелодии.Cтатья Э.Дж.Шукурова
«Великое колесо Жизни вращается на грани небытия, преодолевая мощное сопротивление косных сил, и поэтому Жизнь должна обладать огромным запасом прочности и гибкости. Такую прочность и гибкость придают ей многочисленные виды, которые порознь не в состоянии противостоять мертвой природе, но вместе способны поддерживать эстафету Жизни на Земле…»
(Р.Н.Ионов, Э.Дж.Шукуров. Оценка основных экосистем Западного Тянь-Шаня. – Бишкек, 2003).
Еловые леса – это удивительные экосистемы, которые являются гарантом безопасности и фабрикой жизни на горных склонах.
Благодаря богатому миру растений и плотному покрову, эти леса усиленно испаряют влагу, тем самым понижают температуру атмосферного воздуха. Благодаря такому физическому процессу в атмосфере, над хвойными лесами концентрируется атмосферная влага и выпадает в виде осадков. Благодаря хвойным лесам пополняются влагой горные реки.
Горные склоны, где растет хвойный лес, меньше подвергаются эрозии. Важно знать, что горные хвойные леса очень долго восстанавливаются, они растут очень медленно, а высаженные искусственным образом деревья приживаются очень сложно и практически невозможно посадить хвойный лес.
Поэтому недопустимо истреблять наши горные хвойные леса под древесину! Сиюминутная выгода от древесины никогда не окупится пользой от леса для всей страны.
(Шукуров Э.Дж. Ш–95 Природа. Культура. Человек. Избранные эссе. ОФ «Таалим-Форум», ЭДК Алейне.
– Б., 2013).
Орехоплодовые леса воистину являются кладовой генетических ресурсов для новых сортов плодово-ягодных культур. Это – уникальный уголок нашей Родины, который важно сохранить для последующих поколений, как когда-то его сохранили наши предки.
«Жизнь невообразимо разнообразна потому, что однообразие для нее смерти подобно. Оскудение видового разнообразия экосистем – приближение к смерти, небытию. Точно так же, как и оскудение разнообразия самих экосистем, сообществ, видов. Человек, сокращая разнообразие видов и экосистем, замещая их на чрезвычайно бедные и неустойчивые искусственные экосистемы, резко сужает арену Жизни.»
(Р.Н.Ионов, Э.Дж.Шукуров. Оценка основных экосистем Западного Тянь-Шаня. – Бишкек, 2003).
«Ни один биологический вид не может нормально существовать, воспроизводиться без родной для него экосистемы. Поэтому надежно сохранить любой вид можно лишь при условии сохранения полноценной материнской экосистемы…
…Жизнь ухитряется бесконечно использовать одни и те же атомы, однажды захваченные из неживой среды. И этим избегает накопления отходов, которые могли бы погубить саму жизнь.
Экологическое благополучие человека невозможно без сохранения созидательной мощи естественных экосистем. Поэтому охрана природы и отдельных видов без охраны и восстановления экосистем – пустой звук».
(Э.Дж.Шукуров, Р.Н.Ионов, Л.П.Лебедева, Э.Э.Шукуров, Т.Р.Ионова, А.А.Жусупбаева Р 24 РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ЖИВОТНЫЕ СООБЩЕСТВА КЫРГЫЗСТАНА. Б., 2017).
Рисунок Э.Дж.Шукурова
Анимацию о природных экосистемах на английском и кыргызском языках вы можете посмотреть ЗДЕСЬ:
Высокогорная экосистема:
Alpine Grasslands Ecosystem
Бийик тоолуу жайыт чөптүү экосистемасы
Экосистема горного хвойного леса:
Ecosystem of mountain coniferous forest
Тоолуу арчалуу токойдун экосистемасы
Экосистема орехоплодового леса:
Ecosystem of Walnut fruit forests
Тоолуу арчалуу токойдун экосистемасы
Пустынная экосистема:
Desert Ecosystem
Чөл экосистемасы
Больше узнать об экосистемах:
Работы Э.Дж.Шукурова, в том числе его картины, стихи, изобасни, видео и книги
Статьи Э.Дж.Шукурова:Человек вне природы
Жизнь, не-жизнь и анти-жизнь
Другие статьи Э.Дж.Шукурова
Другие статьи читайте тут
Также следите за нашими обновлениями и присоединяйтесь к нам в социальных сетях:
Instagram @livingasia.online
Facebook @livingasiaonline
Youtube @livingasia.online
Примеры искусственной и естественной экосистемы. Презентация на тему «разнообразие экосистем». Примеры природных экосистем
Искусственные экосистемы (нообиогеоценозы или социоэкосистемы ) — это совокупность организмов, живущих в созданных человеком условиях. В отличие от экосистемы включает в себя дополнительное равноправное сообщество, называемое нооценозом .
Нооценоз — это часть искусственной экосистемы, включающая в себя средства труда, общество и продукты труда.
Агроценоз — это биоценоз, искусственно созданный человеком для своих целей с определенным уровнем и характером продуктивности.
В настоящее время агроценозами занято около десяти процентов суши.
Несмотря на то, что в агроценозе, как и в любой природной экосистеме, существуют обязательные трофические уровни — продуценты, консументы, редуценты, образующие типичные трофические сети, между этими двумя типами сообществ существуют довольно большие различия:
1) В агроценозах резко снижено разнообразие организмов. Однообразие и видовую бедность агроценозов человек поддерживает специальной сложной системой агротехнических мер. На полях обычно культивируют один вид растений, в связи с чем резко обедняется и животное население, и состав микроорганизмов почвы. Однако даже самые обедненные агроценозы включают несколько десятков видов организмов, принадлежащих к разным систематическим и экологическим группам. Например, в агроценоз пшеничного поля, кроме пшеницы, входят сорняки, насекомые — вредители пшеницы и хищники, беспозвоночные — обитатели почвы и напочвенного слоя, патогенные грибы и др.
2) Виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором и не могут выдерживать борьбу за существование без поддержки человека.
3) Агроэкосистемы получают дополнительную энергию благодаря деятельности человека, обеспечивающей дополнительные условия роста культивируемых растений.
4) Чистая первичная продукция агроценоза (биомасса растений) удаляется из экосистемы в виде урожая и не поступает в цепи питания. Частичное потребление ее вредителями всячески пресекается деятельностью человека. В результате этого почва обедняется минеральными веществами, необходимыми для жизнедеятельности растений. Следовательно, снова необходимо вмешательство человека в виде внесения удобрений.
В агроценозах ослаблено действие естественного отбора и действует в основном искусственный отбор, направленный на максимальную продуктивность растений, нужных человеку, а не тех, которые лучше приспособлены к окружающим условиям.
Таким образом, агроценозы, в отличие от природных систем, не являются саморегулирующимися системами, а регулируются человеком. Задачей такой регуляции является повышение продуктивности агроценоза. Для этого орошаются засушливые и осушаются переувлажненные земли; уничтожаются сорняки и поедающие урожай животные, меняются сорта культивируемых растений и вносятся удобрения. Все это создает преимущества только для культивируемых растений.
В отличие от природной экосистемы агроценоз неустойчив, он быстро разрушается, т.к. культурные растения не выдержат конкуренции с дикорастущими и будут ими вытеснены.
Для агробиоценозов также характерен краевой эффект в размещении насекомых вредителей. Они концентрируются в основном в краевой полосе, а центр поля заселяют в меньшей степени. Указанное явление связано с тем, что в переходной полосе резко обостряется конкуренция между отдельными видами растений, а это в свою очередь, снижает у последних уровень защитных реакций против насекомых.
| Предыдущие материалы: |
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
Степь, лиственный лес, болото, аквариум, океан, поле — любой пункт из этого перечня можно рассматривать как пример экосистемы. В нашей статье мы раскроем суть данного понятия и рассмотрим его составляющие.
Экологические сообщества
Экология — это наука, которая изучает все грани взаимоотношений живых организмов в природе. Поэтому предметом ее изучения является не отдельная особь и условия ее существования. Экология расматривает характер, результат и продуктивность их взаимодействия. Так, совокупность популяций определяет особенности функционирования биоценоза, в состав которого входит целый ряд биологических видов.
Но в естественных условиях популяции взаимодействуют не только между собой, а и с разнообразными условиями окружающей среды. Такое экологическое сообщество называют экосистемой. Для обозначения этого понятия также используют термин биогеоценоз. И миниатюрный аквариум, и необозримая тайга — это пример экосистемы.
Экосистема: определение понятия
Как видите, экосистема является довольно широким понятием. С научной точки зрения это сообщество представляет собой совокупность элементов живой природы и абиотической среды. Рассмотрим такой как степь. Это открытое травянистое пространство с растениями и животными, которые приспособились к условиям холодной малоснежной зимы и жаркого засушливого лета. В ходе адаптации для жизни в степи у них выработался ряд механизмов приспособления.
Так, многочисленные грызуны делают подземные ходы, в которых хранят запасы зерна. У некоторых степных растений есть такое видоизменение побега, как луковица. Оно характерно для тюльпанов, крокусов, подснежников. В течение двух недель, пока весной достаточно влаги, их побеги успевают вырасти и отцвести. А неблагоприятный период они переживают под землей, питаясь за счет ранее запасенных питательных веществ и воды мясистой луковицы.
Злаковые растения имеют другое подземное видоизменение побега — корневище. В его удлиненных междоузлиях также запасаются вещества. Примерами степных злаковых являются костер, мятлик, ежа, овсяница, полевица. Еще одной особенностью являются узкие листья, которые препятствуют избыточному испарению.
Классификация экосистем
Как известно, границу экосистемы устанавливают по фитоценозу — растительному сообществу. Этот признак используют и при классификации данных сообществ. Так, лес — это естественная экосистема, примеры которой весьма разнообразны: дубовый, осиновый, тропический, березовый, пихтовый, липовый, грабовый.
В основе другой классификации находятся зональные или климатические признаки. Такой пример экосистемы — это сообщество шельфа или морских побережий, каменистые или песчаные пустыни, пойменные или субальпийские луга. Совокупность подобных сообществ разного типа составляют глобальную оболочку нашей планеты — биосферу.
Природная экосистема: примеры
Различают также естественные и искусственные биогеоценозы. Сообщества первого типа функционируют без вмешательства человека. Естественная живая экосистема, примеры которой достаточно многочисленны, имеет циклическую структуру. Это значит, что растений вновь возвращается в систему круговорота веществ и энергии. И это несмотря на то, что она обязательно проходит через разнообразные цепи питания.
Агробиоценозы
Используя природные ресурсы, человек создал многочисленные искусственные экосистемы. Примеры таких сообществ — это агробиоценозы. К ним относятся поля, огороды, сады, пастбища, оранжереи, лесные насаждения. Агроценозы создаются для получения сельскохозяйственной продукции. В них существуют те же элементы пищевых цепей, что и естественной экосистеме.
Продуцентами в агроценозах являются как культурные, так и сорные растения. Грызуны, хищники, насекомые, птицы — это консументы, или потребители органического вещества. А бактерии и грибы представляют группу редуцентов. Отличительной особенностью агробиоценозов является обязательное участие человека, который является необходимым звеном трофической цепи и создает условия для продуктивности искусственной экосистемы.
Сравнение естественных и искусственных экосистем
Искусственные которых мы уже рассмотрели, имеют ряд недостатков по сравнению с естественными. Последние отличаются устойчивостью и способностью к саморегуляции. А вот агробиоценозы без участия человека долгое время существовать не могут. Так, или огород с овощными культурами самостоятельно продуцирует не больше года, многолетние травянистые растения — около трех. Рекордсменом в этом плане является сад, плодовые культуры которого способны развиваться самостоятельно до 20 лет.
Естественные экосистемы получают только солнечную энергию. В агробиоценозы человеком вносятся ее дополнительные источники в виде обработки почвы, удобрений, аэрации, борьбы с сорняками и вредителями. Однако известно много случаев, когда хозяйственная деятельность человека приводила и к неблагоприятным последствиям: засолению и заболачиванию почв, опустыниванию территорий, загрязнению природных оболочек.
Экосистемы городов
На современном этапе развития человек уже внес значительные изменения в состав и структуру биосферы. Поэтому выделяют отдельную оболочку, непосредственно созданную деятельностью человека. Она называется ноосфера. В последнее время широкого развития достигает такое понятие как урбанизация — повышение роли городов в жизни человека. В них уже проживает более половины населения нашей планеты.
Экосистема городов имеет свои отличительные особенности. В них нарушено соотношение элементов поскольку регуляцию всех процессов, связанных с превращением веществ и энергии, осуществляет исключительно человек. Создавая для себя все возможные блага, он создает и массу неблагоприятных условий. Загрязненный воздух, транспортная и жилищная проблема, высокий уровень заболеваемости, постоянный шум негативно сказываются на здоровье всех городских жителей.
Что такое сукцессия
Очень часто в пределах одного ареала происходит последовательная смена Это явление называют сукцессией. Классический пример смены экосистемы — это появление лиственного леса на месте хвойного. Вследствие пожара на занимаемой территории сохраняются только семена. Но для их прорастания необходимо длительное время. Поэтому сначала на месте пожара появляется травянистая растительность. Со временем ее сменяют кустарники, а их, в свою очередь, — лиственные деревья. Такие сукцессии называют вторичными. Они возникают под влиянием природных факторов или деятельности человека. В природе они встречаются достаточно часто.
Первичные сукцессии связаны с процессом почвообразования. Она характерна для территорий, лишенных жизни. К примеру, скал, песков, камнях, супесках. При этом сначала возникают условия для формирования почв, а уже потом появляются остальные составляющие биогеоценоза.
Итак, экосистемой называют сообщество, в состав которого входят биотические элементы и Они находятся в тесном взаимодействии, связаны круговоротом веществ и энергии.
Экосистемы — это одно из ключевых понятий экологии, которое представляет собой систему, включающую в себя несколько компонентов: сообщество животных, растений и микроорганизмов, характерную среду обитания, целую систему взаимосвязей, благодаря которым осуществляется взаимообмен веществами и энергиями.
В науке существует несколько классификаций экосистем. Одна из них разделяет все известные экосистемы на два больших класса: естественные, созданные природой, и искусственные — те, что создал человек. Рассмотрим каждый из этих классов подробнее.
Естественные экосистемы
Как уже отмечалось выше, естественные, природные экосистемы образовались в результате действия сил природы. Для них характерны:
- Тесная взаимосвязь органических и неорганических веществ
- Полный, замкнутый круг круговорота веществ: начиная от появления органического вещества и заканчивая его распадом и разложением на неорганические компоненты.
- Устойчивость и способность к самовосстановлению.
Все природные экосистемы определяются следующими признаками:
- Видовая структура : численность каждого вида животного или растения регулируется природными условиями.
- Пространственная структура : все организмы располагаются в строгой горизонтальной или вертикальной иерархии. Например, в лесной экосистеме четко выделяются ярусы, в водной — размещение организмов зависит от глубины воды.
- Биотические и абиотические вещества . Организмы, составляющие экосистему, делятся на неорганические (абиотические: свет, воздух, почва, ветер, влажность, давление) и органические (биотические — животные, растения).
- В свою очередь биотический компонент делится на производителей, потребителей и разрушителей. К производителям относят растения и бактерии, которые с помощью солнечного света и энергии создают из неорганических веществ органику. Потребители — это животные и плотоядные растения, которые питаются этой органикой. Разрушители (грибы, бактерии, некоторые микроорганизмы) являются венцом пищевой цепочки, так как производят обратный процесс: органику превращают в неорганические вещества.
Пространственные границы каждой природной экосистемы весьма условны. В науке принято определять эти границы естественными очертаниями рельефа: например, болото, озеро, горы, реки. Но в совокупности, все экосистемы, слагающие биооболочку нашей планеты, считаются открытыми, так как они взаимодействуют с окружающей средой и с космосом. В самом общем представлении картина выглядит так: живые организмы получают из окружающей среды энергию, космические и земные вещества, а на выходе — осадочные породы и газы, уходящие в итоге в космос.
Все компоненты природной экосистемы находятся в тесной взаимосвязи. Принципы этой связи складываются годами, иногда столетиями. Но именно поэтому они и становятся настолько устойчивы, так как эти связи и климатические условия и определяют виды животных и растений, которые обитают в данном ареале. Любое нарушение равновесия в природной экосистеме может привести к ее исчезновению или затуханию. Таким нарушением может стать, например, вырубка леса, истребление популяции того или иного вида животных. В этом случае сразу нарушается пищевая цепочка, и экосистема начинает «сбоить».
К слову, привнесение дополнительных элементов в экосистемы также способно нарушить ее. Например, если человек начнет разводить в выбранной экосистеме животных, которых там изначально не было. Яркое подтверждение тому — разведение кроликов в Австралии. Сначала это было выгодно, так как в такой благодатной среде и прекрасных для разведения климатических условиях, кролики стали размножаться с невероятной быстротой. Но в итоге все свелось к краху. Несметные полчища кроликов опустошали пастбища, где раньше паслись овцы. Численность овец стала снижаться. А продуктов от одной овцы человек получает гораздо больше, чем от 10 кроликов. Этот случай вошел даже в поговорку: «Кролики съели Австралию». Понадобилось неимоверное усилие ученых и большие затраты, прежде чем удалось избавиться от поголовья кроликов. Полностью их популяцию в Австралии истребить не удалось, но их численность сократилась и уже не угрожала экосистеме.
Искусственные экосистемы
Искусственными экосистемами называют сообщества животных и растений, обитающих в условиях, которые создал для них человек. Их еще называют нообиогеоценозами или социоэкосистемами. Примеры: поле, пастбище, город, общество, космический корабль, зоосад, сад, искусственный пруд, водохранилище.
Самым простым примером искусственной экосистемы является аквариум. Здесь ареал обитания ограничен стенками аквариума, приток энергии, света и питательных веществ осуществляется человеком, он же регулирует температуру и состав воды. Численность обитателей также изначальна определена.
Первая особенность: все искусственные экосистемы являются гетеротрофными , т.е потребляющими готовую пищу. Возьмем для примера город — одну из самых больших искусственных экосистем. Здесь огромную роль играет приток искусственно созданной энергии (газопровод, электричество, продукты питания). В то же время, такие экосистемы характеризуются большим выходом ядовитых веществ. То есть, те вещества, которые в природной экосистеме в дальнейшем служат для производства органики, в искусственных зачастую становятся непригодными.
Еще одна отличительная особенность искусственных экосистем — незамкнутый цикл обмена веществ. Возьмем для примера агроэкосистемы — наиболее важные для человека. К ним относятся поля, сады, огороды, пастбища, фермы и прочие сельскохозяйственные угодья, на которых человек создает условия для выведения продуктов потребления. Часть пищевой цепочки в таких экосистемах человек вынимает (в виде урожая), а потому пищевая цепочка становится разрушенной.
Третьим отличием искусственных экосистем от природных является их видовая малочисленность . Действительно, человек создает экосистему ради выведения одного (реже нескольких) видов растений или животных. Например, на пшеничном поле уничтожаются все вредители и сорняки, культивируется лишь пшеница. Это дает возможность получить лучший урожай. Но в то же время, уничтожение «невыгодных» для человека организмов делает экосистему неустойчивой.
Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем
Сравнение природных экосистем и социоэкосистем удобнее представить в виде таблицы:
Природные экосистемы | Искусственные экосистемы |
Главный компонент — солнечная энергия. | В основном, получает энергию из топлива, и готовой пищи (гетеротрофны) |
Формирует плодородную почву | Истощает почву |
Все природные экосистемы поглощают углекислый газ и производят кислород | Большинство искусственных экосистем потребляет кислород и продуцирует углекислый газ |
Большое видовое разнообразие | Ограниченное количество видов организмов |
Высокая устойчивость, способность к саморегуляции и самовосстановлению | Слабая устойчивость, так как такая экосистема зависит от деятельности человека |
Замкнутый обмен веществ | Незамкнутая цепь обмена веществ |
Создает места обитания диких животных и растений | Разрушает ареалы дикой природы |
Накапливает воду, разумно расходуя ее и очищая | Большой расход воды, ее загрязнение |
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:
- Наземная,
- Пресноводная,
- 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:
- 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.
- 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.
- 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.
2.1. Типы экосистем
Экосистемы очень разнообразны. По происхождение различают следующие типы экосистем: 1) Природные (естественные) экосистемы ‑ это такие экосистемы в которых биологический круговорот протекает без прямого участия человека. Напр., болота, моря, леса, 2) Антропогенные (искусственные) экосистемы ‑ экосистемы, созданные человеком, которые способны существовать только при поддержке человека. Напр., агроэкосистемы (rpeч.agros ‑ поле) ‑ искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека; техноэкосистемы ‑ искусственные экосистемы, возникающие в результате промышленной деятельности человека; урбаноэкосистемы (лат. городской) ‑ экосистемы, возникающие в результате создания поселений человека. Существуют и переходные между природными и антропогенными типы экосистем, напр., экосистемы естественных пастбищ, используемых человеком для выпаса сельскохозяйственных животных.
По источнику энергии, который обеспечивает их жизнедеятельность, экосистемы подразделяют на следующие типы:
Автотрофные экосистемы ‑ это экосистемы, которые сами обеспечивают себя энергией, получаемойот Солнца, за счет собственных фото- или хемотрофных организмов. К этому типу относится большинство природных экосистем и некоторые антропогенные. Сюда же относятся природные экосистемы, способные производить излишки органического вещества, которые могут накапливаться или выноситься в другие экосистемы.
Гетеротрофные экосистемы ‑ это такие экосистемы, которые получают энергию, используя готовые органические соединения, синтезированные организмами, не являющимися компонентами данных экосистем, или использующих энергию созданных человеком энергетических установок. Это могут быть как природные, напр., экосистемы океанических глубин, использующие падающие сверху органические остатки, так и антропогенные, напр., города с их линиями электропередач. Главным источником энергии здесь служит не Солнце, а топливо. Конечно, городские экосистемы получают и солнечную энергию благодаря зеленым насаждениям, но это количество энергии ничтожно мало по сравнению с поступающим извне. Гетеротрофные экосистемы зависят от автотрофных, паразитируют на них, получая пищу и топливо.
2.2. Основные характеристики экосистем
Основными характеристиками экосистем являются: размер, емкость, устойчивость, надёжность, самовосстановление, саморегуляция и самоочищение.
Размер экосистемы ‑ это пространство, в котором возможно осуществление процессов саморегуляции и самовосстановления всех составляющих экосистему компонентов и элементов. Различают микроэкосистемы (напр., лужа с ее обитателями, муравейник), мезоэкосистемы (лес, река, пруд) и макроэкосистемы (тундра, пустыня, океан).
Емкость экосистемы ‑ это максимальная численность популяции одного вида, которую данная экосистема способна поддерживать в определённых экологических условиях на протяжении длительного времени. Напр., емкость угодья ‑ это количество каких-либо диких или домашних животных, способных жить и размножаться на единице площади угодья неопределенно долгое время.
Устойчивость экосистемы ‑ это способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних и внутренних факторов, т.е. ее способность к реакции, пропорциональной по величине силе воздействия. Природные экосистемы способны противостоять различным повреждающим воздействиям и при восстановлении нормальных условий возвращаться в состояние близкое к первоначальному. Плотность того или иного вида при неблагоприятных условиях снижается, но в оптимальных условиях возрастают плодовитость, скорость роста и развития и плотность вида восстанавливается. За меру стабильности экосистем часто принимают их видовое разнообразие. Наиболее устойчивы сложные экосистемы, в них формируются сложные трофические связи. Экосистемы с упрощённой структурой крайне неустойчивы, в них происходят резкие колебания численности отдельных популяций. Напр., сложные экосистемы тропических лесов исключительно стабильны, в то время как в Арктике недостаток видов, способных заменить в качестве пищи основной вид, приводит к резкому колебанию численности популяций.
Надежность экосистемы ‑ это способность экосистемы относительно полно самовосстанавливаться и саморегулироваться (в течение сукцессионного или эволюционного периода своего существования), т.е., удерживать свои основные параметры во времени и пространстве. Важной характеристикой надёжности служит сохранение структуры, функций и направления развития экосистемы, без которых данная экосистема сменяется другой, с иными структурой, функциями, а иногда и направлением развития. Простейшим механизмом поддержания экологической надёжности экосистемы является замена выбывшего по каким-то причинам вида другим, экологически близким. Если такого вида в экосистеме нет, то его сменяет более отдаленный.
Самовосстановление природных экосистем ‑ это самостоятельный возврат экосистем к состоянию динамического равновесия, из которого они были выведены воздействием каких-либо природных и антропогенных факторов.
Саморегуляция природных экосистем ‑ это способность природных экосистем к самостоятельному восстановлению баланса внутренних свойств после какого-либо природного или антропогенного воздействия с помощью принципа обратной связи между её компонентами, т.е. экосистема способна сохранять свою структуру и функционирование в определённом диапазоне внешних условий. Саморегуляция проявляется, напр., в том, что численность особей каждого вида, входящего в экосистему, поддерживается на определенном, относительно постоянном уровне. Самовосстановление и саморегуляция природных экосистем основаны, в частности, на способности экосистем к самоочищению.
Самоочищение экосистем ‑ это естественное разрушение загрязнителя в среде в результате природных физических, химических и биологических процессов, происходящих в ней.
1. Физические факторы самоочищения водоемов ‑ это растворение, перемешивание и оседание на дно поступающих загрязнений, а также воздействие ультрафиолетового излучения Солнца на бактерии и вирусы. Под действием физических факторов в зонах с умеренным климатом река самоочищается уже через 200-З00 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере ‑ через 2000 км.
2. Химические факторы самоочищения ‑ это окисление органических и неорганических веществ. Для оценки химического самоочищения водоема используют такие показатели, как:
а) БПК ‑ биологическое потребление кислорода ‑ это количество кислорода, которое необходимо для окисления бактериями и простейшими всей органики (обычно за 5 суток BITKs) в 1 л загрязненной воды;
б) ХПК ‑ химическое потребление кислорода ‑ количество кислорода (мл/л или г/л воды), необходимое для полного окисления загрязняющих веществ с помощью химических реагентов (обычно бихроматом калия).
3. Биологические факторы самоочищения ‑ это очистка водоемов с помощью водорослей, плесневых и дрожжевых грибков, устриц, амеб и других живых организмов. Например, каждый моллюск профильтровывает в сутки более 30 л воды, очищая ее от всевозможных примесей.
Природные экосистемы функционируют в соответствии с тремя основными принципами:
Первый принцип функционирования природных экосистем – получение ресурсов и избавление от отходов происходит в рамках круговорота всех элементов (гармонирует с законом сохранения массы). Круговорот биогенных элементов, обусловленный синтезом и распадом органических веществ в экосистеме, в основе которого лежит реакция фотосинтеза, называют биотическим круговоротом веществ. Кроме биогенных элементов в биотический круговорот вовлечены важнейшие для биоты минеральные элементы и множество различных соединений. Поэтому весь циклический процесс химических превращений, обусловленных биотой, называют еще биогеохимическим круговоротом.
Природные, полуестественные и искусственные экосистемы
Чтобы быть в курсе всех последних новостей, следите за новостным каналом Daily Star в Google.
Экосистема определяется как «общие физические, химические и биологические условия, окружающие организмы (включая сами организмы) на любом участке земли».
Окружающая среда организма — это все вместе — все другие организмы, а также неживые и физические материалы вокруг нее так или иначе влияют на нее. Каждый элемент его окружающей среды — это свое удовольствие.Организм и все удобства (живые и неживые) его окружающей среды взаимосвязаны, каждый в некотором роде зависит от других, и невидимая сверхдержава «Природа» совершенным расчетным способом поддерживает баланс между всеми этими элементами. Такая сложная система взаимодействий и сетей называется «экосистемой», например водная экосистема (морская, солоноватоводная и пресноводная), наземная экосистема (лес, луга и т. Д.). В каждой экосистеме земля, вода и воздух, которые служат источниками благ, фиксированы и ограничены, а значит, имеют ограниченную пропускную способность.
Теперь термины естественные, полуестественные и искусственные экосистемы. «Естественная экосистема» означает экосистему, незаметно измененную человеком. «Полуестественная экосистема» означает экосистему, которая была изменена в результате действий человека, но сохранила важные природные элементы. Искусственная экосистема — это созданная человеком система растений, животных и людей, живущих на определенной территории вместе со своим окружением.
В природных и почти естественных экосистемах фактическая и историческая роль человека в функционировании экосистемы равна нулю или почти равна нулю.На видовой состав и количество видов не влияет ни эксплуатация, ни охота на дичь, ни даже косвенное воздействие: например, любое изменение водотока. Геоморфологические, экологические и биологические процессы почти не нарушаются человеком, крупные хищники могут выполнять свой жизненный цикл. В эту категорию также попадают почти естественные экосистемы, в которых экосистемы лишь очень незначительно эксплуатируются человеком. Примерами являются самые высокие части гор, нетронутые части морей, озер, рек, тундр, верховые болота и первозданные естественные лесные экосистемы.
Известно, что ненарушенные естественные экосистемы являются лучшей гарантией сохранения биоразнообразия, богатства видов, включая эндемичные, находящиеся под угрозой исчезновения, ресурсные и флагманские виды, а также других природных ценностей (Соболев и др., 1995). Сохранение природных экосистем при минимальном возможном влиянии человека и управлении во многих случаях является очень эффективным способом сохранения биологического разнообразия и защиты видов. Природные процессы, такие как отложение отложений, эрозия, подпитка / разгрузка водоносных горизонтов, процессы на склонах холмов, затопление и выпас скота, могут иметь диверсифицирующее влияние на саму природу, и их следует допускать в максимально возможной степени.Более того, ненарушенные экосистемы («естественные» экосистемы) сами по себе обладают большой природоохранной ценностью: они позволяют наблюдать за природой в ее чистом виде и проводить научные исследования видов и процессов, количество которых быстро уменьшается.
Полуестественные экосистемы могут варьироваться от неизменного видового состава до простого использования человеком естественных фоновых почв и / или воды. В самом строгом смысле видовой состав не изменен человеком — никаких видов, завезенных или посаженных человеком.Управление почвенными и водными ресурсами не изменилось, но человек в ограниченной степени повлиял на природные процессы, например, взяв на себя роль естественного выпаса скота посредством обширного кошения или взяв на себя роль великих хищников, ловя рыбу в больших водах.
Эти экосистемы действительно встречаются и в естественных условиях, но затем они ограничиваются территориями, где естественный выпас, эрозия реками или ручьями обращают естественную последовательность к более ранним стадиям или препятствуют естественной последовательности. Эти экосистемы довольно сложны (все еще присутствуют различные трофические уровни) и могут быть очень богаты количеством видов, если использование человеком было стабильным в течение многих лет.В эту категорию попадают почти все экосистемы, возникшие в результате «традиционных» форм использования сельскохозяйственных земель, таких как степи, пустоши и лесные луга. На рисунке 2 видно, что Arnica Montana (трава) хорошо выросла на горных склонах при участии человека.
В этих ситуациях существует высокая степень устойчивого использования. Устойчивое использование означает использование организма, экосистемы или другого возобновляемого ресурса со скоростью в пределах их способности к обновлению.
Если люди меняют видовой состав, оставляя хотя бы некоторые из местных, используют естественные условия почвы и воды, систему все равно можно назвать полуестественной экосистемой.Практически большинство лесов и водоемов Бангладеш превратились в полуестественные экосистемы.
Искусственная экосистема — это созданная человеком система растений, животных и людей, живущих на определенной территории вместе с окружающей их средой. Зоопарки часто создают искусственные экосистемы, помещая животных в искусственно созданные человеком районы, аналогичные их естественной среде обитания. Люди также могут создавать озера посреди десертов и содержать пингвинов в теплом климате, но только если они создают искусственную экосистему.Даже космический корабль может содержать искусственную экосистему (например, аквариум), но такие экосистемы почти не представляют никакой ценности, за исключением демонстрации и небольшого изучения экологии.
Даже после долгих попыток рост населения еще предстоит успешно остановить в странах, где это больше всего необходимо. Следовательно, естественные экосистемы сокращаются повсюду, даже в океанах! Так что разумное управление полунатуральными продуктами должно быть вторым лучшим выбором для людей. Мы должны как можно больше избегать импорта и пересадки чужеродных видов и бороться даже с «непреднамеренной интродукцией»; скорее ценят в основном состав местных видов и поддерживают как можно больше разнообразия.
Абдус Саттар Молла — доктор философии в NIE, Сингапур. С ним можно связаться по адресу [email protected].
Что такое искусственные экосистемы?
Это искусственные экосистемы, поддержание которых зависит от человеческих усилий. Они не обладают механизмом саморегулирования. У них почти нет разнообразия и простые пищевые сети. Круговорот питательных веществ незначителен. Вклады обеспечиваются человеческими усилиями. Искусственные экосистемы включают деревни, поселки, города, реки, орхидеи, плотины, сады, озера и сельское хозяйство.Сельское хозяйство состоит из животноводства и растениеводства. Сельское хозяйство — первая искусственная экосистема, возникшая в результате увеличения численности населения. Есть трудности с добычей еды. Когда люди открыли огонь, они также приручили животных и изобрели для них искусственную экосистему. Районы выращивания сельскохозяйственных культур известны как агроэкосистемы. Эта система носила временный характер и образовалась в результате вырубки лесов. Земля обрабатывалась несколько лет, а затем ее оставили.В последнее время они приобрели постоянный характер и выжить в одиночку им невозможно. Кормление домашних животных происходит на пастбищах. Пастбища также известны как пастбища. Пахотные земли и пастбища являются важными пастбищами. Они образуются при расчистке лугов. Также вырублены леса. Агроэкология определяется как изучение взаимосвязи сельскохозяйственных культур и окружающей среды, включая животных. Они не статичны и постоянно меняются в зависимости от множества факторов.Это могут быть широта, высота, топография и эдафические факторы. Зерновые, бобовые, семена и овощи являются основными культурами. Они отличаются от одной области к другой. Они зависят от выбора фермеров и климата данной местности. Они составляют богатейшее биотическое сообщество. Включенные организмы — это сорняки, вредители, дождевые черви, грызуны, птицы и домашние животные. У них есть общие черты между собой. Они созданы человеком, искусственны и не имеют механизма саморегулирования.Циркуляция питательных веществ незначительна, и ее стабильность зависит от разнообразия. Пахотные земли монокультурны и не отличаются разнообразием. Есть использование технологий для повышения качества урожая. Возникновение засухи делает эти культуры уязвимыми, как голод в Ирландии и Бенгалии. Они также поражаются вредителями, патогенами и болезнями. Их можно аэрировать и поливать. Биогенетические питательные вещества предоставляются в виде удобрений. Они приводят к загрязнению земли и воды. Сорняки и болезнетворные микроорганизмы обрабатываются с помощью химикатов.Они очень вредны для людей и живых существ. Растения также можно модифицировать генетически. Эти модифицированные формы дают высокие урожаи, а их продуктивность во много раз превышает продуктивность естественной экосистемы. Они не позволяют накапливаться биомассе. Это происходит из-за процесса жатвы. Стерни не осталось дней. Почвы сохраняются здоровыми с помощью навоза.
5 Характеристики искусственной экосистемы (примеры)
Вот некоторые из основных важных характеристик искусственной экосистемы:
1.Разнообразие будет меньше по сравнению с естественными системами. Неблагоприятные и менее благоприятные виды, вероятно, будут постепенно сокращаться.
2. В то время как естественные системы не имеют определенных целей и развиваются методом проб и ошибок, учитывая их ценность для выживания, искусственная экосистема прагматична с четко определенными целями. Искусственные системы более хрупкие и более уязвимы к сбоям из-за отсутствия разнообразия и сильных систем саморегулирования, характерных для природных систем.
3.Искусственные экосистемы более продуктивны с антропоцентрической точки зрения. Урожай земли с улучшенными методами возделывания, методами клонирования, удой молока с использованием новейших методов животноводства и т. Д. Являются примерами повышения продуктивности естественных процессов с вмешательством человека. с
4. Искусственные экосистемы с дальнейшим усовершенствованием конструкции могут повысить жизнеспособность населения в данном пространстве и сделать возможным расширение среды обитания человека в океаны, космическое пространство, внеземные тела и подземные пространства.
5. Искусственные экосистемы зависят от естественных космических законов. Человек всего лишь первооткрыватель, но не создатель законов природы. Здесь искусственные экосистемы — это не противоречия и отрицания природных систем. В интересах человека можно вмешиваться только в пропорции и скорость экологических взаимодействий. Следовательно, все так называемые искусственные экосистемы являются лишь наполовину искусственными.
Примеры искусственных экосистем:
Современные города.Гидропоника (выращивание растений без почвы и солнечного света), небесные лаборатории и космические корабли, кемпинги исследователей южного полюса, городские поселения скваттеров, птицеводство, свинарники, зоопарки, социальные леса, промышленные зеленые пояса, механизированные сельскохозяйственные фермы, биореакторы в промышленности и отходы очистные сооружения. Во всех вышеупомянутых искусственных экосистемах большинство входов, выходов и взаимодействий планируются или плохо спланированы человеком.
Искусственная экосистема — обзор
3.3.2 Искусственные биосферы
Экотроны — это экспериментальные исследовательские инфраструктуры, которые основываются на кондиционировании и манипулировании искусственными экосистемами в закрытых экспериментальных единицах для лучшего понимания экосистем и биоразнообразия.При общем бюджете почти 20 миллионов евро два экотрона были построены недавно во Франции, в конце 2000-х годов, недалеко от Монпелье и Парижа (в Фольюифе). Они поддерживаются и финансируются комитетом по очень большим исследовательским инфраструктурам (TGIR) Французского национального центра научных исследований (CNRS), который отвечает за большие экспериментальные инфраструктуры в физике элементарных частиц, такие как синхротроны 16 .
Сначала я вернусь к генеалогии экотронов, которые являются частью длинной линии искусственных биосфер, направленных на поддержание жизни в закрытых системах, изолированных от местных условий и нарушений.Подробная генеалогия экотронов позволила бы наметить большое количество взаимосвязанных историй: история ботанических садов и акклиматизационных теплиц с периода открытия Нового Света и крупных экспедиций натуралистов в 17, 18 и 19 веках, история экспериментальной биологии и in vitro экспериментальные методы со сложными оранжереями, такими как «фитотроны» (заявленные теперь как их ближайший предок экотроном, построенным в Монпелье), и, наконец, история дальновидных систем выживания в космических путешествиях и исследованиях колонизации.Поскольку здесь можно проследить только определенные нити из этого генеалогического узла, необходимо упомянуть амбициозный и дальновидный проект под названием «Биосфера II», который является примером саморегулируемого «пузыря», построенного и кропотливо поддерживаемого для нужд человека. жизнь. Биосфера II была построена между 1987 и 1991 годами в пустыне Аризоны на основе модели Земли Биосферы I. Он был спроектирован как самодостаточная экосистема, покрытая прозрачным куполом, пропускающим свет, и включала атмосферу, тропический лес, барьерный риф, пустыню, саванну и сельскохозяйственную экосистему (общей площадью более одного гектара), а также жизнь восьми «бионавтов», запертых внутри на два года.Люсьен Сфез исследовал Биосферу II в своей книге La Santé Parfaite , показав, что она включает в себя создание природы (как человека, так и Земли) более «естественной» и более совершенной, опираясь на сложное технологическое оборудование воссозданной биосферы [SFE 95]. Это включало поддержание искусственной биосферы, предназначенной для нужд человека, в почти идеальном изолированном состоянии по отношению к внешнему виду (на самом деле побег составлял менее половины скорости утечки воздуха на космических кораблях).Проект «Биосфера II» столкнулся с большим количеством трудностей и неудач, в частности с исключительно огромным потреблением энергии, связанным с поддержанием внутренней температуры, способной поддерживать жизнь растений, а также с подъемом углекислого газа до очень высоких уровней, в то время как уровень кислорода резко упал до крайне низкие уровни. Однако самые сложные проблемы связаны с трудностями восстановления роли популяций и живых сообществ, растительных и животных, в поддержании экосистемы.Таким образом, исследования будущих внеземных условий жизни были заблокированы трудностью построения всех частей искусственной экологической системы, достаточно хорошо воспроизводящей экологические механизмы, и, в частности, ролью биоразнообразия в этих механизмах. Позже Биосфера II была преобразована в экспериментальную платформу для экологических исследований в начале 2000-х годов под руководством Барри Осмонда, который с тех пор выполнял консультативную роль для японских и шведских исследователей при создании Биосферы III и Бореосферы, нового поколения искусственных биосферы, похожие на экотроны.
Развитие искусственных биосфер также сопровождалось появлением и внедрением концепции экосистем, которые будут структурировать экологическую теорию и исследования во второй половине 20 века. В то время как экология в начале 20 века была направлена на изучение сообществ живых существ и их преемственности во времени (как в исследованиях Фредерика Клементса), экология экосистемы, которая была особенно разработана братьями Одум, была сосредоточена на биофизическом метаболизме экосистемы. воспринимается как функциональная единица, объединяющая биотические (живые существа) и абиотические (химический и энергетический обмен) механизмы.Третья публикация учебника Юджина Одума « Основы экологии » в 1971 году сыграла центральную роль в установлении концепции экосистемы как функционального целого, лежащей в основе экологической доктрины. Опираясь на новаторскую работу Альфреда Лотки, который стремился математизировать экологию [ЛОТ 56], повестка дня, изложенная Одумом, состояла из анализа и количественной оценки обмена энергией между основными частями экосистемы (воздух, растения, почва) с помощью термодинамических и кибернетическая экология ближе друг к другу 17 .Развитие концепции экосистемы Одума в 1950-х годах сопровождалось важным изменением самого статуса экологии, что позволило ей заявить о своем «возвышении» над наследием естественной истории полевых практик [WAL 07]. Понятие экосистемы подкрепляло заявления экологов о научном статусе и авторитете, а также об их полезности и значимости для управления окружающей средой. Таким образом, описание и количественная оценка циклов питательных веществ и энергии позволило экологам «выйти за рамки общих представлений об экологических процессах, введя точные измерения, экспериментирование и проверку гипотез» [KIN 05].Кроме того, понятие экосистемы проложило путь для интеграции деятельности человека и ее последствий в изучение экологических механизмов, в отличие от прежней экологии, которая фокусировалась на растительных сообществах. В то время как экологи, изучающие растительные ассоциации и их смену, исследовали исключительно рабочие участки без присутствия человека (особенно на больших центральных равнинах Соединенных Штатов), экология экосистемы сопровождалась новыми инвестициями в разработку экспериментов на участках и территориях, более или менее интенсивно эксплуатируемых. и часто посещается людьми.
Развитие экологии экосистем также основывалось на реализации крупных международных научных программ, а также крупных полевых экспериментальных устройств, таких как исследование экосистемы реки Хаббард (Нью-Гэмпшир, США) в 1960-х годах, которое включало изучение и измерение водосбора. потоки энергии и питательных веществ [BOC 10]. Позже экотроны будут включать в себя ключевую идею экологии экосистем о замкнутой и функциональной системе и позволят воплотить и материализовать это понятие: в определенном смысле они могут рассматриваться как единственные экосистемы в физическом и материальном смысле этого слова.
К концу 1980-х годов небольшой группой влиятельных экологов, иногда называемой «мафией Силвуда», был построен первый экотрон в Имперском колледже в Лондоне, Силвуд-Парк. Эта группа сыграла важную роль в росте экспериментов и статистических расчетов в области экологии [GAY 13]. Создатели первого экотрона (как и последующих французских экотронов) хотели защитить и развить контролируемые эксперименты в области экологии: один из первых его сторонников, Джон Лоутон, утверждал, что «если мы не можем понять упрощенные экосистемы, такие как экосистемы экотронов, мы вряд ли поймете очень сложные »[ЗАКОН 01].Тем не менее, его критики сочли невозможным понять сложность экологических процессов в системе, которой точно манипулируют, чтобы исключить неконтролируемые нарушения.
Сегодня большие камеры для кондиционирования климата и измерения газообмена существуют в большинстве крупных университетов и сельскохозяйственных учреждений (например, Биотрон в Новой Зеландии, проект Биоклима в Норвегии, проекты экотрона в Германии и Бельгии). Французские экотроны являются частью двух европейских программ, посвященных разработке и внедрению очень больших экспериментальных инфраструктур для экосистем (AnaEE: Инфраструктура для анализа и экспериментов в экосистемах; ExpeER: Программа Инициативы по интегрированной инфраструктуре (I3)).В то время как вся инфраструктура, подобная экотронам, предназначена для кондиционирования и измерения газообмена между растениями и атмосферой в закрытых системах, инфраструктуры, построенные с 1980-х годов, позволили управлять сообществами небольшой фауны, такой как насекомые и улитки (что было невозможно в предыдущие фитотроны например).
Управление нашими искусственными экосистемами
В современном обществе мы проводим большую часть времени бодрствования и сна в зданиях.Наши объекты представляют собой искусственные экосистемы — огромные совокупности взаимозависимых живых и неживых компонентов. Сооружения стали основной средой обитания человека.
По мере того, как технологии развиваются рекордными темпами, наши искусственные экосистемы становятся все более сложными и изощренными. Эти замысловатые коллекции материалов, инфраструктуры, оборудования и людей с бесчисленными пространственными и временными отношениями и зависимостями требуют все более сложных инструментов, которые помогут нам их проектировать и управлять ими.
Признание объектов среды обитания для современного человека ведет к революции в управлении объектами. Технология ГИС разработана специально для управления и анализа пространственных отношений и предлагает множество преимуществ сообществу, занимающемуся управлением объектами. Только кажется логичным управлять, моделировать и проектировать нашу новую искусственно созданную экосистему с помощью тех же проверенных и надежных инструментов, которые используются для управления, моделирования и проектирования традиционных экосистем. И это уже происходит.
Персонал города Масдар использует ГИС для моделирования информации о зданиях на протяжении всего жизненного цикла проекта.ГИС долгое время использовалась для измерения воздействия объекта на природную экосистему, но сегодня они все чаще используются для планирования, управления и эксплуатации созданной человеком экосистемы, которой является объект. Руководители предприятий обнаруживают, что эти мощные инструменты ГИС, успешно используемые в течение многих лет в таких областях, как анализ окружающей среды и ландшафтное планирование, также поддерживают широкий спектр приложений внутри и за пределами зданий и сооружений — такие приложения, как планирование операций, управление чрезвычайными ситуациями, ADA соблюдение требований, планирование безопасности и защиты, использование и оптимизация пространства и многое другое.Фактически, ГИС можно использовать на протяжении всего жизненного цикла объекта — от выбора площадки, проектирования и строительства до текущего использования, обслуживания и адаптации, и, в конечном итоге, до закрытия, перепрофилирования и восстановления.
В последние несколько лет наблюдается большой интерес к интеграции информационных моделей зданий (BIM) с ГИС. Эти высокодетализированные трехмерные изображения зданий можно импортировать в ГИС, интегрировать с существующей базой данных ГИС, синтезировать с устаревшими данными 2D САПР и использовать для визуализации и анализа в масштабе здания или объекта.
Появляется понимание того, что ГИС можно распространить на застроенную среду отдельных зданий и кампусов. Интеграция данных BIM в модели данных ГИС дает возможность использовать эту информацию с помощью инструментов и приложений геообработки и визуализации. В ArcGIS 10 мы расширили модель данных и инструменты 3D для размещения BIM и других абстракций 3D-зданий, и мы видели правительственные организации, такие как Национальные институты здравоохранения, а также ряд университетов и организаций здравоохранения, интегрирующих свои BIM и 3D. построение моделей с помощью ГИС, чтобы лучше анализировать и управлять своими объектами.
[ширина iframe = ”480 ″ высота =” 270 ″ src = http: //video.esri.com/iframe/56/000000/width/480/0/00: 00: 00 frameborder = ”0 ″ scrolling =» нет»»] «Практические соображения по интеграции BIM и ГИС», презентация Джона Пшибилы на саммите GeoDesign 2010.
В Абу-Даби компания Masdar City использует комбинацию BIM и GIS для планирования и проектирования зданий и инфраструктуры. А в проекте New Town исследовательского центра NASA Langley Research Center в Вирджинии проектировщики зданий работают с ГИС и руководителями предприятий над разработкой совместимости BIM и GIS.Организации с большими и малыми портфелями зданий, государственными или частными, извлекают выгоду из этой способности с помощью приложений для поддержки планирования, эксплуатации и технического обслуживания, использования пространства и управления перемещениями, планирования действий в чрезвычайных ситуациях, управления энергопотреблением и устойчивостью и многого другого. Esri активно развивает свою платформу не только для этих приложений, но и для других 3D-приложений в области GeoDesign.
Интеграция BIM и ГИС — это не только здание или объект; речь идет о взаимосвязи между естественными и созданными руками человека экосистемами.Наша задача состоит в том, чтобы спроектировать наши искусственные экосистемы так, чтобы приносить максимальную пользу обществу, сводя к минимуму краткосрочное и долгосрочное воздействие на окружающую среду. Я считаю, что ГИС как интегрированная платформа для управления и анализа всех пространственных объектов может справиться с этой задачей.
Ссылки по теме:
Что из следующего является примером искусственной экосистемы класса 12 по биологии CBSE
Подсказка: Экосистема — это сообщество взаимодействий между всеми живыми и неживыми компонентами окружающей среды.Искусственная экосистема — это экосистема, в которой экосистема создана людьми.
Полный ответ: Гербарий и культура тканей не являются экосистемой, поскольку для экосистемы должно существовать взаимодействие между биотической и абиотической средой.
Лес — это естественная экосистема, поскольку все организмы, растения и даже мелкие организмы естественным образом встречаются в этой среде.
Аквариум — это искусственная экосистема, в которой созданы подходящие условия для всех растений, водных животных и неживых существ.
Аквариум сознательно спроектирован, разработан и управляется таким образом, чтобы способствовать установлению положительных циклов, которые спонтанно возникают в природе и приводят к взаимодействиям.
Биоразнообразие и круговорот питательных веществ в аквариуме меньше, чем в естественных экосистемах.
Уменьшение биоразнообразия в конечном итоге приводит к низкой продуктивности экосистемы.
Экосистема аквариума не будет стабильной.
Дополнительная информация: Основными параметрами, которые необходимо учитывать и контролировать в аквариуме, являются pH, жесткость, аммиак, нитриты, нитраты, фосфаты.
Идеальный pH сильно варьируется в зависимости от типа растений и рыб в пресноводных аквариумах, но колеблется примерно от 5,5 до более 8,0.
Большинство тропических рыб предпочитают среднюю или слабую кислоту.
Даже столкнувшись с (не внезапным) изменением этого значения, рыбы могут адаптироваться без труда, настолько, что в природе одни и те же виды могут быть найдены в водных экосистемах с очень разными ценностями.
Итак, ответ — B. Аквариум
Примечание: Рыбки в неволе долго не остаются в искусственной среде, если среда, в которой они содержатся, слишком мала и о них регулярно не заботятся.
Что из нижеперечисленного представляет собой крупнейшую рукотворную биологию класса 12 CBSE
Подсказка: Искусственные экосистемы являются копиями природных экосистем, содержащих как биотические, так и абиотические компоненты. Они могут быть поддержаны только вмешательством человека. Они не саморегулируются и почти не имеют разнообразия. Самая большая искусственная экосистема — это та, которая имеет максимальное разнообразие видов и сред, подходящих для каждого из них. Полный пошаговый ответ:
Искусственные экосистемы — это искусственные экосистемы, которые не саморегулируются, а управляются деятельностью человека. Примеры включают зоопарки, аквариумы, сады, фруктовые сады, ботанические сады и т. Д.
— Зоопарк содержит животных из разных биомов в охраняемых вольерах для их сохранения и / или публичного просмотра. Изредка их тоже разводят.
— В зоопарке самое большое разнообразие видов и сред, необходимых для их выживания. Следовательно, из приведенных вариантов, это самая большая искусственная экосистема.
Итак, правильный ответ — «Зоопарк».
Дополнительная информация: Зоопарки, аквариумы и другие связанные экосистемы созданы для учебы, туризма, охраны природы и хобби.
— Искусственные экосистемы создаются для блага человека, таких как сельскохозяйственные выгоды, отдых и т. Д. Они характеризуются своей высокой производительностью, как в случае агроэкосистем и садов, которые построены исключительно для выращивания определенных растений для потребления.