Природні та антропогенні екосистеми. Наслідки порушень в екосистемах. Стійкість і стабільність екосистем

Вступ

1. Сутність та види екосистем. Природні та антропогенні екосистеми

2. Антропогенний вплив на природні екосистеми

3. Стійкість та стабільність екосистеми

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Екосистема - це сукупність живих організмів, що обмінюються безупинно енергією, речовиною й інформацією один з одним і з навколишнім середовищем. Енергію визначають як здатність робити роботу. Властивості енергії описуються законами термодинаміки. Перший закон (початок) термодинаміки або закон збереження енергії затверджує, що енергія може переходити з однієї форми в іншу, але вона не зникає й не створюється заново. Другий закон (початок) термодинаміки або закон ентропії затверджує, що в замкнутій системі ентропія може тільки зростати. Стосовно до енергії в екосистемах зручне наступне формулювання: процеси, пов'язані з перетвореннями енергії, можуть відбуватися мимовільно тільки за умови, що енергія переходить із концентрованої форми в неуважну, тобто деградує. Міра кількості енергії, що стає недоступної для використання, або інакше міра зміни впорядкованості, що відбувається при деградації енергії, є ентропія. Чим вище впорядкованість системи, тим менше її ентропія.

Екосистема - основне поняття екології Екологія розглядає взаємодію живих організмів і неживої природи. Ця взаємодія, по-перше, відбувається в рамках певної системи (екологічної системи, екосистеми) і, по-друге, вона не хаотична, а певним чином організована, підлегла законам. Екосистемою називають сукупність продуцентів, консументів і детритофагів, взаємодіючих один з одним і з навколишнім їхнім середовищем за допомогою обміну речовиною, енергією й інформацією таким чином, що ця єдина система зберігає стійкість протягом тривалого часу.


1. Сутність та види екосистем. Природні та антропогенні екосистеми

Основною функціональною одиницею біоекології є екосистема. Цей термін вперше був введений англійським біологом А.Тенслі в 1935 р.

Система-це впорядковано взаємодіючі і взаємопов'язані компоненти, що утворюють єдине ціле.

Екологічна система- складна ієрархічна структура організованої матерії, в якій при об'єднанні компонентів в більші функціональні одиниці виникають нові якості, що відсутні на попередньому рівні; є єдиним стійким природним комплексом живих організмів і природного середовища, в якому вони існують; відкритою термодинамічною системою, що існує за рахунок надходження з навколишнього середовища енергії та речовини і має здатність до саморозвитку та саморегуляції.

Екологічній системі властиві ознаки систем:

Емерджентність -виникненнянових властивостей,які характеризують систему, за рахунок взаємодії її окремих елементів

Якісно нові, емерджентні властивості екологічного рівня, не можна передбачити, виходячи з властивостей компонентів, що становлять цей рівень. Дійсно, окремі лісові дерева, кущі, трави, гриби, птахи, комахи, звірі мають свої якісні характеристики, але всі разом вони творять нову якість - ліс. Сукупність – сума властивостей кожної системи, тобто наявність сукупних властивостей (наприклад, народжуваність для популяції - сума індивідуальної плодючості особин виду).

Гетерогенністьсистеми (або принцип різноманіття) полягає в тому, що система не може складатися з абсолютно ідентичних елементів.

Але не всяка комбінація “життя - середовище” - можебути екосистемою. Нею може стати лише середовище, де має місце стабільність і чітко функціонує внутрішній колообіг речовин.

Під час вивчення екосистемхарактеризують:

  • видовий чи популяційний склад і кількісне співвідношення видових популяцій;
  • абіотичні умови та ресурси, що властиві даній системі;
  • сукупність усіх зв’язків, у першу - ланцюгів живлення, співвідношення організмів з різним типом живлення;
  • розмір первинної і вторинної продукції;
  • просторовий розподіл окремих елементів;
  • швидкість колообігу.

Види екосистем:

- За розмірами розрізняють екосистеми:

  • мікроекосистеми(трухлявий пень, мурашник, мертві стовбури дерев);
  • мезоекосистеми, або біогеоценози (ділянка лісу, озеро, водосховище);
  • макроекосистеми(континент, океан);
  • глобальною екосистемою- охоплюють величезні території чи акваторії, що визначаються характерними для них макрокліматами і відповідають цілим природним зонам (екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, листяних і мішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, морські екосистеми, а також біосфера нашої планети).

- За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на:

  • природні- у промислове розвинутих країнах екосистем не захоплених людською діяльністю майже не залишилося, хіба що в заповідниках;
  • антропогенно-природні- лісові насадження, луки, ниви хоча й складаються, майже, виключно з природних компонентів, але створені і регулюються людьми;
  • антропогенні- переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом є міста, промислові вузли, села (в межах забудови), кораблі тощо.

Обмін речовин часто відіграє визначальну роль у формуванні більшості екосистем — від парцел біогеоценозів до систем біогеоценозів та біосфери [4]. Хоча загальновідомі такі найяскравіші приклади міжекосистемних взаємодій, як біотичне багатство та висока продуктивність заплав, дельт, лагун, але повсюдність та фундаментальний характер цих взаємодій здебільшого не враховують в екологічних дослідженнях, і навіть у фундаментальних працях модель екосистеми зазвичай розглядається як горизонтально замкнена. Не заперечуючи методичного значення такої моделі, потрібно зважати на те, що до горизонтально закритої моделі наближається дуже мало реальних екосистем. Горизонтальними взаємодіями нехтують через їх очевидну непомітність і складність інструментальних вимірювань. Але якщо характер та напрямок взаємодій є незмінним протягом тривалого часу, вони, хоч і не мають значної частки у балансі взаємодіючих екосистем, стають необхідними для їх існування (особливо через велику кількість взаємодій). Нижче наведено типологію екосистем за різними параметрами обміну речовиною, енергією та інформацією між собою (в межах біосфери) та з позабіосферним середовищем, засновану на законі збереження речовини і енергії, на системному та холістичному підходах. Вона буде корисною для характеристики екосистем в екологічних дослідженнях, їх порівняння та виявлення загальних закономірностей сполучення певних параметрів різних ознак, за якими здійснюється класифікація. Знання та усвідомлення особливостей горизонтальних та вертикальних взаємодій конкретних екосистем дасть інформацію для м’якого управління природними та антропогенними екосистемами різних рангів.

Таким чином, для природної екосистеми характерні три ознаки:

1) екосистема обов'язково являє собою сукупність живих і неживих компонентів;

2) у рамках екосистеми здійснюється повний цикл, починаючи зі створення органічної речовини й закінчуючи його розкладанням на неорганічні складові;

3) екосистема зберігає стійкість протягом деякого часу, що забезпечується певною структурою біотичних і абіотичних компонентів. Прикладами природних екосистем є озеро, ліс, пустеля, тундра, суша, океан, біосфера. Як видно із прикладів, більше прості екосистеми входять у більш складно організовані. При цьому реалізується ієрархія організації систем, у цьому випадку екологічних.

Таким чином, пристрій природи варто розглядати як системне ціле, що складається із вкладених одна в іншу екосистем, вищої з яких є унікальна глобальна екосистема - біосфера. У її рамках відбувається обмін енергією й речовиною між всіма живими й неживими складовими в масштабах планети.

Таким чином, будь-яка жива система, у тому числі й екосистема, підтримує свою життєдіяльність завдяки, по-перше, наявності в навколишнім середовищі в надлишку дарової енергії (енергія Сонця); у других, здатності за рахунок пристрою складових її компонентів цю енергію вловлювати й концентрувати, а використавши - розсіювати в навколишнє середовище. Таким чином, спочатку вловлювання, а потім концентрування енергії з переходом від одного трофічного рівня до іншого забезпечує підвищення впорядкованості, організації живої системи, тобто зменшення її ентропії.

2. Антропогенний вплив на природні екосистеми

Сучасний вплив людини на природні екосистеми незрівнянно більший, ніж раніше. Сумарна потужність антропогенних викидів і скидів в багатьох випадках є близькою, а часто і більшою ніж потужність природних джерел. Наприклад, антропогенні джерела викидають свинцю в десять разів більше ніж природні, оксидів азоту приблизно однакову кількість, а сірчастих газів промисловість викидає 30 млн. тон проти 150 млн. т природних викидів. Гірничовидобувне виробництво вилучає за рік із земних надр