Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 43
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Медико-профилактический факультет с отделением биологии
Кафедра фундаментальной и прикладной микробиологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Общая экология»
на тему:
«Типы и иерархии экосистем»
Автор работы:
студент МПФ группы 101А
Салмина Анастасия Сергеевна _______________________
Научный руководитель:
доцент кафедры фундаментальной
и прикладной микробиологии, к.б.н.
Борцова Юлия Львовна ________________________
Уфа – 2020
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………..3
ГЛАВА 1. Экосистема и ее составляющие………………...4
1.1. Основное понятие «экосистема»……………………….4
1.2. Строение экосистемы. Основные ее компоненты……..6
1.3. Устойчивость экосистем………………………………...8
ГЛАВА 2. Существование типов экосистем……………….10
2.1. Типы экосистем………………………………………….10
2.2. Элементарные (микроэкосистемы) экосистемы……….20
2.3. Зональные (макроэкосистемы) экосистемы……………22
2.4 Локальные (мезоэкосистемы) экосистемы……………...23
ГЛАВА 3. Иерархия экосистем………………………………26
3.1 Иерархия экосистем……………………………………….26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………..32
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………..33
Введение
Типы и иерархия экосистемчрезвычайно сложны, поскольку само понятие экосистемы не имеет ранга и размерности. По-видимому, нет и безальтернативного понимания причин и механизмов, скрепляющих единство экосистем, не говоря уже о межвидовых взаимоотношениях. Найти элементарную единицу их классификации трудно. Р. Дажо (1975), изучавший дискретность экосистем, выделял микро-, мезо- и макроэкосистемы, указывая при этом, что термин «экосистема» одинаково применим к биоценозам и соответствующим биотопам самого различного размера и пространственной организованности.
По-видимому, это та же проблема, которая возникает и при классификации биоценозов, поскольку биоценоз, сформировавшийся в конкретных условиях среды, может формировать облик экосистемы. С другой стороны, для классификации экосистем можно использовать среды жизни, ландшафтные, геоморфологические и географические характеристики. Это могут быть экосистемы пруда, озера, моря, океана, леса, тундры, луга, болота, болотной кочки и т.п.
Цель этой работы - изучение и понимание, как строится экосистема и какие типы бывают.
Глава 1. Экосистема и ее составляющие
1.1.Основное понятие «экосистема»
Термин «экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 году и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме («oikos» - дом, жилище и «logos»- наука, знание). По этой причине экологию иногда связывают только с учением о среде обитания (доме) или окружающей среде. Однако среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как и организмы вне их среды обитания. Это составные части единого функционального целого, что и подчеркивается приведенным выше определением экологии как науки о взаимоотношениях организмов и среды [3].
Основным понятием и основной таксономической единицей в экологии является «экосистема». Этот термин, введен в употребление А. Тенсли в 1935 г., т. е. более полувека спустя после выделения экологии как отрасли научных знаний (1866).
Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистем - способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.
Живые организмы, взаимно дополняя и обеспечивая жизнедеятельность, друг друга, образуют устойчивые сообщества, а в комплексе со средой обитания - устойчивую систему, которая получила название экосистема («oikos» - жилище, местопребывание).
Океан, море, река, тундра, тайга, пустыня, лес, лужа, гнилое дерево - все это экосистемы.
В комплексе все экосистемы Земли составляют единую глобальную экосистему – биосферу («bios» - жизнь и «sphaira» - шар) . Биосфера – это особая оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью всех живых организмов. Экосистемы образовались в процессе длительной эволюции. Это сложный и устойчивый природный механизм, способный путем саморегуляции противостоять изменениям среды и численности [5].
В настоящее время широкое распространение получило следующее определение экосистемы. Экосистема – это любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ. По Н. Ф. Реймерсу (1990), экосистема – это любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами. Следует подчеркнуть, что совокупность специфического физико-химического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) и образует экосистему. А. Тенсли (1935) предложил следующее соотношение:
Экосистема = Биотоп + Биоценоз
Первый блок состоит из взаимосвязанных организмов разных видов и носит название «биоценоз» (термин введен немецким зоологом К. Мебиусом в 1877 г.), второй блок составляет среда обитания, которую в данном случае называют «биотоп» или «экотон» [2].
Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями или их частями. Популяция – это относительно обособленная часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и способная к саморегулированию и поддерживанию оптимальной численности особей. Каждый вид в пределах занимаемой территории (ареала), таким образом, распадается на популяции. Размеры их различны. В таком случае можно сказать, что биоценоз - это сумма взаимосвязанных между собой и с условиями среды популяций разных видов.
Экосистема – довольно гибкое понятие, к ней может относиться биотическое сообщество любого масштаба со средой обитания – от пруда до Мирового океана, от дерева в лесу до обширного лесного массива.
При этом обычно между экосистемами нет четких границ, и одна экосистема постепенно переходит в другую.
1.2. Строение экосистемы. Основные ее компоненты.
В экосистеме можно выделить два компонента — биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза или продуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества — консументы и редуценты) компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы.
Единственным источником энергии для существования экосистемы и поддержания в ней различных процессов являются продуценты, усваивающие энергию солнца, (тепла, химических связей) с эффективностью 0,1 — 1 %, редко 3 — 4,5 % от первоначального количества. Автотрофы представляют первый трофический уровень экосистемы. Последующие трофические уровни экосистемы формируются за счёт консументов (2-ой, 3-й, 4-й и последующие уровни) и замыкаются редуцентами, которые переводят неживое органическое вещество в минеральную форму (абиотический компонент), которая может быть усвоена автотрофным элементом.
С точки зрения структуры в экосистеме выделяют:
-
климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды; -
неорганические вещества, включающиеся в круговорот; -
органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии; -
продуценты — организмы, создающие первичную продукцию; -
макроконсументы, или фаготрофы, — гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества; -
микроконсументы — гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот.
Последние три компонента формируют биомассу экосистемы.
С точки зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов:
-
биофаги — организмы, поедающие других живых организмов, -
сапрофаги — организмы, поедающие мёртвое органическое вещество.
Данное разделение показывает временно-функциональную связь в экосистеме, фокусируясь на разделении во времени образования органического вещества и перераспределении его внутри экосистемы и переработки сапрофагами. Между отмиранием органического вещества и повторным включением его составляющих в круговорот вещества в экосистеме может пройти существенный промежуток времени, например, в случае соснового бревна, 100 и более лет.
Все эти компоненты взаимосвязаны в пространстве и времени и образуют единую структурно-функциональную систему [7].
1.3.Устойчивость экосистем
Экосистема может быть описана комплексной схемой прямых и обратных связей, поддерживающих гомеостаз системы в некоторых пределах параметров окружающей среды. Таким образом, в некоторых пределах экосистема способна при внешних воздействиях поддерживать свою структуру и функции относительно неизменными. Обычно выделяют два типа гомеостаза: резистентный — способность экосистем сохранять структуру и функции при негативном внешнем воздействии и упругий — способность экосистемы восстанавливать структуру и функции при утрате части компонентов экосистемы. В англоязычной литературе используются сходные понятия: локальная устойчивость — англ. local stability и общая устойчивость — англ. global stability.
Иногда выделяют третий аспект устойчивости — устойчивость экосистемы по отношению к изменениям характеристик среды и изменению своих внутренних характеристик. В случае, если экосистема устойчиво функционирует в широком диапазоне параметров окружающей среды и/или в экосистеме присутствует большое число взаимозаменяемых видов, такое сообщество называют динамически прочным. В обратном случае, когда экосистема может существовать в весьма ограниченном наборе параметров окружающей среды, и/или большинство видов незаменимы в своих функциях, такое сообщество называется динамически хрупким. Необходимо отметить, что данная характеристика в общем случае не зависит от числа видов и сложности сообществ. Классическим примером может служить Большой Барьерный риф у берегов Австралии, являющийся одной из «горячих точек» биоразнообразия в мире — симбиотические водоросли кораллов, динофлагелляты, весьма чувствительны к температуре. Отклонение от оптимума буквально на пару градусов ведёт к гибели водорослей, а до 50-60 % питательных веществ полипы получают от фотосинтеза своих мутуалистов.
У экосистем существует множество состояний, в которых она находится в динамическом равновесии; в случае выведения из него внешними силами, экосистема совершенно необязательно вернётся в изначальное состояние, зачастую её привлечёт ближайшее равновесное состояние, хотя оно может быть очень близким к первоначальному виду [6].
Глава 2.Существование типов экосистем
2.1. Типы экосистем
Довольно много критерий, по которым можно разделить типы экосистем. В основном, выделяют 3 типа:
- элементарные (микроэкосистемы) – экосистемы самого нижнего ранга, по размеру сходные с небольшими компонентами среды: ствол гниющего дерева, небольшой водоем, зубная полость человека и т.п.;
- локальные (мезоэкосистемы) (лесной массив, река, пруд и т.д.),
- зональные (макроэкосистемы) или биомы – крупные наземные экосистемы, имеющие очень большое распространение (океан, континенты, материки, природные зоны – тундра, тайга, дождевые тропические леса, саванны и др.).
В зависимости от происхождения экосистемы подразделяются на:
1. природные (естественные) экосистемы- Все природные экосистемы созданы естественным путем, без воздействия каких-либо антропогенных факторов. Они характеризуются взаимосвязанностью всех компонентов (климат, неорганические вещества и органические соединения, растения и животные), между которыми происходит обмен веществом и энергией. Среди всего многообразия существующих природных экосистем выделяют 3 основные группы: наземные, морские и пресноводные.
1)Наземные
Главным фактором при классификации наземных экосистем является тип растительного покрова, преобладающий на определённой территории. Именно по этому критерию можно составить примерный портрет о структуре и характеристиках экосистемы той или иной местности. Опираясь на принцип широтной зональности, можно выделить 9 основных типов биомов, начнём с тех, что ближе к экватору.
Вечнозеленый дождевой тропический лес: Данный биом находится в экваториальном поясе. Здесь всегда очень влажно, и температура стабильна круглый год. Именно в таких благоприятных условиях проживает почти 70% всех известных видов растений и животных Земли. Для тропических лесов характерна древесная растительность, при этом кустарники тут практически отсутствуют, а вот лианы, наоборот, произрастают в больших количествах. Из-за плотности крон высоких деревьев солнечный свет редко проникает к земле. По этой причине подлесок на нижнем ярусе не формируется. Но в тех местах, где вдруг образовались пустоты в лиственном навесе, территория под деревьями сразу покрывается труднопроходимыми зарослями небольших деревьев, кустарников и лиан.