Оглавление
- 1 Экосистема
- 1.1 Определение экосистемы
- 1.2 История термина
- 1.3 Процессы экосистем
- 1.4 Биомы и экосистемные классификации
- 1.5 Роль растений и животных
- 1.6 Экосистемные блага и услуги
- 1.7 Угрозы и восстановление экосистем
- 1.8 Фотосинтез и первичная продукция
- 1.9 Поток энергии в экосистемах
- 1.10 Дыхание и чистое производство
- 1.11 Трофические уровни и пищевые сети
- 1.12 Разложение органического вещества
- 1.13 Динамика и устойчивость экосистем
- 1.14 Круговорот питательных веществ
- 1.15 Круговорот азота в экосистемах
- 1.16 Основные и второстепенные питательные вещества
- 1.17 Азотфиксация и её роль
- 1.18 Микробиологическое разложение и круговорот азота
- 1.19 Микоризные грибы и круговорот азота
- 1.20 Фосфор и другие питательные вещества
- 1.21 Биоразнообразие и экосистемные процессы
- 1.22 Экосистемные инженеры и подходы к изучению
- 1.23 Классификации экосистем
- 1.24 Взаимодействие человека с экосистемами
- 1.25 Оценка экосистем на пороге тысячелетия
- 1.26 Воздействие человека на экосистемы
- 1.27 Межправительственная научно-политическая платформа по биоразнообразию и экосистемным услугам (МПБЭУ)
- 1.28 Экономическая ценность экосистемных услуг
- 1.29 Деградация и упадок экосистем
- 1.30 Управление экосистемами
- 1.31 Восстановление и устойчивое развитие
- 1.32 Типы экосистем
- 1.33 Полный текст статьи:
- 2 Экосистема
Экосистема
-
Определение экосистемы
- Экосистема состоит из организмов и абиотических сообществ, взаимодействующих друг с другом.
- Биотические и абиотические компоненты связаны циклами питательных веществ и потоков энергии.
-
История термина
- Термин “экосистема” впервые использован Артуром Тэнсли в 1935 году.
- Тэнсли разработал концепцию для привлечения внимания к переносу веществ между организмами и окружающей средой.
-
Процессы экосистем
- Экосистемы находятся под контролем внешних и внутренних факторов.
- Внешние факторы, такие как климат и рельеф, контролируют общую структуру экосистемы.
- Внутренние факторы, такие как разложение и конкуренция, контролируют доступность ресурсов.
-
Биомы и экосистемные классификации
- Биомы — это общие классы экосистем, но четкого различия между ними нет.
- Экосистемные классификации учитывают биотический компонент, абиотический комплекс, взаимодействия и физическое пространство.
-
Роль растений и животных
- Растения обеспечивают энергию через фотосинтез.
- Животные перемещают вещество и энергию, влияя на биомассу.
- Разлагатели высвобождают углерод и способствуют круговороту питательных веществ.
-
Экосистемные блага и услуги
- Экосистемные блага включают воду, продукты питания и топливо.
- Экосистемные услуги включают поддержание гидрологических циклов и очистку воздуха.
-
Угрозы и восстановление экосистем
- Антропогенное воздействие, такое как потеря почвы и загрязнение, приводит к деградации экосистем.
- Восстановление экосистем способствует устойчивому развитию.
-
Фотосинтез и первичная продукция
- Фотосинтез обеспечивает растения энергией для роста и поддержания жизнедеятельности.
- Около половины фотосинтеза используется для роста, остальное — на дыхание.
- Чистое первичное производство (ЧПП) — это разница между фотосинтезом и дыханием.
-
Поток энергии в экосистемах
- Энергия и углерод поступают в экосистемы через фотосинтез и передаются другим организмам.
- Углерод и энергия в тканях растений либо потребляются животными, либо разлагаются.
- В наземных экосистемах большинство ЧПП расщепляется разлагающими веществами.
-
Дыхание и чистое производство
- Дыхание экосистемы — это сумма дыхания всех живых организмов.
- Чистое производство экосистемы — это разница между валовым первичным производством и дыханием.
- При отсутствии помех чистое производство эквивалентно чистому накоплению углерода.
-
Трофические уровни и пищевые сети
- Фотосинтезирующие организмы являются основными производителями.
- Первичные потребители — травоядные, вторичные — плотоядные.
- Реальные системы образуют пищевые сети, а не цепочки.
-
Разложение органического вещества
- Углерод и питательные вещества в мертвом органическом веществе расщепляются.
- Процессы разложения включают выщелачивание, фрагментацию и химическое изменение.
- Скорость разложения зависит от температуры, влажности и микробного сообщества.
-
Динамика и устойчивость экосистем
- Экосистемы динамичны и подвержены возмущениям.
- Экологическая устойчивость — это способность системы восстанавливаться после нарушений.
- Нарушения могут привести к сукцессии и изменениям в экосистеме.
-
Круговорот питательных веществ
- Экосистемы обмениваются энергией и углеродом с окружающей средой.
- Минеральные питательные вещества циркулируют между растениями, животными, микробами и почвой.
-
Круговорот азота в экосистемах
- Азот поступает в экосистемы через биологическую азотфиксацию, осадки, пыль, газы и удобрения.
- В краткосрочной перспективе количество азота ограничено, что делает круговорот важным фактором контроля за продукцией экосистем.
- В долгосрочной перспективе доступность фосфора также важна.
-
Основные и второстепенные питательные вещества
- Основные питательные вещества: азот, фосфор, калий.
- Второстепенные питательные вещества: кальций, магний, сера.
- Микроэлементы: бор, хлорид, медь, железо, марганец, молибден, цинк.
- Полезные питательные вещества: алюминий, кобальт, йод, никель, селен, кремний, натрий, ванадий.
-
Азотфиксация и её роль
- Азотфиксация была основным источником азота до недавнего времени.
- Азотфиксирующие бактерии живут в симбиозе с растениями или свободно обитают в почве.
- Антропогенное поступление азота составляет около 80% всех потоков.
-
Микробиологическое разложение и круговорот азота
- Микробиологическое разложение высвобождает азотистые соединения из мертвого органического вещества.
- Почвенные бактерии используют органические азотсодержащие соединения и выделяют ионы аммония.
- Нитраты и нитриты превращаются в газообразный азот в условиях, богатых азотом и бедных кислородом.
-
Микоризные грибы и круговорот азота
- Микоризные грибы переносят соединения фосфора и азота обратно к корням растений.
- Этот механизм способствует усвоению растениями более 70 тг азота ежегодно.
-
Фосфор и другие питательные вещества
- Фосфор попадает в экосистемы через атмосферные воздействия.
- Кальций и сера образуются в результате выветривания, но кислотные отложения важны для серы.
- Магний и марганец образуются в результате выветривания, но обмен органическими веществами важен.
- Калий циркулирует между живыми клетками и органическим веществом почвы.
-
Биоразнообразие и экосистемные процессы
- Биоразнообразие играет важную роль в функционировании экосистемы.
- Экосистемные процессы определяются видами и их взаимодействием с окружающей средой.
- Экологическая теория предполагает, что виды должны обладать определенным уровнем предельного сходства для сосуществования.
-
Экосистемные инженеры и подходы к изучению
- Экосистемный инженер — это организм, создающий, изменяющий или разрушающий среду обитания.
- Экология экосистем изучает взаимодействия между организмами и окружающей средой.
- Исследования экосистем могут проводиться с помощью теоретических, длительных, сравнительных и манипуляционных экспериментов.
-
Классификации экосистем
- Биомы — это общие классы экосистем, но четкого различия между ними нет.
- Экосистемы могут быть классифицированы по структуре, географии, антропогенному воздействию, интеграции с социальными процессами и новизне.
- Экосистемные классификации учитывают биотический компонент, абиотический комплекс, взаимодействия и физическое пространство.
-
Взаимодействие человека с экосистемами
- Деятельность человека влияет на внешние факторы, такие как климат.
- Экосистемы предоставляют множество товаров и услуг, таких как вода, продукты питания, топливо и лекарственные растения.
- Экосистемные услуги включают поддержание гидрологических циклов, очистку воздуха и воды, поддержание содержания кислорода и опыление сельскохозяйственных культур.
-
Оценка экосистем на пороге тысячелетия
- Международное обобщение, подготовленное более чем 1000 учеными-биологами
- Анализируется состояние экосистем Земли и даются рекомендации для лиц, принимающих решения
- Определены четыре категории экосистемных услуг: предоставление, регулирование, культурные и вспомогательные
-
Воздействие человека на экосистемы
- Деятельность человека снижает биоразнообразие и устойчивость экосистем
- Природные системы рассматриваются как “системы жизнеобеспечения человечества”
- Только четыре экосистемные услуги улучшились за последние 50 лет, 15 находятся в серьезном упадке, пять в плачевном состоянии
-
Межправительственная научно-политическая платформа по биоразнообразию и экосистемным услугам (МПБЭУ)
- Создана для улучшения взаимодействия науки и политики в вопросах биоразнообразия и экосистемных услуг
- Призвана выполнять ту же роль, что и Межправительственная группа экспертов по изменению климата
-
Экономическая ценность экосистемных услуг
- Экосистемные услуги ограничены и находятся под угрозой из-за деятельности человека
- Присваивается экономическая ценность экосистемным услугам, часто на основе стоимости их замены антропогенными альтернативами
- Проблема определения экономической ценности природы вызывает междисциплинарные сдвиги в осознании окружающей среды и управлении ею
-
Деградация и упадок экосистем
- Рост численности населения и потребления увеличивает потребности экосистем в ресурсах и последствия воздействия человека
- Природные ресурсы уязвимы и ограничены
- Антропогенные воздействия на окружающую среду становятся все более очевидными
- Проблемы включают загрязнение окружающей среды, изменение климата и утрату биоразнообразия
-
Управление экосистемами
- Экосистемное управление применяется ко всем экосистемам, а не к отдельным видам
- Фундаментальный принцип – долгосрочная устойчивость производства товаров и услуг экосистемой
- Управление экосистемами может использоваться как часть плана по сохранению дикой природы и в интенсивно управляемых экосистемах
-
Восстановление и устойчивое развитие
- Комплексные проекты по сохранению и развитию направлены на решение проблем сохранения природы и устойчивого развития в развивающихся странах
-
Типы экосистем
- Экосистемы озера, реки, моря, тропического соленого пруда, бореальная, подземные воды, горная, городская, агроэкосистема, закрытая, истощенная, новая, эталонная
- Примеры экосистем в конкретных регионах мира: Большая экосистема Йеллоустоуна, Экосистема пользователей, Экосистема длиннолистной сосны, Экосистема Тарангире