Екосистеми: природні та штучні. Екосистеми це одне з ключових понять екології, яке є системою, що включає в себе кілька

На відміну від природної екосистеми штучна екосистема характеризується. Відповідь запишіть цифрами без пробілів.

1) великою різноманітністю видів

2) різноманітними ланцюгами живлення

3) незамкненим кругообігом речовин

4) переважанням одного – двох видів

5) впливом антропогенного фактора

6) замкнутим кругообігом речовин

Пояснення.

Відмінність агроценозів від природних біогеоценозів. Між природними та штучними біогеоценозами поряд із подібністю існують і великі відмінності, які важливо враховувати у сільськогосподарській практиці.

Перша відмінність полягає у різному напрямку відбору. У природних екосистемах існує природний відбір, що відкидає неконкурентоспроможні види та форми організмів та їх угруповань в екосистемі і тим самим забезпечує її основну властивість - стійкість. В агроценозах діє переважно штучний відбір, спрямований людиною насамперед максимальне підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Тому екологічна стійкість агроценозів невелика. Вони не здатні до саморегуляції та самовідновлення, схильні до загрози загибелі при масовому розмноженні шкідників або збудників хвороб. Тому без участі людини, її невпинної уваги та активного втручання в їхнє життя агроценози зернових та овочевих культур існують не більше року, багаторічних трав – 3-4 роки, плодових культур – 20-30 років. Потім вони розпадаються чи відмирають.

Друга відмінність - у джерелі енергії, що використовується. Для природного біогеоценозу єдиним джерелом енергії є Сонце. У той же час агроценози, окрім сонячної енергії, отримують додаткову енергію, яку витратила людина на виробництво добрив, хімічних засобів проти бур'янів, шкідників та хвороб, на зрошення чи осушення земель тощо. .

Третя відмінність зводиться до того, що в агроекосистемах різко знижено видове розмаїття живих організмів. На полях зазвичай культивують один або кілька видів (сортів) рослин, що призводить до значного збіднення видового складу тварин, грибів, бактерій. Крім того, біологічна одноманітність сортів культурних рослин, що займають великі площі (іноді десятки тисяч гектарів), часто є основною причиною їх масового знищення спеціалізованими комахами (наприклад, колорадським жуком) або ураження збудниками хвороб (борошняно-торосяними, іржовими, сажевими грибами, ін).

Четверта відмінність полягає у різному балансі поживних елементів. У природному біогеоценозі первинна продукція рослин (урожай) споживається у численних ланцюгах (мережах) живлення і знову повертається в систему біологічного круговороту у вигляді вуглекислого газу, води та елементів мінерального живлення.

В агроценозі такий кругообіг елементів різко порушується, оскільки значну їх частину людина вилучає з урожаєм. Тому для відшкодування їх втрат і, отже, підвищення врожайності культурних рослин необхідно постійно вносити у ґрунт добрива.

Таким чином, порівняно з природними біогеоценозами агроценози мають обмежений видовий склад рослин та тварин, не здатні до самооновлення та саморегулювання, схильні до загрози загибелі внаслідок масового розмноження шкідників або збудників хвороб та вимагають невпинної діяльності людини з їхньої підтримки.

Під цифрами 3, 4, 5 – характеризує агроценоз; 1, 2, 6 – природний біогеоценоз.

Відповідь: 345.

Природні, природні екосистеми утворилися внаслідок впливу сил природи. Їх характерні:

• Тісний взаємозв'язок органічних та неорганічних речовин
• Повне, замкнене коло кругообігу речовин: починаючи від появи органічної речовини і закінчуючи її розпадом та розкладанням на неорганічні компоненти.
• Стійкість та здатність до самовідновлення.

Усі природні екосистеми визначаються такими ознаками:

• 1. Видова структура: чисельність кожного виду тварини чи рослини регулюється природними умовами.
  2. Просторова структура: всі організми розташовуються у суворій горизонтальній або вертикальній ієрархії. Наприклад, у лісовій екосистемі чітко виділяються яруси, у водній – розміщення організмів залежить від глибини води.
  3. Біотичні та абіотичні речовини. Організми, що становлять екосистему, поділяються на неорганічні (абіотичні: світло, повітря, ґрунт, вітер, вологість, тиск) та органічні (біотичні - тварини, рослини).
  4. У свою чергу біотичний компонент ділиться на виробників, споживачів та руйнівників. До виробників відносять рослини та бактерії, які за допомогою сонячного світла та енергії створюють з неорганічних речовин органіку. Споживачі - це тварини та м'ясоїдні рослини, які харчуються цією органікою. Руйнівники (гриби, бактерії, деякі мікроорганізми) є вінцем харчового ланцюжка, оскільки виробляють зворотний процес: органіку перетворюють на неорганічні речовини.

Штучні екосистеми

Штучними екосистемами називають угруповання тварин і рослин, що мешкають в умовах, які створила для них людина. Їх ще називають нообіогеоценозами чи соціоекосистемами. Приклади: поле, пасовища, місто, суспільство, космічний корабель, зоосад, сад, штучний ставок, водосховище.

Найпростішим прикладом штучної екосистеми є акваріум. Тут ареал проживання обмежений стінками акваріума, приплив енергії, світла та поживних речовин здійснюється людиною, він же регулює температуру та склад води. Чисельність жителів також споконвічно визначено.

Перша особливість: усі штучні екосистеми є гетеротрофними., тобто споживають готову їжу. Візьмемо для прикладу місто – одну з найбільших штучних екосистем. Тут величезну роль відіграє приплив штучно створеної енергії (газопровід, електрика, продукти харчування). У той же час такі екосистеми характеризуються великим виходом отруйних речовин. Тобто ті речовини, які в природній екосистемі надалі служать для виробництва органіки, у штучних часто стають непридатними.

Ще одна відмінна риса штучних екосистем - незамкнений цикл обміну речовин.Візьмемо для прикладу агроекосистеми – найважливіші для людини. До них відносяться поля, сади, городи, пасовища, ферми та інші сільськогосподарські угіддя, на яких людина створює умови для виведення продуктів споживання. Частина харчового ланцюжка в таких екосистемах людина виймає (у вигляді врожаю), а тому харчовий ланцюжок стає зруйнованим.

Третьою відмінністю штучних екосистем від природних є їх видова нечисленність. Справді, людина створює екосистему для виведення одного (рідше кількох) видів рослин чи тварин. Наприклад, на пшеничному полі знищуються всі шкідники та бур'яни, культивується лише пшениця. Це дає змогу отримати найкращий урожай. Але в той же час знищення «невигідних» для людини організмів робить екосистему нестійкою.

Порівняльна характеристика природних та штучних екосистем

Порівняння природних екосистем та соціоекосистем зручніше подати у вигляді таблиці:

№3. Серед кількох кімнатних рослин знайдітьоднодольне та дводольне, назвіть їх відмітні ознаки.

Основною ознакою кімнатних рослин можна помітити жилкування листя.

Білет № 12

№1. Доядерні та ядерні організми, їх характеристіка.

Біологічна різноманітність, його роль у збереженні стійкості біосфери.

№2. Біологічна різноманітність-різноманітністьвидів, що населяють Землю, різноманітність природних екосистем на земній кулі. 2. Різноманітність видів у природі – причина різноманітних харчових, територіальних зв'язків між ними, найбільш повного використання природних ресурсів, замкнутого круговороту речовин у природній екосистемі. Тропічний ліс - стійка екосистема завдяки великій різноманітності видів у ній, пристосованості організмів до спільного проживання, оптимальному використанню природних ресурсів. Екосистема, що складається з небагатьох видів, наприклад невелика водойма, луг, - приклад нестійких природних угруповань. 3. Скорочення видового розмаїття як наслідок діяльності: будівництво міст, залізниць і шосейних доріг, вирубування великих масивів лісу, будівництво промислових підприємств, оранка земель під сільськогосподарські угіддя. Зникнення нині близько 10% видів вищих рослин Землі. Вирубування тропічних лісів, у яких зосереджена значна частина видів рослин та тварин, - проблема, яка потребує застосування спеціальних заходів захисту лісів. Зникнення за останні 400 років понад 60 видів ссавців та понад 100 видів птахів. 4. Вплив забруднення довкілля на видове розмаїття, причини його скорочення. Так, забруднення води у річках промисловими відходами - причина скорочення чисельності річкового раку, прісноводної перлини (молюски), деяких видів риб. Обробка полів та садів отрутохімікатами – причина загибелі птахів, які харчуються комахами, зараженими отрутами. Екосистемний характер скорочення видового розмаїття: кожен зниклий вид рослин забирає з собою п'ять видів безхребетних тварин, існування яких нерозривно пов'язане з цією рослиною. 5. Роль біорізноманіття у збереженні стійкості біосфери. Залежність існування людини стану біосфери, від її біологічного розмаїття. Збереження видового розмаїття, місць проживання рослин та тварин. Територія, що охороняється: заповідники, біосферні заповідники, національні парки, пам'ятники природи, їх роль у збереженні різноманітності життя на Землі.

№3. Середпробірок з насінням виберіть ту, в якій знаходиться насіння, що висівається на глибину 1-2 см. Поясніть свій вибір.

Якщо сіяти насіння на глибину 1-2 см, то треба вибрати пробірку з дрібним насінням, так як воно містить невеликий запас поживних речовин. Якщо таке насіння посіяти глибоко, то рослини, що розвинулися, не зможуть пробитися до світла через нестачу поживних речовин. Дрібне і швидко проростає насіння (салат, редиска, капуста та ін.) висівають на глибину 1-2 см, а дрібне, але повільного насіння, що проростає (цибуля, петрушка, морква та ін.) - на глибину 2,0-3,0 див. великі (боби, горох) – глибину 6-7 див.

Білет № 13

№1. Біологічна природа та соціальна сутність людини.

1. Біосоціальна сутність людини. Підпорядкування життя як біологічним, і соціальним законам. Формування людини, як та інших організмів, у процесі еволюції, підпорядкування його процесів життєдіяльності (харчування та інших.) біологічним законам. Істотні відмінності людини від тварин - прямоходіння і працю, пов'язані з ними зміни у будові та життєдіяльності - наявність у скелеті хребта з чотирма вигинами, склепінчастою стопи, особливостями будови таза, кисті, черепа; збільшення мозку, здатність трудитися, створювати знаряддя праці, спілкуватися один з одним, володіти членороздільною мовою, абстрактно мислити, створювати науку і мистецтво, накопичувати і використовувати досвід попередніх поколінь, передавати його нащадкам. Неможливість пояснити ці особливості лише законами біологічної еволюції. Існування законів розвитку людського суспільства, відповідно до яких справді людські риси формуються в процесі життя людини в суспільстві, її виховання. Діти, які виросли з раннього віку серед тварин, не володіють добре розвиненою мовою, не можуть абстрактно мислити. 2. Роль людини у біосфері. Цілеспрямоване вплив людини як у неживу природу, і її жителей. Створення нових сортів рослин та порід тварин, зміна ареалів дикорослих рослин та диких тварин, полювання на тварин, збирання лікарських трав, використання лук і степів як пасовищ. Негативний вплив на природу розвитку промисловості, сільського господарства, транспорту, використання земель під дороги, будівництва житла на родючих ґрунтах, ерозії ґрунту, забруднення ґрунту, повітря, водойм, скорочення чисельності видів, загибель багатьох із них. Скорочення біологічної різноманітності, підвищення чисельності низки видів комах, бактерій, грибів та інших організмів внаслідок діяльності людини. Погіршення екологічних умов, необхідні життя як людини, а й рослин, тварин, грибів. Необхідність збереження біологічного генофонду самої людини, обліку людиною у своїй господарській діяльності законів природи, розробки заходів регулювання чисельності видів, збереження довкілля організмів.

№2. Еволюція органічного світу, її причини та результати.

1. Причини еволюції. Існування Землі величезного розмаїття видів (близько 0,5 млн видів рослин та близько 2 млн видів тварин). Формування різноманіття органічного світу у його історичного поступу - еволюції. Вплив природних чинників на еволюцію органічного світу вперше вивчено англійським ученим Ч. Дарвін. Його теорія еволюції, яка доводить, що всі організми мають властивості мінливості та спадковості. Мінливість - властивість, завдяки якому в організмів з'являються нові ознаки. Спадковість – передача ознак у спадок, поява їх у потомства. Загибель під впливом різних факторів живої та неживої природи значної частини особин, доживання до дорослого стану та залишення потомства лише невеликою частиною найбільш пристосованих особин. Природний відбір - процес виживання особин, найбільш пристосованих до умов середовища. Виникнення поступово, через безліч поколінь, із одного виду нових видів, більш пристосованих до життя у змінених умовах. 2. Результати еволюції. Освіта нових видів, збільшення їх різноманіття, і навіть формування вони рис пристосованості до довкілля.

№3. Використовуючи таблиці та малюнки, опишіть пристосування до життя у ґрунті у крота. Поясніть, як могли виникнути ці пристрої.

У живих у ґрунті живих організмів є різні пристосування до ґрунтового середовища. У крота, наприклад, передні ноги короткі і звернені не вниз, як у наземних звірків, а в сторони: широкі кисті повернуті назад. Пальці з міцними гострими кігтями з'єднані шкірястою перетинкою. Такими ногами кріт легко розпушує ґрунт і робить у ньому нори. Очі у крота недорозвинені та приховані вовною. Ними він відрізняє лише світло від темряви. Кроти постійно живуть у ґрунті. Вони можуть йти з верств, у яких створюються несприятливі умови життя, до інших шарів грунту. У посуху і до зими вони перебираються у глибші шари.

Велика щільність ґрунту (порівняно з водним та наземно-повітряним середовищами). У зв'язку з цим проживання в ній високоспеціалізованих видів, наприклад звичайного крота, у якого в процесі еволюції сформувалося тіло, що має форму циліндра, загострене спереду, вкрите короткою густою шерстю, відбулася редукція вушних раковин та органів зору. Розвиток у зв'язку з риючим способом життя коротких, але сильних передніх кінцівок, інтенсивного обміну речовин. Формування пристосувань до пересування у ґрунті (наприклад, добре розвинених м'язів, щетинок - пружних утворень на черевній стороні кожного членика у дощового черв'яка - та інших особливостей їх будови) - основний напрямок еволюції мешканців ґрунту. Роль спадковості, мінливості та природного відбору у формуванні ознак пристосованості до середовища.

Білет № 14

№1. Харчування, йогозначення у житті організму. Особливості харчування рослин

1. Способи харчування. Харчування - процес поглинання речовин із навколишнього середовища, їх перетворення в організмі та створення з них засвоюваних організмом речовин, специфічних для кожного конкретного організму. 2. Автотрофний та гетеротрофний способи харчування. Створення органічних речовин із неорганічних при автотрофному способі харчування. Використання готових органічних речовин при гетеротрофному способі живлення. Автотрофний спосіб характерний для зелених рослин та деяких видів бактерій, а гетеротрофний – для всіх інших організмів.

Крім природних біогеоценозів та екосистем, існують спільноти, штучно створені господарською діяльністю людини, — агроекосистеми (агроценоз, агробіоценоз, сільськогосподарська екосистема).

Агроекосистема(від грец. agros - поле) - біотичне співтовариство, створене і регулярно підтримується людиною з метою отримання сільськогосподарської продукції. Зазвичай включає сукупність організмів, що мешкають на землях сільгоспкористування.

До агроекосистем відносять поля, сади, городи, виноградники, великі тваринницькі комплекси із прилеглими штучними пасовищами. Характерна риса агроекосистем - мала екологічна надійність, але висока врожайність одного (кілька) видів або сортів рослин або тварин, що культивуються. Головна їхня відмінність від природних екосистем — спрощена структура та збіднений видовий склад.

Агроекосистеми відрізняються від природних екосистем рядом особливостей.

Різноманітність живих організмів у них різко знижено для отримання максимально високої продукції. На житньому чи пшеничному полі крім злакової монокультури можна зустріти хіба кілька видів бур'янів. На природному лузі біологічна різноманітність значно вища, але біологічна продуктивність у багато разів поступається засіяному полю.

Види сільськогосподарських рослин та тварин в агроекосистемах отримані внаслідок дії штучного, а не природного відбору. В результаті відбувається різке звуження генетичної бази сільськогосподарських культур, які вкрай чутливі до масового розмноження шкідників та хвороб.

У природних біоценозах первинна продукція рослин споживається в численних ланцюгах живлення і знову повертається в систему біологічного кругообігу у вигляді вуглекислого газу, води та елементів мінерального живлення. Агроекосистеми більш відкриті, їх речовина і енергія вилучаються з урожаєм, тваринницької продукцією, і навіть у результаті руйнації грунтів.

У зв'язку з постійним вилученням урожаю та порушенням процесів ґрунтоутворення, при тривалому вирощуванні монокультури на культурних землях поступово відбувається зниження родючості ґрунтів. Дане становище в екології називається законом спадної родючості.Таким чином, для розважливого та раціонального ведення сільського господарства необхідно враховувати збіднення ґрунтових ресурсів та зберігати родючість ґрунтів за допомогою покращеної агротехніки, раціональної сівозміни та інших прийомів.

Зміна рослинного покриву в агроекосистемах відбувається не природним шляхом, а з волі людини, що не завжди добре відбивається на якості абіотичних факторів, що входять до неї. Особливо це стосується ґрунтової родючості.

Головна відмінність агроекосистеми від природних екосистем – отримання додаткової енергії для нормального функціонування. Під додатковою розуміється будь-який тип енергії, яка приноситься в агроекосистеми. Це може бути м'язова сила людини або тварин, різні види пального для роботи сільськогосподарських машин, добрива, пестициди, отрутохімікати, додаткове освітлення тощо. До поняття «додаткова енергія» входять також нові породи свійських тварин та сорти культурних рослин, які впроваджуються у структуру агроекосистем.

Усі штучно створювані у сільськогосподарській практиці агроекосистеми полів, садів, пасовищних лук, городів, теплиць є системи, спеціально підтримувані людиною. В агроекосистемах використовується їхня властивість виробляти чисту продукцію, тому що всі конкурентні впливи на культивовані рослини з боку бур'янів стримуються агротехнічними заходами, а формування харчових ланцюгів за рахунок шкідників припиняється за допомогою різних заходів, наприклад хімічної та біологічної боротьби.

Які ознаки екосистеми вважаються стійкими? Насамперед це складна, полідомінантна структура, що включає максимально можливе за цих умов число видів та популяцій. Друга ознака – максимальна біомаса. І останнє — відносна рівновага між приходом та витратою енергії. Безперечно, що у таких екосистемах спостерігається найменший рівень продуктивності: біомаса велика, а продуктивність низька. Це пов'язано з тим, що основна частина енергії, що надходить в екосистему, йде на підтримку процесів життєдіяльності.

Слід зазначити, що агроекосистеми є вкрай нестійкими спільнотами. Вони не здатні до самовідновлення та саморегулювання, схильні до загрози загибелі від масового розмноження шкідників або хвороб. Для їхньої підтримки необхідна постійна діяльність людей.

Штучні екосистеми (агроекосистеми)

Своєрідний тип екосистем є агроекосистемами. Агроекосистеми(Сільськогосподарські екосистеми) створюються людиною для отримання високочистої продукції автотрофів (урожаю), що відрізняється від природних рядом особливостей:

• Вони різко знижено різноманітність організмів.
• Види, культивовані людиною, підтримуються штучним добором може, далекому від початкового, і що неспроможні витримувати боротьбу існування з дикими видами без підтримки людини.
• Агроекосистеми отримують додатковий потік енергії, крім сонячної, завдяки діяльності людей, тварин і механізмів, що забезпечують необхідні умови зростання видів, що культивуються. Чиста первинна продукція (урожай) видаляється з екосистеми і не надходить до ланцюга живлення.

Штучне регулювання чисельності шкідників — переважно необхідна умова підтримки агроекосистем. Тому у сільськогосподарській практиці застосовують потужні засоби придушення чисельності небажаних видів: отрутохімікати, гербіциди тощо. Екологічні наслідки цих дій призводять, однак, до ряду небажаних ефектів, крім тих, для яких вони використовуються.

Стосовно спільнот, що складаються в агроекосистемах, поступово змінюються акценти у зв'язку із загальним розвитком екологічних знань. На зміну уявленням про уривчастість, осколковість ценотичних зв'язків і граничну спрощеність агроценозів виникає розуміння їх складної системної організації, де людина істотно впливає лише на окремі ланки, а вся система продовжує розвиватися за природними законами.

З екологічних позицій вкрай небезпечно спрощувати природне оточення людини, перетворюючи весь ландшафт на агрогосподарський. Основна стратегія створення високопродуктивного та стійкого ландшафту повинна полягати у збереженні та множенні його різноманіття.

Поряд із підтримкою високопродуктивних полів слід особливо дбати про збереження заповідних територій, які не піддаються антропогенному впливу. Заповідники з багатим видовим розмаїттям є джерелом видів для спільнот, що відновлюються в сукцесійних рядах.

Зелена революція

Однією з форм прояву науково-технічної революції сільському господарстві є «зелена революція». Зелена революціяє перетворення сільського господарства на основі сучасної агротехніки та селекції, це період кардинальної зміни підходів до вирощування рослин і тварин. В результаті першого періоду цієї революції врожайність зернових культур зросла в 2-3 рази і вдвічі збільшився асортимент продукції.

Основними тенденціями другого періоду «зеленої революції» були: надання мінімальної дії на навколишнє природне середовище, зниження вкладень антропогенної енергії, використання біологічних методів боротьби зі шкідниками рослин. Проте активне втручання людини у природні екосистеми та створення агроекосистем призвело до низки негативних наслідків: деградації ґрунтів, зниження родючості ґрунтів, забруднення екосистем отрутохімікатами.

Екосистеми це одне з ключових понять екології, яке являє собою систему, що включає кілька компонентів: співтовариство тварин, рослин і мікроорганізмів, характерне середовище проживання, цілу систему взаємозв'язків, завдяки яким здійснюється взаємообмін речовинами і енергіями. У науці є кілька класифікацій екосистем. Одна з них поділяє всі відомі екосистеми на два великі класи: природні, створені природою, та штучні ті, що створила людина.

Природні екосистеми Для них характерні: Тісний взаємозв'язок органічних та неорганічних речовин Повний, замкнутий круг круговороту речовин: починаючи від появи органічної речовини і закінчуючи її розпадом та розкладанням на неорганічні компоненти. Стійкість та здатність до самовідновлення.

Усі природні екосистеми визначаються такими признаками: 1. Видова структура: чисельність кожного виду тварини чи рослини регулюється природними умовами. 2. Просторова структура: всі організми розташовуються у строгій горизонтальній або вертикальній ієрархії. 3. Біотичні та абіотичні речовини. Організми, що становлять екосистему, поділяються на неорганічні (абіотичні: світло, повітря, ґрунт, вітер, вологість, тиск) та органічні (біотичні тварини, рослини). 4. У свою чергу біотичний компонент ділиться на виробників, споживачів та руйнівників.

Штучні екосистеми Штучними екосистемами називають угруповання тварин і рослин, що мешкають в умовах, які створила для них людина. Їх ще називають нообіогеоценозами чи соціоекосистемами. Приклади: поле, пасовища, місто, суспільство, космічний корабель, зоосад, сад, штучний ставок, водосховище.

Порівняльна характеристика природних і штучних екосистем Природні екосистеми Штучні екосистеми Головний компонент сонячна енергія.В основному, отримує енергію з палива, і готової їжі (гетеротрофний) Формує родючий грунт Виснажує грунт Всі природні екосистеми поглинають вуглекислий газ ує вуглекислий газ Велика видова різноманітність Обмежена кількість видів організмів Висока стійкість, здатність до саморегуляції та самовідновлення Слаба стійкість, оскільки така екосистема залежить від діяльності людини Замкнений обмін речовин Незамкнений ланцюг обміну речовин Створює житла диких тварин і рослин