Βασικές αρχές οργάνωσης του οικοσυστήματος. Αρχές οργάνωσης του οικοσυστήματος. Η χωρική δομή ενός πληθυσμού αντανακλά τη φύση της κατανομής των ατόμων στο χώρο

Σε μεγάλο βαθμό λόγω της αδυναμίας να εξηγηθεί πλήρως η συμπεριφορά των ανθρώπων σε έναν οργανισμό με βάση οργανωτικούς και ιδιωτικούς στόχους, μια διαφορετική προσέγγιση, ένα διαφορετικό παράδειγμα, αναδύεται στην κοινωνιολογία των οργανισμών. Σύμφωνα με αυτήν, ένας οργανισμός είναι ένα οικοσύστημα. Δημιουργεί έναν ιδιαίτερο κόσμο γύρω από ένα άτομο, που αποτελείται από ανάγκες και αξίες, πρότυπα συμπεριφοράς και κρυμμένα νοήματα. Με αυτήν την κατανόηση, είναι γενικά δύσκολο να μιλήσουμε για τον σκοπό του οργανισμού. Ποιους στόχους μπορεί γενικά να θέσει ένα οικοσύστημα για τον εαυτό του; Εάν περάσουμε σε ένα πιο λειτουργικό επίπεδο, οι στόχοι του οργανισμού μπορεί να αλλάξουν, αλλά ο ίδιος ο οργανισμός θα παραμείνει σχεδόν αμετάβλητος. Αυτό μπορεί να φανεί συνεχώς στα οικονομικά. Οι εταιρείες συχνά αλλάζουν ριζικά κλάδους, προϊόντα και θέση στην αγορά. Ταυτόχρονα, διατηρούν το όνομά τους, το βασικό προσωπικό τους και το σύστημα εσωτερικών εταιρικών αξιών τους. Ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα τέτοιας ανάπτυξης είναι η IBM, η οποία έχει καταφέρει πολλά στην ιστορία της.<кульбитов>- από την παραγωγή ζυγαριών για σφαγεία και ωρολογίων έως την παραγωγή γραφομηχανών και άλλου εξοπλισμού γραφείου, από αυτές μέχρι ηλεκτρικές υπολογιστικές μηχανές, από αυτές έως υπολογιστές. Ταυτόχρονα, η IBM παρέμεινε η IBM με μια εγγενή κουλτούρα επεξεργασίας πελατών, με σχετικά σταθερή στάση σχετικά με το προσωπικό, με ιδιαίτερη κατανόηση της αποστολής της στην οικονομία και την κοινωνία.

Αυτή η κατανόηση συχνά ονομάζεται φυσικό μοντέλο οργάνωσης. Η εμφάνιση του φυσικού μοντέλου οργάνωσης συνδέεται με το έργο των εκπροσώπων της σχολής των ανθρωπίνων σχέσεων, οι οποίοι αντιλαμβάνονταν τον οργανισμό ως κοινότητα και όχι ως ομάδα-στόχο, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στις άτυπες πτυχές της οργανωσιακής πραγματικότητας. Η πληρέστερη κατανόηση ενός οργανισμού ως οικοσυστήματος παρουσιάζεται στα έργα των F. Selznick και C. Barnard. Ο σκοπός ενός οργανισμού στην κατανόησή τους είναι απλώς η ύπαρξη ή η επιβίωση. Σε αυτή την περίπτωση, κατά την περιγραφή οργανισμών, χρησιμοποιούνται ενεργά αναλογίες με έναν βιολογικό οργανισμό. Όπως και με το σώμα, η κύρια διαδικασία που καθορίζει την ύπαρξη των οργανισμών είναι η διαδικασία ικανοποίησης ορισμένων αναγκών. Οι ανάγκες αυτές είναι ποικίλες και ένα σημαντικό μέρος τους δεν μπορεί να εκπροσωπηθεί στο πλαίσιο της διαδικασίας επίτευξης του στόχου. Η ομοιότητα ενός οργανισμού με τα φυσικά συστήματα έγκειται επίσης στο γεγονός ότι έχει έναν ορισμένο κύκλο ανάπτυξής του - γέννηση, ανάπτυξη, ωριμότητα και θάνατο. Αυτή η ερμηνεία χρησίμευσε ως βάση για τη δημιουργία πολυάριθμων θεωριών για τον κύκλο ζωής ενός οργανισμού, οι οποίες χρησιμοποιούνται ενεργά σήμερα στη συμβουλευτική και διαχείριση διαχείρισης.

Η κατανόηση ενός οργανισμού ως οικοσυστήματος δεν πρέπει να ταυτίζεται με τη λεγόμενη οικολογική προσέγγιση στη θεωρία και την κοινωνιολογία των οργανισμών. Παρά την ορολογική ομοιότητα, η οικολογική προσέγγιση έδινε προσοχή κυρίως στη σχέση του οργανισμού με το εξωτερικό περιβάλλον. Αυτές οι σχέσεις περιγράφηκαν κατ' αναλογία με τη διαδικασία της βιολογικής προσαρμογής. Στο πλαίσιο της οικολογικής προσέγγισης, ένα οικοσύστημα δεν είναι ένας ξεχωριστός οργανισμός, αλλά ένας οργανισμός μαζί με ένα ορισμένο μέρος του εξωτερικού περιβάλλοντος με το οποίο αλληλεπιδρά συνεχώς (οικολογική θέση).

Η κατανόηση ενός οργανισμού ως συγκεκριμένου οικοσυστήματος μπορεί να εξηγήσει πολλές αυθόρμητες οργανωτικές διαδικασίες και άτυπες σχέσεις μεταξύ των ανθρώπων. Γενικά, ό,τι δεν εντάσσεται στο μοντέλο της στόχου-ορθολογικής δράσης μπορεί να εξηγηθεί με βάση την αναγνώριση της παρουσίας πολλαπλών αναγκών στον ίδιο τον οργανισμό και στα μέλη του. Ταυτόχρονα, ο ρόλος των επίσημων αλληλεπιδράσεων και της διαδικασίας επίτευξης των οργανωτικών στόχων υποβαθμίζεται φυσικά. Αυτή η κατανόηση της οργανωτικής πραγματικότητας δεν είναι απολύτως συνεπής με την παραδοσιακή ευρωπαϊκή κοινή λογική, η οποία, ωστόσο, βλέπει τον οργανισμό ως εργαλείο για την επίτευξη στόχων, παρά ως μια αυθόρμητα αναδυόμενη πραγματικότητα που αναπτύσσεται σύμφωνα με τους δικούς της νόμους. Η πρακτική της παραδοσιακής ιαπωνικής διαχείρισης από αυτή την άποψη είναι μια σαφής ενσάρκωση της κατανόησης του οργανισμού ως οικοσυστήματος. Στην Ιαπωνία, μια εταιρεία ή επιχείρηση μοιάζει περισσότερο με κοινότητα, πόλη ή χωριό. Όταν ένας άνθρωπος αρχίζει να εργάζεται, συνδέει όλη του τη ζωή με την εταιρεία. Ως εκ τούτου, η εξαφάνιση μιας εταιρείας θεωρείται τραγωδία, κάποιο είδος κατακλυσμού, αν και στην ευρωπαϊκή αντίληψη, η χρεοκοπία μιας εταιρείας είναι απλώς απόδειξη ότι αυτό το εργαλείο για να βγάλει χρήματα ήταν ανεπιτυχές.

Η έννοια του οικοσυστήματος συνεπάγεται την παρουσία κάποιου σταθερού οικοτόπου. Όταν εφαρμόζεται σε έναν οργανισμό, ένα τέτοιο περιβάλλον αποτελείται από κάποια πολιτισμικά πρότυπα ή αξίες που ο οργανισμός επιβάλλει ρητά ή σιωπηρά στα μέλη του. Ένα άτομο που έχει εργαστεί για 10 χρόνια στο σιδηρόδρομο σκέφτεται διαφορετικά από κάποιον που έχει εργαστεί σε μια τράπεζα για το ίδιο χρονικό διάστημα. Εδώ λειτουργεί αρκετά καλά η αναλογία με το ανθρωπάκι που έζησε 10 χρόνια στη Ρωσία και με αυτόν που έζησε στις ΗΠΑ ή στη Γαλλία. Τέτοιοι άνθρωποι αναπτύσσουν διαφορετικούς προσανατολισμούς αξίας, διαφορετικά στερεότυπα αντίληψης της πραγματικότητας, διαφορετικές προτιμήσεις και προκαταλήψεις. Έτσι, η κατανόηση ενός οργανισμού ως οικοσυστήματος φέρνει τον ερευνητή κοντά στην κατηγορία της οργανωτικής ή εταιρικής κουλτούρας. Εάν η συμπεριφορά των ζώων εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το φυσικό περιβάλλον, τότε η ανθρώπινη συμπεριφορά καθορίζεται πρωτίστως από το πολιτιστικό περιβάλλον. Οι οργανισμοί αποτελούν μέρος αυτού του περιβάλλοντος. Η έννοια της οργανωσιακής κουλτούρας θα συζητηθεί λεπτομερέστερα στο τρίτο κεφάλαιο αυτού του εγχειριδίου.

Το οικοσύστημα είναι ένα πληροφοριακά αυτοαναπτυσσόμενο, θερμοδυναμικά ανοιχτό σύνολο βιοτικών οικολογικών συστατικών και αβιοτικών πηγών ύλης και ενέργειας, η ενότητα και η λειτουργική σύνδεση των οποίων εντός του χρόνου και του χώρου που χαρακτηρίζει μια συγκεκριμένη περιοχή της βιόσφαιρας (συμπεριλαμβανομένης της βιόσφαιρας ως ένα σύνολο) διασφαλίζει την υπέρβαση των εσωτερικών τακτικών κινήσεων ύλης και ενέργειας σε αυτήν την περιοχή και πληροφορίες σχετικά με την εξωτερική ανταλλαγή (και μεταξύ γειτονικών παρόμοιων πληθυσμών) και βάσει αυτής της απεριόριστα μακράς αυτορρύθμισης και ανάπτυξης του συνόλου υπό την ελεγκτική επιρροή του βιοτικά και βιογονικά συστατικά.

Η σύνθεση των οικοσυστημάτων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον λειτουργικό «σκοπό» τους και το αντίστροφο. Αυτή η παρατήρηση προέρχεται από την αρχή της οικολογικής συμπληρωματικότητας (συμπληρωματικότητα): κανένα λειτουργικό μέρος του οικοσυστήματος (οικολογικό στοιχείο, στοιχείο κ.λπ.) δεν μπορεί να υπάρξει χωρίς άλλα λειτουργικά συμπληρωματικά μέρη.

Εικόνα 1. - Ταξινόμηση φυσικών οικοσυστημάτων

Ο νόμος του σχηματισμού οικοσυστημάτων: η μακροχρόνια ύπαρξη οργανισμών είναι δυνατή μόνο στο πλαίσιο των οικολογικών συστημάτων, όπου τα συστατικά και τα στοιχεία τους αλληλοσυμπληρώνονται και προσαρμόζονται ανάλογα μεταξύ τους. Αυτό διασφαλίζει την αναπαραγωγή του οικοτόπου κάθε είδους και τη σχετικά αμετάβλητη ύπαρξη όλων των περιβαλλοντικών συστατικών.

Ο δεύτερος οικολογικός νόμος, σύμφωνα με τον Yu N. Kurazhskovsky: «ο νόμος της διατήρησης της ζωής: η ζωή μπορεί να υπάρξει μόνο στη διαδικασία της κίνησης μιας ροής ύλης, ενέργειας και πληροφοριών μέσω ενός ζωντανού σώματος. Η διακοπή της κίνησης σε αυτή τη ροή τερματίζει τη ζωή». Αυτή η αρχή ισχύει επίσης για οποιουσδήποτε οικολογικούς σχηματισμούς και, γενικά, για πολλά φυσικά συστήματα, ακόμη και για εκείνα που δεν σχετίζονται άμεσα με τα έμβια όντα.

Στις αρχές της δεκαετίας του '70. Ο Reimers N.F διατύπωσε τον νόμο της εσωτερικής δυναμικής ισορροπίας και στη συνέχεια τέσσερις κύριες συνέπειες από αυτόν. Δήλωση νόμου: ύλη, ενέργεια, πληροφορίες και δυναμικές ιδιότητες των επιμέρους φυσικών συστημάτων (συμπεριλαμβανομένων των οικοσυστημάτων) και η ιεραρχία τους είναι τόσο αλληλένδετες που οποιαδήποτε αλλαγή σε έναν από αυτούς τους δείκτες προκαλεί συνοδευτικές λειτουργικές-δομικές ποσοτικές και ποιοτικές αλλαγές που διατηρούν το συνολικό ποσό υλικό-ενέργεια, πληροφορίες και δυναμικές ιδιότητες των συστημάτων όπου συμβαίνουν αυτές οι αλλαγές ή στην ιεραρχία τους. Σημαντικές συνέπειες από τον νόμο της εσωτερικής δυναμικής ισορροπίας:

1. Οποιαδήποτε αλλαγή στο περιβάλλον (ύλη, ενέργεια, πληροφορίες, δυναμικές ιδιότητες οικοσυστημάτων) οδηγεί αναπόφευκτα στην ανάπτυξη φυσικών αλυσιδωτών αντιδράσεων που οδηγούν στην εξουδετέρωση της αλλαγής ή στο σχηματισμό νέων φυσικών συστημάτων, ο σχηματισμός των οποίων, με σημαντικές αλλαγές στο περιβάλλον, μπορεί να γίνει μη αναστρέψιμο.

2. Η αλληλεπίδραση περιβαλλοντικών συστατικών υλικού-ενέργειας (ενέργεια, αέρια, υγρά, υποστρώματα, οργανισμοί παραγωγοί, καταναλωτές και αποικοδομητές), πληροφορίες και δυναμικές ιδιότητες των φυσικών συστημάτων είναι ποσοτικά μη γραμμική, δηλαδή μια ασθενής επίδραση ή αλλαγή σε έναν από τους δείκτες μπορεί προκαλούν έντονες αποκλίσεις σε άλλους (και σε ολόκληρο το σύστημα ως σύνολο).

3. Οι αλλαγές που γίνονται στα μεγάλα οικοσυστήματα είναι σχετικά μη αναστρέψιμες - περνώντας από την ιεραρχία τους από κάτω προς τα πάνω, από τον τόπο της πρόσκρουσης στη βιόσφαιρα συνολικά, αλλάζουν τις παγκόσμιες διαδικασίες και ως εκ τούτου τις μεταφέρουν σε ένα νέο εξελικτικό επίπεδο.

4. Οποιοσδήποτε τοπικός μετασχηματισμός της φύσης προκαλεί αποκρίσεις στην παγκόσμια ολότητα της βιόσφαιρας και στις μεγαλύτερες διαιρέσεις της, οδηγώντας στη σχετική σταθερότητα του οικολογικού και οικονομικού δυναμικού (ο κανόνας «Trishkin caftan»), η αύξηση του οποίου είναι δυνατή μόνο μέσω σημαντική αύξηση των ενεργειακών επενδύσεων.

Με βάση τα δεδομένα που συγκεντρώνει η οικολογία, λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω γενικεύσεις, είναι δυνατό να διατυπωθεί η αρχή της οικολογικής (λειτουργικής) αξιοπιστίας: η αποτελεσματικότητα ενός οικοσυστήματος, η ικανότητά του να αυτοθεραπεύεται και να αυτορυθμίζεται (εντός φυσικών διακυμάνσεων) εξαρτάται από τη θέση του στην ιεραρχία των φυσικών σχηματισμών, τον βαθμό αλληλεπίδρασης των συστατικών και των στοιχείων του, καθώς και από τις ιδιωτικές προσαρμογές των οργανισμών που συνθέτουν τη ζωή του οικοσυστήματος. Η ποικιλομορφία, η πολυπλοκότητα και άλλα μορφολογικά χαρακτηριστικά ενός οικοσυστήματος έχουν ποικίλη σημασία και εξαρτώνται από τον βαθμό της εξελικτικής και διαδοχικής ωρίμανσης του. Εάν μια μείωση της ποικιλομορφίας οδηγεί σε απότομη ανισορροπία στη "σκληρότητα" τμημάτων του οικοσυστήματος, και αυτό συμβαίνει αρκετά συχνά, τότε η απλοποίηση του συστήματος είναι γεμάτη με αισθητή μείωση της αξιοπιστίας του.

Μετατοπίζοντας τη δυναμική κατάσταση ισορροπίας των φυσικών συστημάτων με τη βοήθεια σημαντικών επενδύσεων ενέργειας (μέσω γεωργικών τεχνικών), οι άνθρωποι διαταράσσουν την αναλογία των περιβαλλοντικών συστατικών, επιτυγχάνοντας αύξηση των χρήσιμων προϊόντων (συγκομιδή) ή κατάσταση του περιβάλλοντος ευνοϊκή για την ανθρώπινη ζωή . Εάν αυτές οι μετατοπίσεις «σβήσουν» στην ιεραρχία των φυσικών συστημάτων και δεν προκαλέσουν θερμοδυναμική διαταραχή, η κατάσταση είναι ευνοϊκή. Ωστόσο, η υπερβολική επένδυση ενέργειας και η προκύπτουσα διαφωνία υλικού-ενέργειας οδηγούν σε μείωση του δυναμικού των φυσικών πόρων μέχρι την ερημοποίηση της περιοχής, η οποία συμβαίνει χωρίς αποζημίωση: αντί για ανθισμένους κήπους, εμφανίζονται έρημοι.

Δομή οικοσυστήματος

Τα οικοσυστήματα υπάρχουν παντού - στο νερό και στην ξηρά, σε ξηρές και υγρές περιοχές, σε ψυχρές και ζεστές περιοχές. Φαίνονται διαφορετικά και περιλαμβάνουν διαφορετικούς τύπους φυτών και ζώων. Ωστόσο, η «συμπεριφορά» όλων των οικοσυστημάτων έχει επίσης κοινές πτυχές που συνδέονται με τη θεμελιώδη ομοιότητα των ενεργειακών διεργασιών που συμβαίνουν σε αυτά. Ένας από τους θεμελιώδεις κανόνες που υπακούουν όλα τα οικοσυστήματα είναι η αρχή Le Chatelier-Brown: όταν μια εξωτερική επιρροή βγάζει το σύστημα από μια κατάσταση σταθερής ισορροπίας, αυτή η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση στην οποία εξασθενεί η επίδραση της εξωτερικής επιρροής.

Το μεγαλύτερο φυσικό οικοσύστημα στη Γη είναι η βιόσφαιρα. Το όριο μεταξύ ενός μεγάλου οικοσυστήματος και της βιόσφαιρας είναι τόσο αυθαίρετο όσο και μεταξύ πολλών εννοιών στην οικολογία. Η διαφορά έγκειται κυρίως σε τέτοια χαρακτηριστικά της βιόσφαιρας όπως η σφαιρικότητα και η μεγαλύτερη υπό όρους κλειστότητα (με θερμοδυναμικό άνοιγμα). Άλλα οικοσυστήματα της Γης πρακτικά δεν είναι κλειστά από υλικούς όρους.

Τα Biomes είναι τα μεγαλύτερα χερσαία οικοσυστήματα που αντιστοιχούν στις κύριες κλιματικές ζώνες της Γης (έρημος, γρασίδι, δάσος). Τα υδάτινα οικοσυστήματα είναι τα κύρια οικοσυστήματα που υπάρχουν στην υδάτινη σφαίρα (υδρόσφαιρα).

Οποιοδήποτε οικοσύστημα μπορεί πρώτα από όλα να χωριστεί σε ένα σύνολο οργανισμών και σε ένα σύνολο άψυχων (αβιοτικών) περιβαλλοντικών παραγόντων (Εικ. 2).

Με τη σειρά του, ο οικοτόπος αποτελείται από το κλίμα σε όλες τις διαφορετικές εκφάνσεις του και το γεωλογικό περιβάλλον (εδάφη και εδάφη), που ονομάζεται εδαφότοπο. Το εδαφότοπο είναι εκεί όπου η βιοκένωση αντλεί τα μέσα επιβίωσής της και όπου απελευθερώνει απόβλητα.

Η δομή του ζωντανού μέρους της βιογεωκένωσης καθορίζεται από τροφοενεργειακές συνδέσεις και σχέσεις, σύμφωνα με τις οποίες διακρίνονται τρία κύρια λειτουργικά συστατικά: ένα σύμπλεγμα αυτότροφων παραγωγών οργανισμών που παρέχουν οργανική ύλη και, επομένως, ενέργεια σε άλλους οργανισμούς (φυτοκένωση (πράσινα φυτά ), καθώς και φωτο- και χημειοσυνθετικά βακτήρια). ένα σύμπλεγμα ετερότροφων καταναλωτικών οργανισμών που ζουν από θρεπτικά συστατικά που δημιουργούνται από τους παραγωγούς· πρώτον, πρόκειται για ζωοκένωση (ζώα), δεύτερον, φυτά χωρίς χλωροφύλλη. ένα σύμπλεγμα οργανισμών αποσύνθεσης που αποσυνθέτουν οργανικές ενώσεις σε ανόργανη κατάσταση (μικροβιοκένωση, καθώς και μύκητες και άλλους οργανισμούς που τρέφονται με νεκρή οργανική ύλη).

Εικόνα 2. - Δομή οικοσυστήματος

Παραδείγματα οικοσυστημάτων: ένα κομμάτι δάσους, μια λίμνη, ένα κούτσουρο που σαπίζει, ένα άτομο που κατοικείται από μικρόβια ή έλμινθους είναι οικοσυστήματα. Η έννοια του οικοσυστήματος είναι επομένως εφαρμόσιμη σε κάθε συλλογή ζωντανών οργανισμών και των οικοτόπων τους.

Όλη η ποικιλομορφία των οργανισμών στον πλανήτη μας είναι άρρηκτα συνδεδεμένη. Δεν υπάρχει τέτοιο πλάσμα που θα μπορούσε να υπάρχει απομονωμένο από τον καθένα, αυστηρά ξεχωριστά. Ωστόσο, όχι μόνο οι οργανισμοί είναι στενά συνδεδεμένοι, αλλά και εξωτερικοί και εσωτερικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν ολόκληρο το βίωμα. Μαζί, ολόκληρο το σύμπλεγμα της ζωντανής και άψυχης φύσης αντιπροσωπεύεται από τη δομή των οικοσυστημάτων και τις ιδιότητές τους. Τι είδους έννοια είναι αυτή, από ποιες παραμέτρους χαρακτηρίζεται Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε στο άρθρο;

Η έννοια των οικοσυστημάτων

Τι είναι ένα οικοσύστημα; Από την άποψη της συνολικής κοινής δραστηριότητας ζωής όλων των τύπων οργανισμών, ανεξαρτήτως ταξικής υπαγωγής και περιβαλλοντικών παραγόντων, βιοτικών και αβιοτικών.

Οι ιδιότητες των οικοσυστημάτων εξηγούνται από τα χαρακτηριστικά τους. Η πρώτη αναφορά αυτού του όρου εμφανίστηκε το 1935. Ο A. Tansley πρότεινε τη χρήση του για να χαρακτηρίσει «ένα σύμπλεγμα που αποτελείται όχι μόνο από οργανισμούς, αλλά και από το περιβάλλον τους». Η ίδια η έννοια είναι αρκετά ευρεία, είναι η μεγαλύτερη μονάδα οικολογίας, και επίσης σημαντική. Ένα άλλο όνομα είναι biogeocenosis, αν και εξακολουθούν να υπάρχουν μικρές διαφορές μεταξύ αυτών των εννοιών.

Η κύρια ιδιότητα των οικοσυστημάτων είναι η συνεχής αλληλεπίδραση εντός τους οργανικής και ανόργανης ύλης, ενέργειας, ανακατανομής θερμότητας, μετανάστευσης στοιχείων και η πολύπλοκη επίδραση των ζωντανών όντων μεταξύ τους. Συνολικά, διακρίνονται πολλά κύρια χαρακτηριστικά γνωρίσματα, τα οποία ονομάζονται ιδιότητες.

Βασικές ιδιότητες των οικοσυστημάτων

Τα σημαντικότερα από αυτά είναι τρία:

• αυτορρύθμιση?
• βιωσιμότητα;
• αυτο-αναπαραγωγή?
• αλλάζοντας το ένα στο άλλο.
• ακεραιότητα;
• αναδυόμενες ιδιότητες.

Το ερώτημα ποια είναι η κύρια ιδιότητα των οικοσυστημάτων μπορεί να απαντηθεί με διαφορετικούς τρόπους. Όλα τους είναι σημαντικά, γιατί μόνο η συνδυασμένη παρουσία τους επιτρέπει την ύπαρξη αυτής της έννοιας. Ας εξετάσουμε λεπτομερώς κάθε χαρακτηριστικό για να κατανοήσουμε τη σημασία του και να κατανοήσουμε την ουσία.

Αυτορρύθμιση των οικοσυστημάτων

Αυτή είναι η κύρια ιδιότητα ενός οικοσυστήματος, η οποία συνεπάγεται ανεξάρτητο έλεγχο της ζωής σε κάθε βιογεωκένωση. Δηλαδή, μια ομάδα οργανισμών που βρίσκεται σε στενή σχέση με άλλα έμβια όντα, καθώς και με περιβαλλοντικούς παράγοντες, έχει άμεσο αντίκτυπο σε ολόκληρη τη δομή στο σύνολό της. Είναι η ζωτική τους δραστηριότητα που μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα και την αυτορρύθμιση του οικοσυστήματος.

Για παράδειγμα, αν μιλάμε για αρπακτικά, τρώνε φυτοφάγα ενός είδους ακριβώς μέχρι να μειωθεί ο αριθμός τους. Στη συνέχεια, το φαγητό σταματά και το αρπακτικό μεταβαίνει σε άλλη πηγή τροφής (δηλαδή, άλλο είδος φυτοφάγου). Έτσι, αποδεικνύεται ότι το είδος δεν καταστρέφεται ολοσχερώς, παραμένει ανενόχλητο μέχρι να αποκατασταθεί ο απαιτούμενος αριθμός.

Μέσα σε ένα οικοσύστημα, η φυσική εξαφάνιση ενός είδους δεν μπορεί να συμβεί ως αποτέλεσμα της κατανάλωσης του από άλλα άτομα. Αυτό είναι το νόημα της αυτορρύθμισης. Δηλαδή, ζώα, φυτά, μύκητες, μικροοργανισμοί αλληλοελέγχονται, παρά το γεγονός ότι αποτελούν τροφή.

Επίσης, η αυτορρύθμιση είναι η κύρια ιδιότητα των οικοσυστημάτων και επειδή χάρη σε αυτήν λαμβάνει χώρα μια ελεγχόμενη διαδικασία μετασχηματισμού διαφορετικών τύπων ενέργειας. ενώσεις, στοιχεία - όλα βρίσκονται σε στενή αλληλεπίδραση και γενική κυκλοφορία. Τα φυτά χρησιμοποιούν απευθείας την ηλιακή ενέργεια, τα ζώα τρώνε φυτά, μετατρέποντας αυτή την ενέργεια σε χημικούς δεσμούς και αφού πεθάνουν, οι μικροοργανισμοί τα αποσυνθέτουν και πάλι σε ανόργανα. Η διαδικασία είναι συνεχής και κυκλική χωρίς εξωτερική παρέμβαση, η οποία ονομάζεται αυτορρύθμιση.

Βιωσιμότητα

Υπάρχουν και άλλες ιδιότητες των οικοσυστημάτων. Η αυτορρύθμιση σχετίζεται στενά με την ανθεκτικότητα. Το πόσο καιρό θα διαρκέσει αυτό ή εκείνο το οικοσύστημα, πώς θα επιβιώσει και αν θα υπάρξουν αλλαγές σε άλλα εξαρτάται από διάφορους λόγους.

Πραγματικά βιώσιμο θεωρείται εκείνο στο οποίο δεν υπάρχει χώρος για ανθρώπινη παρέμβαση. Έχει έναν συνεχώς υψηλό αριθμό όλων των τύπων οργανισμών, οι αλλαγές δεν συμβαίνουν υπό την επίδραση των περιβαλλοντικών συνθηκών ή είναι ασήμαντες. Κατ' αρχήν, οποιοδήποτε οικοσύστημα μπορεί να είναι βιώσιμο.

Αυτή η κατάσταση μπορεί να διαταραχθεί από ένα άτομο μέσω της παρέμβασής του και της αποτυχίας της καθιερωμένης τάξης (αποδάσωση, πυροβολισμός ζώων, εξόντωση εντόμων κ.λπ.). Η ίδια η φύση μπορεί επίσης να επηρεάσει την αειφορία εάν οι κλιματικές συνθήκες αλλάξουν απότομα, χωρίς να δίνεται χρόνος στους οργανισμούς να προσαρμοστούν. Για παράδειγμα, φυσικές καταστροφές, κλιματική αλλαγή, μείωση της παροχής νερού κ.λπ.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ποικιλομορφία των ειδών των οργανισμών, τόσο περισσότερο διαρκούν τα οικοσυστήματα. - η σταθερότητα και η αυτορρύθμιση είναι η βάση πάνω στην οποία στηρίζεται γενικά αυτή η έννοια. Υπάρχει ένας όρος που συνοψίζει αυτά τα χαρακτηριστικά - ομοιόσταση. Δηλαδή, διατήρηση της συνέπειας σε όλα - την ποικιλότητα των ειδών, τον αριθμό τους, τους εξωτερικούς και εσωτερικούς παράγοντες. Οι Τούντρα είναι πιο πιθανό να αλλάξουν από τα τροπικά δάση. Άλλωστε, η γενετική ποικιλομορφία των έμβιων πραγμάτων σε αυτά δεν είναι τόσο μεγάλη, πράγμα που σημαίνει. και το ποσοστό επιβίωσης μειώνεται απότομα.

Αυτοαναπαραγωγή

Αν σκεφτείτε προσεκτικά το ερώτημα ποια είναι η κύρια ιδιότητα των οικοσυστημάτων, μπορείτε να καταλήξετε στο συμπέρασμα ότι η αυτοαναπαραγωγή είναι εξίσου σημαντική προϋπόθεση για την ύπαρξή τους. Μετά από όλα, χωρίς συνεχή αναπαραγωγή τέτοιων συστατικών όπως:

• οργανισμοί?
• σύνθεση εδάφους?
• διαύγεια νερού?
• συστατικό οξυγόνου του αέρα κ.λπ.

Είναι δύσκολο να μιλήσουμε για ανθεκτικότητα και αυτορρύθμιση. Προκειμένου η βιομάζα να αναβιώνει και να διατηρεί συνεχώς αριθμούς, είναι σημαντικό να υπάρχει επαρκής ποσότητα τροφής, νερού, καθώς και ευνοϊκές συνθήκες διαβίωσης. Μέσα σε οποιοδήποτε οικοσύστημα, υπάρχει μια συνεχής αντικατάσταση των ηλικιωμένων ατόμων με νέα, των ασθενών με υγιή, των δυνατών και ανθεκτικών. Αυτή είναι μια φυσιολογική συνθήκη για την ύπαρξη κάποιου από αυτά. Αυτό είναι δυνατό μόνο υπό την προϋπόθεση της έγκαιρης αυτο-αναπαραγωγής.

Η εκδήλωση των ιδιοτήτων ενός οικοσυστήματος αυτού του είδους είναι το κλειδί για τη γενετική διατήρηση των αλληλόμορφων κάθε είδους. Διαφορετικά, ολόκληρα γένη και τύποι, τάξεις και οικογένειες έμβιων όντων θα υπόκεινται σε εξαφάνιση χωρίς μεταγενέστερη αποκατάσταση.

διαδοχή

Επίσης σημαντικές ιδιότητες των οικοσυστημάτων είναι η αλλαγή των οικοσυστημάτων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαδοχή. Εμφανίζεται υπό την επίδραση αλλαγών σε εξωτερικούς αβιοτικούς παράγοντες και διαρκεί από αρκετές δεκάδες χρόνια έως εκατομμύρια. Η ουσία αυτού του φαινομένου είναι η συνεπής αντικατάσταση ενός οικοσυστήματος με ένα άλλο υπό την επίδραση τόσο εσωτερικών παραγόντων που προκύπτουν μεταξύ ζωντανών οργανισμών όσο και εξωτερικών συνθηκών άψυχης φύσης για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η ανθρώπινη οικονομική δραστηριότητα είναι επίσης σημαντική αιτία διαδοχής. Έτσι, τα δάση αντικαθίστανται από λιβάδια και βάλτους, οι λίμνες μετατρέπονται σε ερήμους ή τα χωράφια κατακλύζονται από δέντρα και σχηματίζεται δάσος. Φυσικά και η πανίδα υφίσταται σημαντικές αλλαγές.

Πόσο θα διαρκέσει η διαδοχή; Ακριβώς μέχρι το στάδιο που σχηματίζεται η πιο βολική και προσαρμοσμένη στις συγκεκριμένες συνθήκες βιογεωκένωση. Για παράδειγμα, τα κωνοφόρα δάση της Άπω Ανατολής (τάιγκα) είναι μια ήδη καθιερωμένη γηγενής βιοκένωση που δεν θα αλλάξει πλέον. Έχει σχηματιστεί εδώ και χιλιάδες χρόνια, κατά τη διάρκεια των οποίων υπήρξαν περισσότερες από μία αλλαγές οικοσυστήματος.

Αναδυόμενες ιδιότητες

Αυτές οι ιδιότητες των οικοσυστημάτων αντιπροσωπεύουν πρόσφατα αναδυόμενα, νέα και προηγουμένως αχαρακτηριστικά χαρακτηριστικά που εμφανίζονται στη βιογεωκένωση. Προκύπτουν ως αποτέλεσμα της πολύπλοκης εργασίας όλων ή περισσότερων συμμετεχόντων στο συνολικό σύστημα.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η κοινότητα των κοραλλιογενών υφάλων, η οποία είναι το αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων μεταξύ συνεντερικών και φυκιών. Τα κοράλλια είναι η κύρια πηγή μιας τεράστιας ποσότητας βιομάζας, στοιχείων, ενώσεων που δεν υπήρχαν σε αυτή την κοινότητα πριν από αυτά.

Λειτουργίες οικοσυστήματος

Οι ιδιότητες και οι λειτουργίες των οικοσυστημάτων είναι στενά αλληλένδετες. Για παράδειγμα, μια ιδιότητα όπως η ακεραιότητα συνεπάγεται τη διατήρηση σταθερής αλληλεπίδρασης μεταξύ όλων των συμμετεχόντων. Συμπεριλαμβανομένου του Α, μία από τις λειτουργίες είναι ακριβώς η συντονισμένη μετάβαση διαφορετικών τύπων ενέργειας μεταξύ τους, η οποία είναι δυνατή υπό την προϋπόθεση της εσωτερικής κυκλοφορίας στοιχείων μεταξύ όλων των δεσμών του πληθυσμού και των ίδιων των βιοκαινόδων μεταξύ τους.

Γενικά, ο ρόλος των οικοσυστημάτων καθορίζεται από τα είδη των αλληλεπιδράσεων που υπάρχουν μέσα σε αυτά. Οποιαδήποτε βιογεωκένωση πρέπει να προκαλεί μια ορισμένη βιολογική αύξηση της βιομάζας ως αποτέλεσμα της ύπαρξής της. Αυτή θα είναι μία από τις λειτουργίες. Η ανάπτυξη εξαρτάται από έναν συνδυασμό παραγόντων ζωντανής και άψυχης φύσης και μπορεί να ποικίλλει ευρέως. Έτσι, η βιομάζα είναι πολύ μεγαλύτερη σε περιοχές με υψηλή υγρασία και καλό φωτισμό. Αυτό σημαίνει ότι η ανάπτυξή του θα είναι σημαντικά μεγαλύτερη σε σύγκριση με αυτήν, για παράδειγμα, στην έρημο.

Μια άλλη λειτουργία του οικοσυστήματος είναι η μετασχηματιστική. Συνεπάγεται μια κατευθυνόμενη αλλαγή της ενέργειας, τη μετατροπή της σε διάφορες μορφές υπό τη δράση των ζωντανών όντων.

Δομή

Η σύνθεση και οι ιδιότητες των οικοσυστημάτων καθορίζουν τη δομή τους. Τι δομή έχει η βιογεωκένωση; Προφανώς, περιλαμβάνει όλους τους κύριους κρίκους (τόσο ζωντανούς όσο και αβιοτικούς). Είναι επίσης σημαντικό ότι, γενικά, ολόκληρη η δομή είναι ένας κλειστός κύκλος, γεγονός που επιβεβαιώνει για άλλη μια φορά τις βασικές ιδιότητες των οικοσυστημάτων.

Υπάρχουν δύο κύριοι μεγάλοι κρίκοι σε κάθε βιογεωκένωση.

1. Οικοτόπιο - ένα σύνολο παραγόντων αβιοτικής φύσης. Με τη σειρά του παρουσιάζεται:

• climatopom (ατμόσφαιρα, υγρασία, φωτισμός).
• edaphotope (συστατικό του εδάφους).

2. Βιοκένωση - το σύνολο όλων των τύπων έμβιων όντων σε ένα δεδομένο οικοσύστημα. Περιλαμβάνει τρεις κύριους συνδέσμους:

• ζωοκένωση - όλα τα ζωικά όντα.
• φυτοκένωση - όλοι οι φυτικοί οργανισμοί.
• μικροβιοκένωση - όλοι οι εκπρόσωποι των βακτηρίων.

Με βάση την παραπάνω δομή, είναι προφανές ότι όλοι οι σύνδεσμοι είναι στενά διασυνδεδεμένοι και αποτελούν ένα ενιαίο δίκτυο. Αυτή η σύνδεση εκδηλώνεται κυρίως με την απορρόφηση και τη μετατροπή της ενέργειας. Με άλλα λόγια, σε τροφικές αλυσίδες και δίκτυα εντός και μεταξύ πληθυσμών.

Μια παρόμοια δομή βιογεωκένωσης προτάθηκε από τον V.N Sukachev το 1940 και παραμένει επίκαιρη σήμερα.

Ώριμο οικοσύστημα

Η ηλικία των διαφορετικών βιογεωκαινώσεων μπορεί να ποικίλλει ευρέως. Φυσικά, τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα ενός νεαρού και ώριμου οικοσυστήματος θα πρέπει να είναι διαφορετικά. Αυτό συμβαίνει.

Ποια ιδιότητα ενός ώριμου οικοσυστήματος το διακρίνει από ένα σχετικά πρόσφατα σχηματισμένο; Υπάρχουν πολλά από αυτά, ας τα δούμε όλα:

1. Τα είδη κάθε πληθυσμού είναι διαμορφωμένα, σταθερά και δεν αντικαθίστανται (καταστέλλονται) από άλλα.
2. Η διαφορετικότητα των ατόμων είναι σταθερή και δεν αλλάζει πλέον.
3. Ολόκληρη η κοινότητα αυτορυθμίζεται ελεύθερα και υπάρχει υψηλός βαθμός ομοιόστασης.
4. Κάθε οργανισμός είναι πλήρως προσαρμοσμένος στις περιβαλλοντικές συνθήκες, η συνύπαρξη του βιοκενώματος και του οικοτόπου είναι όσο το δυνατόν πιο άνετη.

Κάθε οικοσύστημα θα υποστεί διαδοχή μέχρι να εδραιωθεί η κορύφωσή του - η σταθερή πιο παραγωγική και αποδεκτή ποικιλότητα ειδών. Τότε είναι που η βιογεωκένωση αρχίζει σταδιακά να μεταμορφώνεται σε μια ώριμη κοινότητα.

Ομάδες οργανισμών μέσα σε μια βιογεωκένωση

Φυσικά, όλα τα έμβια όντα μέσα σε ένα οικοσύστημα συνδέονται μεταξύ τους σε ένα ενιαίο σύνολο. Ταυτόχρονα, έχουν επίσης τεράστιο αντίκτυπο στο νερό του εδάφους - σε όλα τα αβιοτικά συστατικά.

Είναι σύνηθες να διακρίνουμε διάφορες ομάδες οργανισμών ανάλογα με την ικανότητά τους να απορροφούν και να μετασχηματίζουν ενέργεια σε κάθε βιογεωκένωση.

1. Παραγωγοί είναι εκείνοι που παράγουν οργανική ύλη από ανόργανα συστατικά. Αυτά είναι πράσινα φυτά και ορισμένα είδη βακτηρίων. Η μέθοδος απορρόφησης ενέργειας τους είναι αυτοτροφική, απορροφούν άμεσα την ηλιακή ακτινοβολία.
2. Καταναλωτές ή βιοφάγοι είναι εκείνοι που καταναλώνουν έτοιμη οργανική ύλη τρώγοντας έμβια όντα. Αυτά είναι σαρκοφάγα, έντομα και μερικά φυτά. Αυτό περιλαμβάνει επίσης φυτοφάγους εκπροσώπους.
3. Τα σαπρότροφα είναι οργανισμοί ικανοί να αποσυνθέτουν οργανική ύλη, καταναλώνοντας έτσι θρεπτικά συστατικά. Δηλαδή τρέφονται με νεκρά υπολείμματα φυτών και ζώων.

Είναι προφανές ότι όλοι οι συμμετέχοντες στο σύστημα βρίσκονται σε αλληλεξαρτώμενη θέση. Χωρίς φυτά, τα φυτοφάγα δεν θα μπορούν να πάρουν τροφή και χωρίς αυτά, τα αρπακτικά θα πεθάνουν. Οι σαπροφάγοι δεν θα επεξεργαστούν τις ενώσεις και η ποσότητα των απαραίτητων ανόργανων ενώσεων δεν θα αποκατασταθεί. Όλες αυτές οι σχέσεις ονομάζονται Σε μεγάλες κοινότητες, οι αλυσίδες μετατρέπονται σε δίκτυα και σχηματίζονται πυραμίδες. Η επιστήμη της οικολογίας μελετά θέματα που σχετίζονται με τις τροφικές αλληλεπιδράσεις.

Ο ρόλος του ανθρώπου στην επιρροή των οικοσυστημάτων

Γίνεται πολύς λόγος για αυτό σήμερα. Τελικά, ο άνθρωπος συνειδητοποίησε την πλήρη κλίμακα της ζημιάς που είχε προκαλέσει στο οικοσύστημα τα τελευταία 200 χρόνια. Οι συνέπειες αυτής της συμπεριφοράς έχουν γίνει προφανείς: όξινη βροχή, φαινόμενο του θερμοκηπίου, υπερθέρμανση του πλανήτη, μείωση των αποθεμάτων γλυκού νερού, εξάντληση του εδάφους, μείωση των δασών κ.λπ. Μπορείτε να εντοπίσετε ατελείωτα προβλήματα, επειδή έχει συσσωρευτεί ένας τεράστιος αριθμός από αυτά.

Όλα αυτά είναι ο ίδιος ο ρόλος που έπαιξε και παίζει ο άνθρωπος στο οικοσύστημα. Η μαζική αστικοποίηση, η εκβιομηχάνιση, η τεχνολογική ανάπτυξη, η εξερεύνηση του διαστήματος και άλλες ανθρώπινες ενέργειες οδηγούν όχι μόνο στην επιπλοκή της κατάστασης της άψυχης φύσης, αλλά και στην εξαφάνιση και τη μείωση του αριθμού της βιομάζας του πλανήτη.

Οποιοδήποτε οικοσύστημα χρειάζεται ανθρώπινη προστασία, ειδικά σήμερα. Ως εκ τούτου, το καθήκον του καθενός από εμάς είναι να της παρέχουμε υποστήριξη. Αυτό δεν απαιτεί πολλά - οι μέθοδοι για την προστασία της φύσης αναπτύσσονται σε κυβερνητικό επίπεδο, οι απλοί άνθρωποι πρέπει να τηρούν τους καθιερωμένους κανόνες και να προσπαθούν να διατηρήσουν αμετάβλητα τα οικοσυστήματα, χωρίς να εισάγουν υπερβολικές ποσότητες διαφορετικών ουσιών και στοιχείων στη σύνθεσή τους.

Οικοσύστημα- αυτή είναι η λειτουργική ενότητα των ζωντανών οργανισμών και του οικοτόπου τους. Τα κύρια χαρακτηριστικά γνωρίσματα ενός οικοσυστήματος είναι η αδιάστασή του και η έλλειψη κατάταξης. Η αντικατάσταση ορισμένων βιοκαινόδων από άλλες για μεγάλο χρονικό διάστημα ονομάζεται διαδοχή. Η διαδοχή που συμβαίνει σε ένα νεοσχηματισμένο υπόστρωμα ονομάζεται πρωτογενής. Η διαδοχή σε μια περιοχή που ήδη καταλαμβάνεται από βλάστηση ονομάζεται δευτερογενής διαδοχή.

Η μονάδα ταξινόμησης του οικοσυστήματος είναι το βίωμα - μια φυσική ζώνη ή περιοχή με ορισμένες κλιματικές συνθήκες και ένα αντίστοιχο σύνολο κυρίαρχων φυτικών και ζωικών ειδών.

Ένα ειδικό οικοσύστημα - βιογεωκένωση - είναι ένα τμήμα της επιφάνειας της γης με ομοιογενή φυσικά φαινόμενα. Τα συστατικά της βιογεωκένωσης είναι το κλιματόπιο, το εδαφότοπο, ο υδρότοπος (βιότοπος), καθώς και η φυτοκένωση, η ζωοκένωση και η μικροβιοκένωση (βιοκένωση).

Για να αποκτήσουν τροφή, οι άνθρωποι δημιουργούν τεχνητά αγροοικοσυστήματα. Διαφέρουν από τα φυσικά στη χαμηλή τους αντοχή και σταθερότητα, αλλά σε υψηλότερη παραγωγικότητα.

Τα οικοσυστήματα είναι οι βασικές δομικές μονάδες της βιόσφαιρας

Ένα οικολογικό σύστημα, ή οικοσύστημα, είναι η βασική λειτουργική μονάδα στην οικολογία, αφού περιλαμβάνει οργανισμούς και

άψυχο περιβάλλον - συστατικά που επηρεάζουν αμοιβαία τις ιδιότητες του άλλου και τις απαραίτητες συνθήκες για τη διατήρηση της ζωής στη μορφή που υπάρχει στη Γη. Ορος οικοσύστημαπροτάθηκε για πρώτη φορά το 1935 από έναν Άγγλο οικολόγο Α. Τάνσλι.

Έτσι, ως οικοσύστημα νοείται ένα σύνολο ζωντανών οργανισμών (κοινοτήτων) και των οικοτόπων τους, οι οποίοι, χάρη στον κύκλο των ουσιών, σχηματίζουν ένα σταθερό σύστημα ζωής.

Οι κοινότητες οργανισμών συνδέονται με το ανόργανο περιβάλλον με τις πιο στενές συνδέσεις υλικού και ενέργειας. Τα φυτά μπορούν να υπάρχουν μόνο λόγω της συνεχούς παροχής διοξειδίου του άνθρακα, νερού, οξυγόνου και μεταλλικών αλάτων. Τα ετερότροφα ζουν από τα αυτότροφα, αλλά απαιτούν την παροχή ανόργανων ενώσεων όπως το οξυγόνο και το νερό.

Σε κάθε δεδομένο βιότοπο, τα αποθέματα ανόργανων ενώσεων που είναι απαραίτητα για τη στήριξη της ζωής των οργανισμών που κατοικούν δεν θα διαρκούσαν πολύ εάν αυτά τα αποθέματα δεν ανανεώνονταν. Η επιστροφή των θρεπτικών συστατικών στο περιβάλλον συμβαίνει τόσο κατά τη διάρκεια της ζωής των οργανισμών (ως αποτέλεσμα αναπνοής, απέκκρισης, αφόδευσης) όσο και μετά το θάνατό τους, ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης πτωμάτων και φυτικών υπολειμμάτων.

Κατά συνέπεια, η κοινότητα σχηματίζει ένα ορισμένο σύστημα με το ανόργανο περιβάλλον στο οποίο η ροή των ατόμων που προκαλείται από τη ζωτική δραστηριότητα των οργανισμών τείνει να κλείσει σε έναν κύκλο.

Ρύζι. 8.1. Η δομή της βιογεωκένωσης και το σχήμα αλληλεπίδρασης μεταξύ των συστατικών

Ο όρος «βιογεωκένωση», που προτάθηκε το 1940, χρησιμοποιείται ευρέως στη ρωσική βιβλιογραφία. σι. ΝΣουκάτσεφ.Σύμφωνα με τον ορισμό του, η βιογεωκένωση είναι «ένα σύνολο ομοιογενών φυσικών φαινομένων (ατμόσφαιρα, βράχος, έδαφος και υδρολογικές συνθήκες) σε μια ορισμένη έκταση της επιφάνειας της γης, το οποίο έχει μια ιδιαίτερη ιδιαιτερότητα των αλληλεπιδράσεων αυτών των συστατικών που την αποτελούν και ορισμένο είδος ανταλλαγής ύλης και ενέργειας μεταξύ τους και άλλων φυσικών φαινομένων και αντιπροσωπεύει μια εσωτερικά αντιφατική διαλεκτική ενότητα, σε διαρκή κίνηση και ανάπτυξη».

Στη βιογεωκένωση V.N. Ο Σουκάτσεφ εντόπισε δύο μπλοκ: οικοτοπ— ένα σύνολο συνθηκών του αβιοτικού περιβάλλοντος και βιοκένωση- το σύνολο όλων των ζωντανών οργανισμών (Εικ. 8.1). Ένας οικοτόπος θεωρείται συχνά ως αβιοτικό περιβάλλον που δεν μετασχηματίζεται από τα φυτά (το πρωταρχικό σύμπλεγμα παραγόντων του φυσικογεωγραφικού περιβάλλοντος) και ένας βιότοπος είναι ένα σύνολο στοιχείων του αβιοτικού περιβάλλοντος που τροποποιούνται από τις δραστηριότητες που σχηματίζουν περιβάλλον ζωντανών οργανισμών.

Υπάρχει η άποψη ότι ο όρος «βιογεωκοένωση» σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό αντανακλά τα δομικά χαρακτηριστικά του υπό μελέτη μακροσυστήματος, ενώ η έννοια του «οικοσυστήματος» περιλαμβάνει, πρώτα απ' όλα, τη λειτουργική του ουσία. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ αυτών των όρων.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο συνδυασμός ενός συγκεκριμένου φυσικοχημικού περιβάλλοντος (βιότοπος) με μια κοινότητα ζωντανών οργανισμών (βιοκένωση) σχηματίζει ένα οικοσύστημα:

Οικοσύστημα = Βιότοπος + Βιοκένωση.

Η ισορροπία (σταθερή) κατάσταση του οικοσυστήματος διασφαλίζεται με βάση τους κύκλους της ουσίας (βλ. παράγραφο 1.5). Όλα τα συστατικά των οικοσυστημάτων συμμετέχουν άμεσα σε αυτούς τους κύκλους.

Για να διατηρηθεί η κυκλοφορία των ουσιών σε ένα οικοσύστημα, είναι απαραίτητο να υπάρχει απόθεμα ανόργανων ουσιών σε εύπεπτη μορφή και τρεις λειτουργικά διαφορετικές οικολογικές ομάδες οργανισμών: παραγωγοί, καταναλωτές και αποικοδομητές.

Παραγωγοίοι αυτότροφοι οργανισμοί είναι ικανοί να χτίζουν το σώμα τους χρησιμοποιώντας ανόργανες ενώσεις (Εικ. 8.2).

Ρύζι. 8.2. Παραγωγοί

Καταναλωτές -ετερότροφοι οργανισμοί που καταναλώνουν οργανική ύλη από παραγωγούς ή άλλους καταναλωτές και τη μετατρέπουν σε νέες μορφές.

ΑποσυνθετέςΖουν από νεκρή οργανική ύλη, μετατρέποντάς την ξανά σε ανόργανες ενώσεις. Αυτή η ταξινόμηση είναι σχετική, δεδομένου ότι τόσο οι καταναλωτές όσο και οι ίδιοι οι παραγωγοί ενεργούν εν μέρει ως αποικοδομητές κατά τη διάρκεια της ζωής τους, απελευθερώνοντας μεταλλικά προϊόντα μεταβολισμού στο περιβάλλον.

Κατ' αρχήν, ο κύκλος των ατόμων μπορεί να διατηρηθεί στο σύστημα χωρίς ενδιάμεσο σύνδεσμο - καταναλωτές, λόγω των δραστηριοτήτων δύο άλλων ομάδων. Ωστόσο, τέτοια οικοσυστήματα εμφανίζονται μάλλον ως εξαιρέσεις, για παράδειγμα, σε εκείνες τις περιοχές όπου λειτουργούν κοινότητες που σχηματίζονται μόνο από μικροοργανισμούς. Ο ρόλος των καταναλωτών στη φύση διαδραματίζεται κυρίως από τα ζώα οι δραστηριότητές τους στη διατήρηση και την επιτάχυνση της κυκλικής μετανάστευσης των ατόμων στα οικοσυστήματα είναι πολύπλοκες και ποικίλες.

Η κλίμακα των οικοσυστημάτων στη φύση ποικίλλει πολύ. Ο βαθμός κλειστότητας των κύκλων της ύλης που διατηρούνται σε αυτούς είναι επίσης διαφορετικός, δηλ. επαναλαμβανόμενη συμμετοχή των ίδιων στοιχείων σε κύκλους. Ως ξεχωριστά οικοσυστήματα, μπορούμε να θεωρήσουμε, για παράδειγμα, ένα μαξιλάρι λειχήνων σε έναν κορμό δέντρου, ένα κούτσουρο σε αποσύνθεση με τον πληθυσμό του, ένα μικρό προσωρινό σώμα νερού, ένα λιβάδι, ένα δάσος, μια στέπα, μια έρημο, ολόκληρο τον ωκεανό, και, τέλος, ολόκληρη η επιφάνεια της Γης που καταλαμβάνεται από ζωή.

Σε ορισμένους τύπους οικοσυστημάτων, η μεταφορά ύλης εκτός των ορίων τους είναι τόσο μεγάλη που η σταθερότητά τους διατηρείται κυρίως από την εισροή της ίδιας ποσότητας ύλης από το εξωτερικό, ενώ ο εσωτερικός κύκλος είναι αναποτελεσματικός. Αυτά περιλαμβάνουν ρέουσες δεξαμενές, ποτάμια, ρυάκια και περιοχές σε απότομες βουνοπλαγιές. Άλλα οικοσυστήματα έχουν πολύ πιο ολοκληρωμένο κύκλο ουσιών και είναι σχετικά αυτόνομα (δάση, λιβάδια, λίμνες κ.λπ.).

Ένα οικοσύστημα είναι πρακτικά ένα κλειστό σύστημα. Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των οικοσυστημάτων και των κοινοτήτων και των πληθυσμών, που είναι ανοιχτά συστήματα που ανταλλάσσουν ενέργεια, ύλη και πληροφορίες με το περιβάλλον τους.

Ωστόσο, ούτε ένα οικοσύστημα στη Γη δεν έχει τελείως κλειστή κυκλοφορία, αφού εξακολουθεί να υπάρχει ελάχιστη ανταλλαγή μάζας με το περιβάλλον.

Ένα οικοσύστημα είναι ένα σύνολο διασυνδεδεμένων καταναλωτών ενέργειας που εκτελούν εργασίες για να διατηρήσουν την κατάσταση μη ισορροπίας σε σχέση με το ενδιαίτημά του μέσω της χρήσης της ηλιακής ροής ενέργειας.

Σύμφωνα με την ιεραρχία των κοινοτήτων, η ζωή στη Γη εκδηλώνεται και στην ιεραρχία των αντίστοιχων οικοσυστημάτων. Η οικοσυστημική οργάνωση της ζωής είναι μια από τις απαραίτητες προϋποθέσεις για την ύπαρξή της. Όπως έχει ήδη σημειωθεί, τα αποθέματα βιογενών στοιχείων που είναι απαραίτητα για τη ζωή των οργανισμών στη Γη γενικά και σε κάθε συγκεκριμένη περιοχή στην επιφάνειά της δεν είναι απεριόριστα. Μόνο ένα σύστημα κύκλων θα μπορούσε να δώσει σε αυτά τα αποθέματα την ιδιότητα του άπειρου, απαραίτητη για τη συνέχιση της ζωής.

Μόνο λειτουργικά διαφορετικές ομάδες οργανισμών μπορούν να διατηρήσουν και να πραγματοποιήσουν τον κύκλο. Η λειτουργική και οικολογική ποικιλομορφία των έμβιων όντων και η οργάνωση της ροής των ουσιών που εξάγονται από το περιβάλλον σε κύκλους είναι η αρχαιότερη ιδιότητα της ζωής.

Από αυτή την άποψη, η βιώσιμη ύπαρξη πολλών ειδών σε ένα οικοσύστημα επιτυγχάνεται λόγω των φυσικών διαταραχών του οικοτόπου που συμβαίνουν συνεχώς σε αυτό, επιτρέποντας σε νέες γενιές να καταλάβουν τον πρόσφατα εκκενωμένο χώρο.

Έννοια του οικοσυστήματος

Το κύριο αντικείμενο μελέτης της οικολογίας είναι τα οικολογικά συστήματα, ή οικοσυστήματα. Το οικοσύστημα κατέχει την επόμενη θέση μετά τη βιοκένωση στο σύστημα των επιπέδων της ζωντανής φύσης. Όταν μιλάμε για βιοκένωση, εννοούσαμε μόνο ζωντανούς οργανισμούς. Αν θεωρήσουμε τους ζωντανούς οργανισμούς (βιοκένωση) σε συνδυασμό με περιβαλλοντικούς παράγοντες, τότε αυτό είναι ήδη ένα οικοσύστημα. Έτσι, ένα οικοσύστημα είναι ένα φυσικό σύμπλεγμα (βιο-αδρανές σύστημα) που σχηματίζεται από ζωντανούς οργανισμούς (βιοκένωση) και τον βιότοπό τους (για παράδειγμα, η ατμόσφαιρα είναι αδρανής, το έδαφος, μια δεξαμενή είναι βιο-αδρανής, κ.λπ.), που διασυνδέονται με ανταλλαγή ουσιών και ενέργειας.

Ο όρος «οικοσύστημα», γενικά αποδεκτός στην οικολογία, εισήχθη το 1935 από τον Άγγλο βοτανολόγο A. Tansley. Πίστευε ότι τα οικοσυστήματα, «από τη σκοπιά ενός οικολόγου, αντιπροσωπεύουν τις βασικές φυσικές μονάδες στην επιφάνεια της γης», οι οποίες περιλαμβάνουν «όχι μόνο ένα σύμπλεγμα οργανισμών, αλλά και ολόκληρο το σύμπλεγμα φυσικών παραγόντων που σχηματίζουν αυτό που ονομάστε το περιβάλλον του βιώματος—παράγοντες οικοτόπου με την ευρεία έννοια». Ο Tansley τόνισε ότι τα οικοσυστήματα χαρακτηρίζονται από διάφορους τύπους μεταβολισμού όχι μόνο μεταξύ οργανισμών, αλλά και μεταξύ οργανικής και ανόργανης ύλης. Αυτό δεν είναι μόνο ένα σύμπλεγμα ζωντανών οργανισμών, αλλά και ένας συνδυασμός φυσικών παραγόντων.

Οικοσύστημα (οικολογικό σύστημα)— η βασική λειτουργική μονάδα της οικολογίας, που αντιπροσωπεύει την ενότητα των ζωντανών οργανισμών και του οικοτόπου τους, οργανωμένη από τις ροές ενέργειας και τον βιολογικό κύκλο των ουσιών. Αυτή είναι η θεμελιώδης κοινότητα των ζωντανών όντων και ο βιότοπός τους, κάθε σύνολο ζωντανών οργανισμών που ζουν μαζί και οι συνθήκες ύπαρξής τους (Εικ. 8).

Ρύζι. 8. Διάφορα οικοσυστήματα: α - λίμνη στη μεσαία ζώνη (1 - φυτοπλαγκτόν, 2 - ζωοπλαγκτόν, 3 - σκαθάρια κολύμβησης (προνύμφες και ενήλικες), 4 - νεαρός κυπρίνος, 5 - λούτσος, 6 - χορονομιδικές προνύμφες (κουνούπια με τράνταγμα)· 7 - βακτήρια της παράκτιας βλάστησης, β - λιβάδια (I - αβιοτικά συστατικά, δηλ. ανόργανα και οργανικά συστατικά) (βλάστηση) Β – έμμεσοι καταναλωτές ή σαρωτές (ασπόνδυλα) του εδάφους (γεράκια)·

Η έννοια του «οικοσυστήματος» μπορεί να εφαρμοστεί σε αντικείμενα διαφορετικού βαθμού πολυπλοκότητας και μεγέθους. Ένα παράδειγμα οικοσυστήματος είναι ένα τροπικό δάσος σε έναν συγκεκριμένο τόπο και χρόνο, που κατοικείται από χιλιάδες είδη φυτών, ζώων και μικροβίων που ζουν μαζί και συνδέονται με τις αλληλεπιδράσεις που συμβαίνουν μεταξύ τους. Τα οικοσυστήματα είναι φυσικοί σχηματισμοί όπως ο ωκεανός, η θάλασσα, η λίμνη, το λιβάδι, ο βάλτος. Ένα οικοσύστημα μπορεί να είναι μια κολύμβηση σε ένα βάλτο, ένα σάπιο δέντρο σε ένα δάσος με οργανισμούς να ζουν πάνω τους και μέσα τους, ή μια μυρμηγκοφωλιά με μυρμήγκια. Το μεγαλύτερο οικοσύστημα είναι ο πλανήτης Γη.

Κάθε οικοσύστημα μπορεί να χαρακτηριστεί από ορισμένα όρια (οικοσύστημα δασών ελάτης, οικοσύστημα βαλτότοπων πεδινών). Ωστόσο, η ίδια η έννοια του «οικοσυστήματος» είναι χωρίς κατάταξη. Έχει το χαρακτηριστικό ότι είναι αδιάστατο, δεν χαρακτηρίζεται από εδαφικούς περιορισμούς. Συνήθως, τα οικοσυστήματα οριοθετούνται από στοιχεία του αβιοτικού περιβάλλοντος, για παράδειγμα, ανάγλυφο, ποικιλότητα ειδών, φυσικοχημικές και τροφικές συνθήκες κ.λπ. Το μέγεθος των οικοσυστημάτων δεν μπορεί να εκφραστεί σε φυσικές μονάδες μέτρησης (εμβαδόν, μήκος, όγκος κ.λπ.). Εκφράζεται ως συστημικό μέτρο που λαμβάνει υπόψη μεταβολικές και ενεργειακές διεργασίες. Ως εκ τούτου, ως οικοσύστημα νοείται συνήθως ένα σύνολο συστατικών του βιοτικού (ζωντανοί οργανισμοί) και του αβιοτικού περιβάλλοντος, κατά την αλληλεπίδραση του οποίου εμφανίζεται ένας περισσότερο ή λιγότερο πλήρης βιοτικός κύκλος, στον οποίο συμμετέχουν παραγωγοί, καταναλωτές και αποικοδομητές. Ο όρος «οικοσύστημα» χρησιμοποιείται επίσης σε σχέση με τεχνητούς σχηματισμούς, για παράδειγμα, ένα οικοσύστημα πάρκου, ένα γεωργικό οικοσύστημα (αγροοικοσύστημα).

Τα οικοσυστήματα μπορούν να χωριστούν σε μικροοικοσυστήματα(δέντρο στο δάσος, παράκτια πυκνά υδρόβια φυτά), μεσοοικοσυστήματα(βάλτος, πευκοδάσος, χωράφι με σίκαλη) και μακροοικοσυστήματα(ωκεανός, θάλασσα, έρημος).

Περί ισορροπίας στα οικοσυστήματα

Τα οικοσυστήματα ισορροπίας είναι εκείνα που «ελέγχουν» τις συγκεντρώσεις των θρεπτικών ουσιών, διατηρώντας την ισορροπία τους με τις στερεές φάσεις. Οι στερεές φάσεις (υπολείμματα ζωντανών οργανισμών) είναι προϊόντα της ζωτικής δραστηριότητας των ζώντων οργανισμών. Οι κοινότητες και οι πληθυσμοί που αποτελούν μέρος ενός οικοσυστήματος ισορροπίας θα βρίσκονται επίσης σε ισορροπία. Αυτός ο τύπος βιολογικής ισορροπίας ονομάζεται κινητό, αφού οι διαδικασίες του θανάτου αντισταθμίζονται συνεχώς από την εμφάνιση νέων οργανισμών.

Τα οικοσυστήματα ισορροπίας υπακούουν στην αρχή της βιωσιμότητας του Le Chatelier. Κατά συνέπεια, αυτά τα οικοσυστήματα έχουν ομοιόσταση - με άλλα λόγια, είναι σε θέση να ελαχιστοποιούν τις εξωτερικές επιρροές διατηρώντας παράλληλα την εσωτερική ισορροπία. Η σταθερότητα των οικοσυστημάτων δεν επιτυγχάνεται με τη μετατόπιση των χημικών ισορροπιών, αλλά με την αλλαγή των ρυθμών σύνθεσης και αποσύνθεσης των θρεπτικών ουσιών.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η μέθοδος διατήρησης της σταθερότητας των οικοσυστημάτων, με βάση τη συμμετοχή στον βιολογικό κύκλο οργανικών ουσιών που προηγουμένως παρήχθησαν από το οικοσύστημα και είχαν παραμεριστεί «στο αποθεματικό» - ξύλο και χλωρίδα (τύρφη, χούμο, απορρίμματα). Σε αυτή την περίπτωση, το ξύλο χρησιμεύει ως ατομικός υλικός πλούτος και η θνητή μάζα ως συλλογικός πλούτος, που ανήκει στο οικοσύστημα ως σύνολο. Αυτός ο «υλικός πλούτος» αυξάνει την ανθεκτικότητα των οικοσυστημάτων, διασφαλίζοντας την επιβίωσή τους σε αντίξοες κλιματικές αλλαγές, φυσικές καταστροφές κ.λπ.

Η σταθερότητα ενός οικοσυστήματος είναι μεγαλύτερη, όσο μεγαλύτερο είναι σε μέγεθος και τόσο πιο πλούσιο και ποικιλόμορφο το είδος και η πληθυσμιακή του σύνθεση.

Τα οικοσυστήματα διαφορετικών τύπων χρησιμοποιούν διαφορετικές επιλογές για ατομικές και συλλογικές μεθόδους αποθήκευσης σταθερότητας με διαφορετικές αναλογίες ατομικού και συλλογικού υλικού πλούτου.

Έτσι, η κύρια λειτουργία του συνόλου των ζωντανών όντων (κοινότητας) που περιλαμβάνονται στο οικοσύστημα είναι να εξασφαλίσει μια κατάσταση ισορροπίας (σταθερή) του οικοσυστήματος που βασίζεται σε έναν κλειστό κύκλο ουσιών.

Η φύση είναι μια ακούραστη σύζευξη
ρήματα «να τρώω» και «να τρώγομαι».
Ουίλιαμ Ίνγκε

Ποια είναι τα κύρια συστατικά των οικοσυστημάτων; Τι είναι οι τροφικές αλυσίδες και τα δίκτυα τροφίμων; Ποια είναι η τροφική δομή του οικοσυστήματος;

Μάθημα-διάλεξη

ΚΥΡΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. Τα οικοσυστήματα είναι μια στοιχειώδης λειτουργική μονάδα της ζωντανής φύσης, στην οποία λαμβάνουν χώρα αλληλεπιδράσεις μεταξύ όλων των συστατικών της και λαμβάνει χώρα η κυκλοφορία ουσιών και ενέργειας. Η σύνθεση του οικοσυστήματος περιλαμβάνει ανόργανες ουσίες (νερό, διοξείδιο του άνθρακα, ενώσεις αζώτου κ.λπ.), που περιλαμβάνονται στον κύκλο, και οργανικές ενώσεις (πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λίπη κ.λπ.), που συνδέουν βιοτικές (ζωντανές) και αβιοτικές ( μη ζωντανά ή αδρανή) τα μέρη του. Κάθε οικοσύστημα χαρακτηρίζεται από ένα συγκεκριμένο περιβάλλον (αέρας, νερό, γη), συμπεριλαμβανομένου ενός κλιματικού καθεστώτος και ενός συγκεκριμένου συνόλου παραμέτρων του φυσικού περιβάλλοντος (θερμοκρασία, υγρασία κ.λπ.). Με βάση τον ρόλο που διαδραματίζουν οι οργανισμοί στο οικοσύστημα, χωρίζονται σε τρεις ομάδες:

• παραγωγούς- αυτοτροφικοί οργανισμοί, κυρίως πράσινα φυτά, που είναι ικανοί να δημιουργούν οργανικές ουσίες από ανόργανες.
• Καταναλωτές- ετερότροφοι οργανισμοί, κυρίως ζώα που τρέφονται με άλλους οργανισμούς ή σωματίδια οργανικής ύλης.
• αποικοδομητές- ετερότροφους οργανισμούς, κυρίως βακτήρια και μύκητες, εξασφαλίζοντας την αποσύνθεση οργανικών ενώσεων.

Το περιβάλλον και οι ζωντανοί οργανισμοί συνδέονται μεταξύ τους με τις διαδικασίες κυκλοφορίας της ύλης και της ενέργειας.

Οι παραγωγοί συλλαμβάνουν το ηλιακό φως και μετατρέπουν την ενέργειά του σε ενέργεια χημικών δεσμών των οργανικών ενώσεων που συνθέτουν. Οι καταναλωτές, οι παραγωγοί που τρώνε, χρησιμοποιούν την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση αυτών των χημικών δεσμών για να χτίσουν το δικό τους σώμα. Οι αποικοδομητές συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο, αλλά χρησιμοποιούν είτε νεκρά σώματα είτε προϊόντα που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια των διαδικασιών ζωής των οργανισμών ως πηγή τροφής. Ταυτόχρονα, οι αποικοδομητές αποσυνθέτουν πολύπλοκα οργανικά μόρια σε απλές ανόργανες ενώσεις - διοξείδιο του άνθρακα, οξείδια του αζώτου, νερό, άλατα αμμωνίου κ.λπ. Ως αποτέλεσμα, επιστρέφουν ουσίες που αφαιρούνται από αυτά από τα φυτά στο περιβάλλον, και αυτές οι ουσίες μπορούν και πάλι να είναι χρησιμοποιούνται από τους παραγωγούς. Ο κύκλος ολοκληρώθηκε. Πρέπει να σημειωθεί ότι όλα τα έμβια όντα είναι αποσυνθετικά σε κάποιο βαθμό. Κατά τον μεταβολισμό τους, εξάγουν την ενέργεια που χρειάζονται διασπώντας οργανικές ενώσεις, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα και νερό ως τελικά προϊόντα.

Στα οικοσυστήματα, τα ζωντανά συστατικά είναι διατεταγμένα σε αλυσίδες - τροφήή τροφικές αλυσίδες, στο οποίο κάθε προηγούμενος σύνδεσμος χρησιμεύει ως τροφή για τον επόμενο. Στη βάση της τροφικής αλυσίδας υπάρχουν παραγωγοί που από ανόργανη ύλη και φωτεινή ενέργεια δημιουργούν ζωντανή ύλη - πρωτογενή βιομάζα. Ο δεύτερος σύνδεσμος αποτελείται από ζωικά φυτοφάγα που καταναλώνουν αυτήν την πρωτογενή βιομάζα - αυτοί είναι καταναλωτές πρώτης τάξης. Αυτά, με τη σειρά τους, χρησιμεύουν ως τροφή για τους οργανισμούς που αποτελούν το επόμενο τροφικό επίπεδο - καταναλωτές δεύτερης τάξης. Ακολουθούν καταναλωτές τρίτης τάξης, κ.λπ. Ας δώσουμε ένα παράδειγμα απλής αλυσίδας:

Ακολουθεί ένα παράδειγμα πιο σύνθετης αλυσίδας:

Στα φυσικά οικοσυστήματα, οι τροφικές αλυσίδες δεν είναι απομονωμένες η μία από την άλλη, αλλά είναι στενά αλληλένδετες. Σχηματίζονται τροφικά πλέγματα, η αρχή του σχηματισμού τους είναι ότι κάθε παραγωγός μπορεί να χρησιμεύσει ως τροφή όχι για ένα, αλλά για πολλά φυτοφάγα ζώα, τα οποία, με τη σειρά τους, μπορούν να καταναλωθούν από διαφορετικούς τύπους καταναλωτών δεύτερης τάξης κ.λπ. (Εικ. 49).

Ρύζι. 49. Διατροφικός ιστός ρέγγας

Οι τροφικοί ιστοί αποτελούν το πλαίσιο των οικοσυστημάτων και οι διαταραχές τους μπορεί να έχουν απρόβλεπτες συνέπειες. Ιδιαίτερα ευάλωτα είναι τα οικοσυστήματα με σχετικά απλές τροφικές αλυσίδες, δηλαδή εκείνα στα οποία το φάσμα των ειδών διατροφής για ένα συγκεκριμένο είδος είναι στενό (για παράδειγμα, πολλά οικοσυστήματα της Αρκτικής). Η απώλεια ενός από τους συνδέσμους μπορεί να οδηγήσει στην κατάρρευση ολόκληρου του τροφικού δικτύου και στην υποβάθμιση του οικοσυστήματος στο σύνολό του.

ΤΡΟΦΙΚΗ ΔΟΜΗ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Τα πράσινα φυτά συλλαμβάνουν το 1-2% της ηλιακής ενέργειας που πέφτει πάνω τους, μετατρέποντάς την σε ενέργεια χημικών δεσμών. Οι καταναλωτές πρώτης τάξης απορροφούν περίπου το 10% της συνολικής ενέργειας που περιέχεται στα φυτά που τρώνε. Σε κάθε επόμενο επίπεδο χάνεται το 10-20% της ενέργειας του προηγούμενου. Αυτό το σχέδιο είναι σε πλήρη συμφωνία με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε μετατροπής ενέργειας, σημαντικό μέρος της διαχέεται με τη μορφή θερμικής ενέργειας που δεν είναι διαθέσιμη για χρήση. Έτσι, η ενέργεια μειώνεται γρήγορα στις τροφικές αλυσίδες, περιορίζοντας το μήκος τους. Αυτό συνδέεται επίσης με μια μείωση σε κάθε επόμενο επίπεδο του αριθμού και της βιομάζας (η ποσότητα της ζωντανής ύλης που εκφράζεται σε μονάδες μάζας ή θερμίδες) των ζωντανών οργανισμών. Ωστόσο, αυτός ο κανόνας, όπως θα δούμε παρακάτω, έχει μια σειρά από εξαιρέσεις.

Η σταθερότητα κάθε οικοσυστήματος βασίζεται σε μια ορισμένη τροφική δομή, η οποία μπορεί να εκφραστεί με τη μορφή πυραμίδων αριθμών, βιομάζας και ενέργειας. Κατά την κατασκευή τους, οι τιμές της αντίστοιχης παραμέτρου για κάθε τροφικό επίπεδο απεικονίζονται με τη μορφή ορθογωνίων τοποθετημένων το ένα πάνω στο άλλο.

Το σχήμα των πληθυσμιακών πυραμίδων (Εικ. 50) εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το μέγεθος των οργανισμών σε κάθε τροφικό επίπεδο, ιδιαίτερα από τους παραγωγούς. Για παράδειγμα, ο αριθμός των δέντρων σε ένα δάσος είναι πολύ μικρότερος από αυτόν του γρασιδιού σε ένα λιβάδι.

Ξεκινώντας από καταναλωτές πρώτης τάξης, λίγο πολύ τηρείται ο κανόνας, σύμφωνα με τον οποίο το μέγεθος των ζωντανών πλασμάτων αυξάνεται σε κάθε επόμενο τροφικό επίπεδο. Αν και υπάρχουν εξαιρέσεις εδώ: μια αγέλη λύκων μπορεί να οδηγήσει ένα ελάφι ή μια άλκη - θήραμα πολύ μεγαλύτερο από κάθε λύκο ξεχωριστά.

Οι πυραμίδες βιομάζας αντικατοπτρίζουν καλύτερα την πραγματική δομή του οικοσυστήματος. Εάν τα μεγέθη των ζωντανών πλασμάτων σε διαφορετικά τροφικά επίπεδα δεν διαφέρουν πάρα πολύ, τότε μπορεί να ληφθεί μια κλιμακωτή πυραμίδα (βλ. Εικ. 50). Ωστόσο, σε οικοσυστήματα με πολύ μικρούς παραγωγούς (φυτοπλαγκτόν) και μεγάλους καταναλωτές, η συνολική μάζα των τελευταίων θα είναι μεγαλύτερη και θα έχουμε μια ανεστραμμένη πυραμίδα. Αυτή η εικόνα είναι χαρακτηριστική για τα περισσότερα θαλάσσια και γλυκά οικοσυστήματα.

Ρύζι. 50. Οικολογικές πυραμίδες

Οι ενεργειακές πυραμίδες παρέχουν την πληρέστερη εικόνα της λειτουργικής οργάνωσης ενός οικοσυστήματος. Ο αριθμός και η μάζα των οργανισμών σε κάθε τροφικό επίπεδο εξαρτώνται από την αφθονία της τροφής στο προηγούμενο επίπεδο σε μια δεδομένη στιγμή. Επομένως, οι πυραμίδες αριθμών και η βιομάζα αντικατοπτρίζουν τη στατική του οικοσυστήματος, δηλαδή χαρακτηρίζουν τον αριθμό των οργανισμών τη στιγμή της μελέτης. Η ενεργειακή πυραμίδα αντανακλά την ταχύτητα με την οποία τα τρόφιμα διέρχονται από την τροφική αλυσίδα. Κάθε βήμα συμβολίζει την ποσότητα ενέργειας (υπολογισμένη ανά μονάδα επιφάνειας ή όγκου) που έχει περάσει από ένα συγκεκριμένο τροφικό επίπεδο για μια συγκεκριμένη περίοδο. Επομένως, το σχήμα της ενεργειακής πυραμίδας δεν επηρεάζεται από αλλαγές στο μέγεθος, τον πληθυσμό και τη βιομάζα. Έχει πάντα το σχήμα ενός τριγώνου με την κορυφή στραμμένη προς τα πάνω, γεγονός που σχετίζεται με την απώλεια ενέργειας κατά τη μετάβαση από το ένα τροφικό επίπεδο στο άλλο (βλ. Εικ. 50).

Η μελέτη της τροφικής δομής των οικοσυστημάτων, ιδιαίτερα των νόμων της μετατροπής ενέργειας, είναι υψίστης σημασίας για την κατανόηση των μηχανισμών που αποτελούν τη βάση της σταθερότητάς τους. Χωρίς αυτό, είναι αδύνατο να υπολογιστούν σωστά τα επιτρεπτά όρια επιπτώσεων στο περιβάλλον, πέρα ​​από τα οποία θα προκαλέσει ανεπανόρθωτη ζημιά.

Οι τροφικές συνδέσεις μεταξύ των οργανισμών αποτελούν τη βάση ενός οικοσυστήματος. Σε κάθε οικοσύστημα υπάρχουν σίγουρα πρωτογενείς παραγωγοί οργανικής ύλης - παραγωγοί, και οργανισμοί που καταναλώνουν και επεξεργάζονται αυτήν την ουσία - καταναλωτές και αποικοδομητές. Αυτά τα βασικά συστατικά του οικοσυστήματος σχηματίζουν τροφικές αλυσίδες και δίκτυα μέσω των οποίων ρέει η ύλη και η ενέργεια. Σύμφωνα με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο, σε κάθε τροφικό επίπεδο υπάρχει σημαντική απώλεια ενέργειας με τη μορφή θερμότητας, η οποία περιορίζει το μήκος των τροφικών αλυσίδων. Το οικοσύστημα λειτουργεί ως ένα ενιαίο, αναπτυσσόμενο σύστημα με αυτορρύθμιση.

• Εξηγήστε γιατί είναι δυνατό να εντοπιστούν κοινά στοιχεία σε οποιοδήποτε οικοσύστημα.
• Ποια αποτελεί τη βάση για την αλληλεπίδραση των στοιχείων του οικοσυστήματος;
• Ποια είναι η σημασία της ποικιλομορφίας των συστατικών του για τη βιωσιμότητα ενός οικοσυστήματος;