ecosistema más grande. Ecosistemas, tipos de ecosistemas. Diversidad de los componentes naturales de la biosfera

Los complejos ecológicos, sus tipos y componentes son la principal herramienta que permite estudiar y comprender el lugar del hombre en el planeta, su influencia en la biosfera, así como mejorar los métodos de protección del medio ambiente y mantener su estabilidad y existencia. Todos los tipos de ecosistemas están interconectados y no pueden existir por separado, por lo que es importante no perturbar su interacción entre ellos.

Definición y concepto del concepto

Un sistema ecológico es un conjunto de organismos vivos, sus hábitats naturales y sistemas de comunicación, a través de los cuales se intercambian energía, sustancias e información. El concepto de "ecosistema" fue propuesto por el botánico A. Tensley en 1935, quien dedicó toda su vida a estudiar los procesos de la botánica.

El sistema ecológico actúa como una unidad estructural separada que combina factores bióticos y abióticos. Se caracteriza por su línea de autodesarrollo, cierta organización y la capacidad de aportar materiales vitales. El concepto de ecosistema apareció solo en el siglo XX, pero desde entonces su esquema se ha vuelto mucho más complicado y continúa cambiando. Está influenciado por causas naturales y la intervención de aspectos progresivos.

El ecosistema es la parte más importante del complejo natural del caparazón geográfico y biológico de nuestro planeta, el cual consta de los siguientes componentes: suelo, aire, flora, fauna y recursos hídricos.

Las comunidades naturales no tienen límites claros. Están separados por barreras geográficas como montañas, desiertos, ríos, mares u océanos, por lo que suelen fusionarse entre sí. Las zonas de transición entre ellos se llaman ecotonos.

El ecosistema a menudo se denomina biogeocenosis, pero los científicos creen que el segundo concepto no puede considerarse un sinónimo completo de este término. La biogeocenosis es un análogo de un sistema ecológico en el nivel inicial, asociado a un área específica del medio terrestre o acuático. El ecosistema considera áreas abstractas.

Hay muchos complejos naturales diferentes en el mundo, pero todos están unidos por el mismo principio: en cualquier sistema hay un componente regional llamado biotopo y caracterizado por el mismo paisaje y clima, así como una biocenosis representada por los habitantes de el grupo que vive permanentemente en el biotopo. Juntos forman una biogeocenosis y no pueden existir por separado unos de otros.

Estructura y componentes principales

Un ecosistema está formado por organismos vivos y su entorno no vivo. Entre ellos existe una interacción que proporciona un sistema estable y sostenible. Ejemplos de comunidades ecológicas son una pradera, un desierto, un lago o un estanque.

Cualquier ecosistema incluye componentes:

Los consumidores son animales carnívoros, herbívoros y omnívoros, así como plantas insectívoras. Para sobrevivir, necesitan sustancias orgánicas producidas por los productores. Los descomponedores destruyen los compuestos orgánicos muertos de los consumidores y productores de los que reciben los alimentos. Al mismo tiempo, en ambiente externo pasar componentes simples que son subproductos del metabolismo. Se reproducen como resultado del metabolismo cíclico que tiene lugar entre los ambientes abiótico y biótico de un sistema ecológico.

Los suelos incluyen un gran número de componentes minerales y orgánicos. También contienen organismos vivos. La tierra es la principal fuente de alimento y medio de vida de los consumidores. juega un papel importante en el ciclo de nutrientes parte superior suelo con plantas.

El oxígeno y el dióxido de carbono liberados de la atmósfera son esenciales para la fotosíntesis. Entre la superficie del planeta y la atmósfera hay un ciclo del agua. Debido a la radiación solar, la atmósfera se calienta, por lo que el agua se evapora. El proceso de fotosíntesis también requiere energía luminosa, que afecta el crecimiento de las plantas y los procesos metabólicos que ocurren en ellas.

La mayoría de los tejidos vivos se caracterizan por un alto porcentaje de agua contenida en ellos. Muy pocas células sobreviven cuando se reduce esta sustancia. La mayoría de ellos mueren ya en un indicador por debajo del 40%. El agua es el medio a través del cual los nutrientes minerales ingresan a las plantas. Es una fuente indispensable de supervivencia animal, que se forma a partir de la precipitación atmosférica.

Los sistemas naturales se caracterizan por largos períodos de existencia. Para ello, todos los componentes deben funcionar correctamente. Además, los procesos de intercambio e interacción con el medio ambiente son importantes para las comunidades ecológicas. Aunque todos los sistemas son individuales, todos tienen estructura y componentes.

Las comunidades ecológicas se caracterizan por una gran diversidad. Los sistemas se distinguen por características tales como tamaño, ubicación, influencia de factores externos, origen, fuente de energía, capacidad de autorregulación y restauración. En ellos tienen lugar diversos procesos e intervienen diferentes componentes, por lo que los científicos dan varios tipos de ecosistemas con sus características.

Dependiendo de la escala, se distinguen las siguientes comunidades:

microecosistema: un sistema a pequeña escala (estanques, charcos, tocones);
mesoecosistema: un ecosistema de tamaño mediano (bosques, ríos, grandes lagos);
macroecosistema - el sistema más grande que une varios ecosistemas a la vez de acuerdo con características bióticas y factores abióticos(bosque tropical con todos los animales que viven en él y árboles en crecimiento, cuerpos de agua).

Los ecosistemas pueden estar ubicados en la tierra o en el agua. Las comunidades acuáticas son oceánicas, marinas, fluviales, lacustres. Las biogeocenosis también se distinguen por la influencia de factores como la temperatura, la precipitación y la energía solar.

Por origen, los científicos distinguen los ecosistemas:

Natural. Dichos sistemas son de origen natural y existen con la participación del medio ambiente. Todos los componentes realizan sus funciones de forma independiente. El ecosistema natural más grande es la Tierra.
Artificial. Estos complejos son creados por el hombre, por lo que también se denominan antropogénicos. La gente los forma para obtener comida para sí mismos, aire fresco y otros productos necesarios para la vida. Ejemplos de ecosistemas artificiales son jardines, parques, campos, parcelas domésticas.

Muchos sistemas ecológicos existen debido a la energía solar. Sólo algunos complejos de la biosfera utilizan restos orgánicos como principal o única fuente de energía. Según la capacidad de autorregulación y restauración los ecosistemas se dividen en independientes y dependientes.

Hay otras clasificaciones de complejos naturales. Al dividirse en grupos, se tiene en cuenta su composición biológica, la diversidad de especies y el predominio de ciertos consumidores.

Los ecosistemas naturales son sistemas que dependen de la energía solar del exterior, pero también los hay que necesitan una fuente adicional de nutrición. El primer grupo, que depende completamente del cuerpo celeste, se caracteriza por una baja productividad en el procesamiento de sustancias, pero no se puede prescindir de tales comunidades ecológicas. Forman el clima y el estado de la capa de aire alrededor de la Tierra. Los complejos de origen natural están ubicados en los territorios más grandes en términos de área. Los ecosistemas naturales incluyen terrestres y acuáticos.

Las comunidades ecológicas terrestres se dividen en varios grupos:

Bosque. Se distinguen por la abundancia de vegetación y una gran cantidad de organismos vivos que existen en áreas pequeñas. En estos complejos naturales existen diversas especies de fauna, cuya densidad es bastante elevada. Incluso pequeños cambios en los ecosistemas forestales afectan en gran medida su equilibrio general. Estos incluyen bosques tropicales, templados, de hoja ancha y de taiga.
Desierto. Ocupan zonas desérticas donde hay poca lluvia. Extremadamente calor aire, el acceso deficiente a los recursos hídricos y la luz solar intensa afectan negativamente la diversidad de especies de animales y plantas en estas áreas.
Ecosistema de pradera. Los pastizales cubren las regiones templadas y tropicales del planeta. Sus territorios están cubiertos de plantas herbáceas, arbustos y algunos árboles. Los prados están habitados por depredadores y herbívoros. Las comunidades se dividen en sabanas, praderas y estepas.
Montaña. Las zonas montañosas se caracterizan por unas duras condiciones climáticas en las que sólo sobrevive la flora alpina. Los animales que viven en las tierras altas tienen gruesos pelajes que los protegen del frío.

Los complejos naturales acuáticos se ubican en el medio acuático con la correspondiente fauna y flora. Dado que el agua puede tener diferentes propiedades, los complejos se dividen en ríos, mares, océanos y otros cuerpos de agua.

Los expertos distinguen los siguientes ecosistemas acuáticos:

Marina. El sistema más grande que cubre alrededor del 70% de la superficie del planeta. El agua de mar contiene una gran cantidad de sales y minerales disueltos. Los ecosistemas marinos se dividen en las siguientes zonas: oceánica, profunda, bental, mareal, estuarios.
Agua dulce. Cubre alrededor del 0,8% de toda la superficie del planeta. Las comunidades de agua dulce se dividen en complejos naturales estancados, fluviales y de humedales.

Los sistemas marinos son ricos en corales, algas pardas, cefalópodos, equinodermos, tiburones y muchos otros consumidores y productores. Los complejos de agua dulce albergan reptiles, anfibios y aproximadamente el 40% de las especies de peces del mundo. En las aguas de rápido movimiento, el oxígeno disuelto está presente en una alta concentración, por lo que se mantiene una mayor diversidad de especies de organismos vivos que en los lagos y otras aguas estancadas.

Sistemas hechos por el hombre

Todo lo que pertenece al ecosistema natural no siempre puede funcionar completamente de forma independiente. Si se pierde incluso un factor clave, toda la comunidad fallará y se perderán otros enlaces. En el peor de los casos, todo el sistema muere. Mantener la existencia y funcionamiento normal complejos ecológicos ayuda a las personas.

Los ecosistemas antropogénicos prácticamente no difieren de los naturales, solo el papel principal en ellos lo desempeña la influencia de las personas. Tales comunidades ecológicas existen en todas partes: agricultura y Agricultura, sistemas de ingeniería, ciudades, centros industriales. Ejemplos recientes han afectado negativamente la ecología de la Tierra. La industria interrumpe el flujo de los procesos naturales en la naturaleza, daña las regiones más cercanas y desplaza el entorno natural.

Los factores externos desfavorables conducen a la transformación de todo el ecosistema: la diversidad de especies y su masa total aumentan, algunas plantas y animales son reemplazados por otras variedades, las cadenas alimentarias se vuelven más complicadas. Estos cambios tienen lugar durante un largo período.

Las personas consideran a la naturaleza un eslabón sin importancia, aunque sin ella no pueden existir. Una persona a menudo toma de la naturaleza y, a cambio, da muy poco. Será posible salvar los ecosistemas naturales solo con una actitud cuidadosa hacia ellos, resolviendo problemas sociedad moderna y conservación de los recursos naturales.

Tipos de ecosistemas.

Sistema ecológico (ecosistema)- un conjunto espacialmente definido de organismos vivos y su hábitat, unidos por interacciones material-energéticas e informativas.

Distinguir entre ecosistemas naturales acuáticos y terrestres.

Ecosistemas acuáticos- estos son ríos, lagos, estanques, pantanos - ecosistemas de agua dulce, así como mares y océanos - embalses con agua salada.

Ecosistemas terrestres- estos son ecosistemas de tundra, taiga, bosque, estepa forestal, estepa, semidesierto, desierto, montaña.

Cada ecosistema terrestre tiene un componente abiótico - biotopo o ecotopo - un sitio con las mismas condiciones de paisaje, clima, suelo; y el componente biótico - una comunidad, o biocenosis - la totalidad de todos los organismos vivos que habitan un biotopo dado. El biotopo es un hábitat común para todos los miembros de la comunidad. Las biocenosis consisten en representantes de muchas especies de plantas, animales y microorganismos. Casi todas las especies de la biocenosis están representadas por muchos individuos de diferente sexo y edad. Forman una población de una determinada especie en un ecosistema. Es muy difícil considerar una biocenosis por separado de un biotopo, por lo que se introduce un concepto como biogeocenosis (biotopo + biocenosis). La biogeocenosis es un ecosistema terrestre elemental, principal forma de existencia de los ecosistemas naturales.

Cada ecosistema contiene grupos de organismos. diferentes tipos, que se distingue por el método de nutrición:

autótrofos ("autoalimentación");

Heterótrofos ("alimentándose de otros");

Consumidores - consumidores materia orgánica organismos vivos;

Los ditritófagos, o saprófagos, son organismos que se alimentan de materia orgánica muerta, los restos de plantas y animales;

Los descomponedores (bacterias y hongos inferiores) completan el trabajo destructivo de los consumidores y saprófagos, llevando la descomposición de la materia orgánica a su completa mineralización y devolviendo las últimas porciones de dióxido de carbono, agua y elementos minerales al entorno del ecosistema.

Todos estos grupos de organismos en cualquier ecosistema interactúan estrechamente entre sí, coordinando los flujos de materia y energía.

Por lo tanto , un ecosistema natural se caracteriza por tres rasgos:

1) un ecosistema es necesariamente una combinación de componentes vivos y no vivos.

2) dentro del ecosistema se lleva a cabo un ciclo completo, comenzando con la creación de materia orgánica y terminando con su descomposición en componentes inorgánicos.

3) el ecosistema se mantiene estable por algún tiempo, lo cual es proporcionado por una cierta estructura de componentes bióticos y abióticos.

Ejemplos de ecosistemas naturales son: un árbol caído, un cadáver de animal, una pequeña masa de agua, un lago, un bosque, un desierto, una tundra, una tierra, un océano, una biosfera.

Como puede verse en los ejemplos, los ecosistemas más simples se incluyen en los más complejos. Al mismo tiempo, se implementa una jerarquía de organización del sistema, en este caso ambiental. Por tanto, los ecosistemas se dividen según la escala espacial en microecosistemas, mesoecosistemas y macroecosistemas.

Por lo tanto, la estructura de la naturaleza debe considerarse como un todo sistémico, que consta de ecosistemas anidados unos en otros, el más alto de los cuales es un ecosistema global único: la biosfera. Dentro de su marco, hay un intercambio de energía y materia entre todos los componentes vivos y no vivos a escala planetaria.

Impacto antropogénico en los ecosistemas naturales.

Factores antropogénicos, es decir, los resultados de las actividades humanas que conducen a un cambio en el medio ambiente pueden ser considerados a nivel de región, país o nivel global.

Contaminación antropogénica de la atmósfera. conduce al cambio global. La contaminación atmosférica se presenta en forma de aerosoles y sustancias gaseosas. Las sustancias gaseosas representan el mayor peligro, ya que representan alrededor del 80% de todas las emisiones. En primer lugar, estos son compuestos de azufre, carbono, nitrógeno. El dióxido de carbono en sí no es venenoso, pero su acumulación está asociada con el peligro de un proceso global como " el efecto invernadero". Vemos las consecuencias del calentamiento global.

Con la liberación de compuestos de azufre y nitrógeno a la atmósfera, la precipitación está asociada lluvia ácida. El dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno del aire se combinan con el vapor de agua y luego, junto con la lluvia, caen al suelo en forma de ácidos sulfúrico y nítrico diluidos. Tal precipitación viola bruscamente la acidez del suelo, contribuye a la muerte de las plantas y la desecación de los bosques, especialmente los de coníferas. Una vez en ríos y lagos, tienen un efecto deprimente sobre la flora y la fauna, lo que a menudo conduce a la destrucción completa de la vida biológica, desde peces hasta microorganismos. La distancia entre el lugar de formación de la precipitación ácida y el lugar de su caída puede ser de miles de kilómetros.

Estos impactos negativos globales se ven exacerbados por procesos desertificación y deforestación. El factor principal de la desertificación es la actividad humana. Entre las causas antropogénicas se encuentran el sobrepastoreo, la deforestación, la explotación excesiva e inadecuada de la tierra. Los científicos han calculado que el área total de los desiertos hechos por el hombre superó el área de los naturales. Por eso la desertificación se clasifica como un proceso global.

Ahora considere ejemplos de impacto antropogénico a nivel de nuestro país. Rusia ocupa uno de los primeros lugares del mundo en cuanto a reservas agua dulce. Y considerando que los recursos totales de agua dulce representan solo el 2% del volumen total de la hidrosfera de la Tierra, queda claro cuán ricos somos. El principal peligro para estos recursos es la contaminación de la hidrosfera. Las principales reservas de agua dulce se concentran en los lagos, cuya superficie en nuestro país es mayor que el territorio de Gran Bretaña. Solo Baikal contiene aproximadamente el 20% de las reservas de agua dulce del mundo.

Los estudiosos distinguen tres tipos contaminación de la hidrosfera: físicos, químicos y biológicos.

La contaminación física se refiere principalmente a la contaminación térmica resultante de la descarga de agua caliente utilizada para la refrigeración en centrales térmicas y centrales nucleares. La descarga de tales aguas conduce a una violación del régimen natural de aguas. Por ejemplo, los ríos en lugares donde se descargan tales aguas no se congelan. En reservorios cerrados, esto conduce a una disminución en el contenido de oxígeno, lo que conduce a la muerte de los peces y al rápido desarrollo de algas unicelulares ("florecimiento" del agua). La contaminación física también incluye la contaminación radiactiva.

La contaminación química de la hidrosfera ocurre como resultado de la entrada de varios químicos y compuestos en ella. Un ejemplo son los vertidos de metales pesados (plomo, mercurio), fertilizantes (nitratos, fosfatos) e hidrocarburos (petróleo, contaminación orgánica). La fuente principal es la industria y el transporte.

La contaminación biológica es creada por microorganismos, a menudo patógenos. Entran al medio acuático con productos químicos, pulpa y papel, Industria de alimentos y complejos ganaderos. Dichos efluentes pueden ser fuentes de diversas enfermedades.

Un tema especial en este tema es la contaminación de los océanos. Sucede de tres maneras.

El primero de ellos es la escorrentía de los ríos, con la que ingresan al océano millones de toneladas de diversos metales, compuestos de fósforo y contaminación orgánica. Al mismo tiempo, casi todas las sustancias en suspensión y la mayoría disueltas se depositan en las desembocaduras de los ríos y plataformas adyacentes.

La segunda forma de contaminación está asociada con la precipitación, con la cual la mayor parte del plomo, la mitad del mercurio y los pesticidas ingresan al Océano Mundial.

Finalmente, la tercera vía está directamente relacionada con la actividad económica humana en las aguas del Océano Mundial. El tipo más común de contaminación es la contaminación por petróleo durante el transporte y la extracción de petróleo.

Resultados del impacto antrópico.

En nuestro tiempo, las consecuencias del impacto antrópico sobre el medio geográfico son diversas y no todas están controladas por el hombre, muchas de ellas aparecen con posterioridad. Vamos a enumerar los principales.

Cambio climático (geofísica) de la Tierra basado en la potenciación del efecto invernadero, emisiones de metano y otros gases, aerosoles, gases radiactivos, cambios en la concentración de ozono.

El debilitamiento de la pantalla de ozono, la formación de un gran "agujero de ozono" sobre la Antártida y "pequeños agujeros" en otras regiones.

Contaminación del espacio exterior más cercano y su basura.

Contaminación de la atmósfera con sustancias tóxicas y nocivas, seguida de lluvia ácida y destrucción de la capa de ozono, que involucra freones, óxidos de nitrógeno, vapor de agua y otras impurezas gaseosas.

Contaminación del océano, enterramiento de sustancias tóxicas y radiactivas en él, saturación de sus aguas con dióxido de carbono de la atmósfera, contaminación con productos derivados del petróleo, metales pesados, compuestos orgánicos complejos, interrupción de la conexión ecológica normal entre el océano y las aguas terrestres debido a la construcción de presas y otras estructuras hidráulicas.

Agotamiento y contaminación Superficie del agua sushi y agua subterránea, desequilibrio entre las aguas superficiales y subterráneas.

Contaminación radiactiva de áreas locales y algunas regiones debido a accidente de chernobyl, operación de dispositivos nucleares y pruebas atómicas.

La continua acumulación en la superficie terrestre de sustancias tóxicas y radiactivas, desechos domésticos y residuos industriales(especialmente plásticos que no se descomponen), la aparición de residuos reacciones químicas con la formación de sustancias tóxicas.

Desertificación del planeta, expansión de los desiertos ya existentes y profundización del propio proceso de desertificación.

Reducción de áreas de bosques tropicales y del norte, lo que lleva a una disminución en la cantidad de oxígeno y la desaparición de especies animales y vegetales.

El término "ecosistema" fue propuesto por primera vez en 1935 por el ecologista inglés A. Tensley. Un ecosistema es la principal unidad estructural de la ecología, es un único complejo natural o natural-antropogénico formado por organismos vivos y su hábitat, en el que los componentes ecológicos vivos e inertes están unidos por relaciones de causa y efecto, metabolismo y distribución de energía. caudal. Los ecosistemas son muy diversos. Existen varias clasificaciones de ecosistemas.

Por origen, se distinguen los siguientes tipos de ecosistemas.

1. Los ecosistemas naturales (naturales) son aquellos ecosistemas en los que ciclo biológico procede sin intervención humana directa. Según su energía, se dividen en dos tipos:

Los ecosistemas que dependen totalmente de la radiación solar directa reciben poca energía y por lo tanto son improductivos. Sin embargo, son extremadamente importantes, ya que ocupan grandes áreas donde se limpian grandes volúmenes de aire, se forman las condiciones climáticas, etc.

Ecosistemas que reciben energía tanto del Sol como de otras fuentes naturales. Estos ecosistemas son mucho más productivos que los primeros.

2. Ecosistemas antropogénicos (artificiales): ecosistemas creados por el hombre, que solo pueden existir con el apoyo del hombre. Estos ecosistemas incluyen:

Agroecosistemas (del griego agros - campo) - ecosistemas artificiales resultantes de las actividades agrícolas humanas;

Tecnoecosistemas: ecosistemas artificiales resultantes de la actividad industrial humana;

Ecosistemas urbanos (lat. urbanus - urbano) - ecosistemas resultantes de la creación de asentamientos humanos. En los ecosistemas industrial-urbanos, la energía de los combustibles no complementa, sino que reemplaza a la energía solar. La necesidad de energía en las ciudades densamente pobladas es de 2 a 3 órdenes de magnitud mayor que el flujo que sustenta la vida en los ecosistemas naturales impulsado por el Sol. También hay tipos de transición de ecosistemas entre naturales y antropogénicos, por ejemplo, ecosistemas de pastos naturales utilizados por humanos para el pastoreo de animales de granja. Todos los ecosistemas están interconectados y son interdependientes. Existe una clasificación de los ecosistemas naturales en función de las condiciones naturales y climáticas, en función del tipo de vegetación predominante en las regiones de grandes biomas. Bioma: un conjunto de diferentes grupos de organismos y su hábitat en una determinada zona geográfica del paisaje. Un bioma se caracteriza por el tipo principal de clima, vegetación o características del paisaje. Los principales tipos de ecosistemas y biomas naturales (según Yu. Odum, 1986) incluyen los siguientes ecosistemas terrestres:

Selva tropical siempreverde;

Bosque tropical semiperennifolio (estaciones húmedas y secas pronunciadas);

Arbusto de hierba del desierto;

Chaparral - áreas con inviernos lluviosos y veranos secos;

Pastizales tropicales (pastizales) y sabana;

Estepa de la zona templada;

Bosque caducifolio templado;

boreales bosques de coníferas;

Tundra ártica y alpina.

En los hábitats acuáticos, donde la vegetación es apenas perceptible, las características hidrológicas y físicas del medio ambiente, como "agua estancada", "agua que fluye", son la base para distinguir los ecosistemas. Los ecosistemas acuáticos se dividen en de agua dulce y marinos.

Ecosistemas de agua dulce:

Cinta (agua estancada) - lagos, estanques, etc.;

Lotic (aguas que fluyen) - ríos, arroyos, etc.;

Los humedales son pantanos y bosques pantanosos.

Ecosistemas Marinos:

mar abierto(ecosistema pelágico);

aguas de la plataforma continental (aguas costeras);

Áreas de afloramiento (áreas fértiles con pesquerías productivas);

Estuarios (bahías costeras, estrechos, desembocaduras de ríos, etc.);

Zonas de rift de aguas profundas.

(Inglés) ruso el lago con la totalidad de los organismos se define como un "microcosmos" ("El lago como microcosmos" - "El lago como microcosmos" (inglés), 1887). El término moderno fue propuesto por primera vez por el ecologista inglés A. Tensley (Inglés) ruso en 1935. V. V. Dokuchaev también desarrolló la idea de biocenosis como un sistema integral. Sin embargo, en la ciencia rusa, el concepto de biogeocenosis introducido por V. N. Sukachev (1944) se ha vuelto generalmente aceptado. En ciencias afines, también existen diversas definiciones que más o menos coinciden con el concepto de "ecosistema", por ejemplo, "geosistema" en geoecología o introducidas hacia el mismo período por otros científicos "Holoceno" (F. Clements, 1930) y "cuerpo bioinerte" (V. I. Vernadsky, 1944) .

El concepto de un ecosistema.

Definiciones

A veces se enfatiza que un ecosistema es un sistema históricamente establecido (ver Biocenosis).

concepto de ecosistema

Eugenio Odum (1913-2000). Padre de la ecología de los ecosistemas

Un ecosistema es un sistema complejo (como L. Bertalanffy define los sistemas complejos) que se autoorganiza, se autorregula y se autodesarrolla. La principal característica de un ecosistema es la presencia de flujos de materia y energía relativamente cerrados, espacial y temporalmente estables, entre las partes biótica y abiótica del ecosistema. De esto se deduce que no todos los sistemas biológicos pueden llamarse ecosistemas, por ejemplo, un acuario o un tocón podrido no lo son. Estos sistemas biológicos (naturales o artificiales) no son lo suficientemente autosuficientes y autorreguladores (acuario), si dejas de regular las condiciones y mantienes las características al mismo nivel, colapsará lo suficientemente rápido. Tales comunidades no forman ciclos cerrados independientes de materia y energía (tocón), sino que son solo parte de un sistema más grande. Tales sistemas deberían llamarse comunidades de rango inferior o microcosmos. A veces se usa el concepto de facies para ellos (por ejemplo, en geoecología), pero no es capaz de describir completamente tales sistemas, especialmente origen artificial. En general, en diferentes ciencias, el concepto de "facies" corresponde a diferentes definiciones: desde sistemas del nivel de sub-ecosistema (en botánica, ciencia del paisaje) hasta conceptos que no están relacionados con el ecosistema (en geología), o el concepto que une ecosistemas homogéneos (Sochava V. B.), o casi idénticos (Berg L. S., Ramensky L. G.) a la definición de ecosistema.

Biogeocenosis y ecosistema

De acuerdo con las definiciones, no existe diferencia entre los conceptos de "ecosistema" y "biogeocenosis", biogeocenosis puede considerarse un sinónimo completo del término ecosistema. Sin embargo, existe una opinión generalizada de que la biogeocenosis puede servir como un análogo de un ecosistema en el nivel más inicial, ya que el término "biogeocenosis" pone más énfasis en la conexión de una biocenosis con una parte específica de tierra o ambiente acuático, mientras que un ecosistema implica cualquier área abstracta. Por lo tanto, las biogeocenosis suelen considerarse un caso especial de un ecosistema. Diferentes autores en la definición del término biogeocenosis enumeran componentes bióticos y abióticos específicos de la biogeocenosis, mientras que la definición de ecosistema es más general.

Estructura del ecosistema

Un ecosistema se puede dividir en dos componentes: biótico y abiótico. Los bióticos se dividen en autotróficos (organismos que reciben energía primaria para su existencia a partir de la foto y quimiosíntesis o productores) y heterótrofos (organismos que reciben energía de los procesos de oxidación de la materia orgánica - consumidores y descomponedores) componentes que forman la estructura trófica del ecosistema. .

La única fuente de energía para la existencia de un ecosistema y el mantenimiento de varios procesos en él son los productores que absorben la energía del sol (calor, enlaces químicos) con una eficiencia de 0.1 - 1%, raramente 3 - 4.5% de la cantidad inicial. Los autótrofos representan el primer nivel trófico de un ecosistema. Los subsiguientes niveles tróficos del ecosistema se forman a expensas de los consumidores (2º, 3º, 4º y siguientes niveles) y son cerrados por descomponedores, que convierten la materia orgánica inanimada en una forma mineral (componente abiótico), que puede ser asimilada por un organismo autótrofo. elemento.

Principales componentes del ecosistema.

Desde el punto de vista de la estructura en el ecosistema, existen:

régimen climático, que determina la temperatura, la humedad, el modo de iluminación, etc. características físicas medioambiente;
sustancias inorgánicas incluidas en el ciclo;
compuestos orgánicos que unen las partes bióticas y abióticas en el ciclo de la materia y la energía;
productores - organismos que crean productos primarios;
los macroconsumidores, o fagótrofos, son heterótrofos que comen otros organismos o partículas grandes de materia orgánica;
microconsumidores (saprotrofos): heterótrofos, principalmente hongos y bacterias, que destruyen la materia orgánica muerta, la mineralizan y la devuelven al ciclo.

Los últimos tres componentes forman la biomasa del ecosistema.

Desde el punto de vista del funcionamiento del ecosistema, se distinguen los siguientes bloques funcionales de organismos (además de los autótrofos):

biófagos - organismos que comen otros organismos vivos,
saprófagos - organismos que comen materia orgánica muerta.

Esta división muestra la relación temporal-funcional en el ecosistema, centrándose en la división en el tiempo de la formación de la materia orgánica y su redistribución dentro del ecosistema (biófagos) y procesamiento por parte de los saprófagos. Entre la muerte de la materia orgánica y la reincorporación de sus componentes al ciclo de la materia en el ecosistema puede transcurrir un período de tiempo importante, por ejemplo, en el caso de un tronco de pino, 100 años o más.

Todos estos componentes están interconectados en el espacio y el tiempo y forman un único sistema estructural y funcional.

Ecotop

Por lo general, el concepto ecotopo se definió como un hábitat de organismos, caracterizado por una determinada combinación de condiciones ambientales: suelos, suelos, microclima, etc. Sin embargo, en este caso esta noción es en realidad casi idéntica a la noción cumbre climática.

Actualmente, un ecotopo, a diferencia de un biotopo, se entiende como un determinado territorio o área de agua con todo el conjunto y características de suelos, suelos, microclima y otros factores en forma inalterada por los organismos. Los suelos aluviales, las islas volcánicas o coralinas recién formadas, las canteras artificiales y otros territorios recién formados pueden servir como ejemplos de un ecotopo. En este caso cumbre climática es parte del ecotopo.

cumbre climática

Inicialmente cumbre climática fue definida por V.N. Sukachev (1964) como la parte aérea de la biogeocenosis, que difiere de la atmósfera circundante en su composición gaseosa, especialmente en la concentración de dióxido de carbono en el biohorizonte superficial, oxígeno en el mismo lugar y en los biohorizontes de la fotosíntesis, modo aire, saturación con biolinas, radiación solar e iluminación reducidas y alteradas, presencia de luminiscencia de plantas y algunos animales, régimen térmico especial y régimen de humedad del aire.

Por el momento, este concepto se interpreta de manera un poco más amplia: como una característica de la biogeocenosis, una combinación de características físicas y químicas del medio ambiente aéreo o acuático que son esenciales para los organismos que habitan en ese medio. El climatotopo establece a escala de largo plazo las principales características físicas de la existencia de animales y plantas, determinando la gama de organismos que pueden existir en un ecosistema dado.

edaphotop

Por debajo edaphotop suelo suele entenderse como elemento constitutivo ecotopo. Sin embargo, de manera más precisa, este concepto debe definirse como parte del medio inerte transformado por los organismos, es decir, no todo el suelo, sino solo una parte de él. El suelo (edaphotop) es el componente más importante del ecosistema: en él se cierran los ciclos de materia y energía, se lleva a cabo el paso de materia orgánica muerta a mineral y su implicación en la biomasa viva. Los principales portadores de energía en el edafotópo son los compuestos orgánicos de carbono, sus formas lábiles y estables determinan en gran medida la fertilidad del suelo.

Biocenosis, presentada de forma esquemática como una red alimentaria y su biotopo.

Biotopo

Biocenosis

A veces se destaca un tercer aspecto de la sostenibilidad: la estabilidad de un ecosistema en relación con los cambios en las características del medio ambiente y los cambios en sus características internas. En caso de que el ecosistema funcione de manera estable en una amplia gama de parámetros ambientales y/o el ecosistema contenga Número grande especies intercambiables (es decir, cuando diferentes especies que son similares en funciones ecológicas en un ecosistema pueden reemplazarse entre sí), tal comunidad se llama dinámicamente fuerte(sostenible). De lo contrario, cuando un ecosistema puede existir en un conjunto muy limitado de parámetros ambientales, y/o la mayoría de las especies son insustituibles en sus funciones, dicha comunidad se llama dinámicamente frágil(inestable). Cabe señalar que esta característica, en el caso general, no depende del número de especies y la complejidad de las comunidades. Un ejemplo clásico es la Gran Barrera de Coral frente a la costa de Australia (costa noreste), que es uno de los puntos críticos de biodiversidad del mundo: las algas coralinas simbióticas, los dinoflagelados, son bastante sensibles a la temperatura. Una desviación del óptimo de solo un par de grados conduce a la muerte de las algas y hasta el 50-60% (según algunas fuentes, hasta el 90%) de los nutrientes que reciben los pólipos de la fotosíntesis de sus mutualistas.

Los ecosistemas tienen muchos estados en los que se encuentra en equilibrio dinámico; en caso de ser removido de él por fuerzas externas, el ecosistema no necesariamente volverá a su estado original, a menudo será atraído por el estado de equilibrio más cercano (atractor), aunque puede estar muy cerca del original.

Biodiversidad y sostenibilidad en los ecosistemas

Las selvas amazónicas, al igual que las selvas ecuatoriales, son lugares de mayor biodiversidad.

Por lo general, la sustentabilidad ha estado y está asociada a la biodiversidad de especies en un ecosistema (diversidad alfa), es decir, a mayor biodiversidad, más compleja la organización de las comunidades, a mayor complejidad de las redes alimentarias, mayor resiliencia de los ecosistemas. . Pero ya hace 40 años o más, había diferentes puntos de vista sobre este tema, y en este momento la opinión más común es que tanto la estabilidad del ecosistema local como la general dependen de un conjunto de factores mucho más amplio que solo la complejidad de la comunidad y la biodiversidad. Entonces, en este momento, un aumento en la complejidad, la fuerza de las conexiones entre los componentes del ecosistema y la estabilidad de los flujos de materia y energía entre los componentes generalmente se asocian con un aumento en la biodiversidad.

La selva tropical ecuatorial puede contener más de 5000 especies de plantas (a modo de comparación, en los bosques de la zona de taiga, rara vez más de 200 especies)

La importancia de la biodiversidad radica en que permite la formación de muchas comunidades que difieren en estructura, forma y funciones, y proporciona una oportunidad sostenible para su formación. Cuanto mayor sea la biodiversidad, más pueden existir comunidades, mayor es el número de reacciones diversas (desde el punto de vista de la biogeoquímica) que se pueden llevar a cabo, asegurando la existencia de la biosfera en su conjunto.

Complejidad y resiliencia de los ecosistemas

Por el momento, no existe una definición y un modelo satisfactorios que describan la complejidad de los sistemas y ecosistemas en particular. Hay dos definiciones de complejidad ampliamente aceptadas: la complejidad de Kolmogorov es demasiado especializada para aplicarse a los ecosistemas. Y una definición de complejidad más abstracta, pero también insatisfactoria, dada por I. Prigogine en Time, Chaos, Quantum: Sistemas complejos: no se pueden describir de manera aproximada u operativa en términos de causas deterministas.. En sus otros trabajos, I. Prigogine escribió que no estaba listo para dar una definición estricta de complejidad, ya que complejo es algo que no se puede definir correctamente en este momento.

Parámetros de complejidad y su impacto en la sostenibilidad

Tradicionalmente, se ha supuesto que los parámetros de complejidad de los ecosistemas son numero total especies (diversidad alfa), un gran número de interacciones entre especies, la fuerza de las interacciones entre poblaciones y varias combinaciones de estas características. Con el mayor desarrollo de estas ideas, apareció la declaración de que cuantas más formas de transferencia y transformación de energía hay en un ecosistema, más estable es bajo su control. varios tipos violaciones

Sin embargo, posteriormente se demostró que estas representaciones no pueden caracterizar la sustentabilidad de los ecosistemas. Hay muchos ejemplos tanto de comunidades de monocultivos altamente estables (fitocenosis de helechos) como de comunidades débilmente estables con alta biodiversidad (arrecifes de coral, bosques tropicales). En las décadas de 1970 y 1980 aumentó el interés por modelar la dependencia de la sostenibilidad de la complejidad de los ecosistemas. Los modelos desarrollados durante este período mostraron que en una red de interacciones generada aleatoriamente en la comunidad, cuando los circuitos sin sentido (del tipo A come B, B come C, C come A y este tipo) la estabilidad local disminuye al aumentar la complejidad. Si seguimos complicando el modelo y tenemos en cuenta que los consumidores se ven afectados por los recursos alimentarios, y los recursos alimentarios no dependen de los consumidores, entonces podemos concluir que la sostenibilidad no depende de la complejidad, o también disminuye con su aumento. Por supuesto, tales resultados son válidos principalmente para cadenas alimentarias detríticas, en las que los consumidores no afectan el flujo de los recursos alimentarios, aunque pueden cambiar el valor nutricional de estos últimos.

Al estudiar la resistencia global en un modelo de 6 especies (2 depredadores-consumidores de segundo orden, 2 consumidores de primer orden y 2 especies en la base de la cadena alimentaria), se estudió la eliminación de una de las especies. La conectividad se tomó como parámetro de estabilidad. Una comunidad se consideró estable si otras especies permanecían localmente estables. Los resultados obtenidos fueron consistentes con las opiniones generalmente aceptadas de que la estabilidad de la comunidad disminuye con el aumento de la complejidad con la pérdida de depredadores de orden superior, pero con la pérdida de las bases de la cadena alimentaria con el aumento de la complejidad, la estabilidad aumenta.

En el caso de la estabilidad elástica, cuando la complejidad se entiende también como conectividad, al aumentar la complejidad, también aumenta la estabilidad elástica. Es decir, una mayor diversidad de especies y una mayor fuerza de comunicación entre ellas permite que las comunidades restablezcan rápidamente su estructura y funciones. Este hecho confirma los puntos de vista generalmente aceptados sobre el papel de la biodiversidad como una especie de reserva (fondo) para restaurar la estructura completa tanto de los ecosistemas como de las estructuras más altamente organizadas de la biosfera, así como de la propia biosfera en su conjunto. Por el momento, la idea generalmente aceptada y prácticamente innegable es que la biosfera ha evolucionado hacia el aumento de la biodiversidad (los tres componentes), acelerando la circulación de materia entre los componentes de la biosfera y “acelerando” el tiempo de vida de ambas especies. y ecosistemas.

Flujos de materia y energía en los ecosistemas

Por el momento, la comprensión científica de todos los procesos dentro de un ecosistema está lejos de ser perfecta y, en la mayoría de los estudios, el ecosistema completo o algunas de sus partes actúan como una "caja negra". Al mismo tiempo, como cualquier sistema relativamente cerrado, un ecosistema se caracteriza por un flujo de energía entrante y saliente y la distribución de estos flujos entre los componentes del ecosistema.

Productividad del ecosistema

Al analizar la productividad y los flujos de materia y energía en los ecosistemas, los conceptos biomasa y cosecha en la vid . El cultivo en crecimiento se refiere a la masa de cuerpos de todos los organismos por unidad de superficie de tierra o agua, y la biomasa es la masa de los mismos organismos en términos de energía (por ejemplo, en julios) o en términos de materia orgánica seca (por ejemplo, en julios). ejemplo, en toneladas por hectárea). La biomasa incluye todo el cuerpo de los organismos, incluidas las partes muertas vitalizadas, y no solo en las plantas, por ejemplo, la corteza y el xilema, sino también las uñas y las partes queratinizadas de los animales. La biomasa se convierte en necromasa solo cuando una parte del organismo muere (se separa de ella) o todo el organismo. Las sustancias que a menudo se fijan en la biomasa son "capital muerto", esto es especialmente pronunciado en las plantas: las sustancias del xilema pueden no entrar en el ciclo durante cientos de años, sirviendo solo como soporte para la planta.

Por debajo producto primario de la comunidad (o producción biológica primaria) se refiere a la formación de biomasa (más precisamente, la síntesis de sustancias plásticas) por los productores, sin excepción, de la energía gastada en la respiración por unidad de tiempo por unidad de área (por ejemplo, por día por hectárea).

La producción primaria de la comunidad se divide en producción primaria bruta , es decir, todos los productos de la fotosíntesis sin el costo de la respiración, y producción primaria neta , que es la diferencia entre la producción primaria bruta y los costos de respiración. A veces también se le llama pura asimilación o fotosíntesis observada ).

Productividad neta comunitaria - la tasa de acumulación de materia orgánica no consumida por los heterótrofos (y luego los descomponedores). Por lo general, se calcula para la temporada de crecimiento o para el año. Así, es parte de la producción que no puede ser reciclada por el propio ecosistema. En ecosistemas más maduros, el valor de la productividad neta de la comunidad tiende a cero (ver el concepto de comunidades clímax).

Productividad Comunitaria Secundaria - la tasa de acumulación de energía a nivel de los consumidores. La producción secundaria no se divide en bruta y neta, ya que los consumidores solo consumen energía asimilada por los productores, una parte no se asimila, una parte se destina a la respiración y el resto a la biomasa, por lo que es más correcto llamarla asimilación secundaria.

La distribución de energía y materia en un ecosistema se puede representar como un sistema de ecuaciones. Si la producción de los productores se presenta como P 1, entonces la producción de los consumidores de primer orden se verá así:

P 2 \u003d P 1 -R 2,

donde R 2 - el costo de la respiración, la transferencia de calor y la energía no asimilada. Los siguientes consumidores (segundo orden) procesarán la biomasa de los consumidores de primer orden de acuerdo con:

P 3 \u003d P 2 -R 3

y así sucesivamente, hasta consumidores de primer orden y descomponedores. Así, cuantos más consumidores (consumidores) hay en el ecosistema, más plenamente se procesa la energía, inicialmente registrada por los productores en sustancias plásticas. En las comunidades clímax, donde la diversidad para una región determinada suele ser máxima, un esquema de procesamiento de energía de este tipo permite que las comunidades funcionen de manera estable durante mucho tiempo.

Ratios energéticos en los ecosistemas (eficiencia ambiental)

Gráfico de cambios en la relación P/B en ecosistemas (según A. K. Brodsky, 2002)

Límites espaciales del ecosistema (aspecto corológico)

En la naturaleza, por regla general, no existen límites claros entre los diferentes ecosistemas. Siempre es posible señalar uno u otro ecosistema, pero no es posible señalar límites discretos, si no están representados por varios factores del paisaje (acantilados, ríos, varias laderas de colinas, afloramientos rocosos, etc.), porque la mayoría a menudo hay transiciones suaves de un ecosistema a otro. Esto se debe a un cambio relativamente suave en el gradiente de los factores ambientales (humedad, temperatura, humedad, etc.). A veces, las transiciones de un ecosistema a otro pueden ser en realidad un ecosistema independiente. Por lo general, las comunidades que se forman en la unión de diferentes ecosistemas se denominan ecotonos. El término "ecotono" fue introducido por F. Clements en 1905.

ecotonos

Los ecotonos juegan un papel importante en el mantenimiento de la diversidad biológica de los ecosistemas debido al llamado efecto de borde, una combinación de un complejo de factores ambientales de varios ecosistemas, lo que provoca una mayor variedad de condiciones ambientales, por lo tanto, licencias y nichos ecológicos. Así, es posible la existencia de especies tanto de uno como de otro ecosistema, así como especies propias del ecotono (por ejemplo, vegetación de hábitats costero-acuáticos).

Algunas opciones posibles para los límites (ecotonos) entre ecosistemas

En la literatura rusa, el efecto de borde a veces se denomina efecto de borde.

Ejemplos de ecotonos son áreas costeras de cuerpos de agua y tierra (por ejemplo, el litoral), bordes, transiciones de ecosistemas de bosque a ecosistemas de campo, estuarios. Sin embargo, el ecotono no siempre es un lugar de mayor biodiversidad de especies. Por ejemplo, los estuarios de los ríos que desembocan en los mares y océanos, por el contrario, se caracterizan por una reducida biodiversidad de especies, ya que la salinidad media de los deltas no permite la existencia de muchas especies de agua dulce y salobre (marinas).

Una idea alternativa de transiciones continuas entre ecosistemas es la idea de ecoclinas (series ecológicas). ecolimpio- cambio gradual de biotopos, genética y fenotípicamente adaptados a un hábitat particular, con un cambio espacial en cualquier factor ambiental (generalmente climático), y por lo tanto constituyendo una serie continua de formas sin rupturas notables en la gradualidad. La ecoclina no se puede dividir en ecotipos. Por ejemplo, la longitud de las orejas de los zorros y muchos otros. etc., sus caracteres cambian de norte a sur de manera tan gradual que es muy difícil distinguir grupos morfológicos claros que se unirían naturalmente en subespecies.

Límites temporales del ecosistema (aspecto cronológico)

Cambio de comunidad en un pinar tras un incendio terrestre (izquierda) y dos años después del incendio (derecha)

Diferentes ecosistemas existen en el mismo biotopo a lo largo del tiempo. El cambio de un ecosistema a otro puede llevar períodos de tiempo bastante largos y relativamente cortos (varios años). La duración de la existencia de los ecosistemas en este caso está determinada por la etapa de sucesión. Un cambio en los ecosistemas de un biotopo también puede ser causado por procesos catastróficos, pero en este caso, el propio biotopo cambia significativamente, y tal cambio no suele llamarse sucesión (con algunas excepciones, cuando una catástrofe, por ejemplo, un incendio, es una etapa natural de la sucesión cíclica).

sucesión

sucesión - este es un cambio natural constante de unas comunidades por otras en un área determinada del territorio, debido a factores internos en el desarrollo de los ecosistemas. Cada comunidad anterior determina las condiciones de existencia de la siguiente y su propia desaparición. Esto se debe a que en los ecosistemas que son transitorios en la serie de sucesión, hay acumulación de materia y energía que ya no son capaces de incluir en el ciclo, transformación del biotopo, cambios en el microclima y otros factores, y así se crea una base material y energética, así como las condiciones ambientales necesarias para la formación de las comunidades posteriores. Sin embargo, existe otro modelo que explica el mecanismo de sucesión de la siguiente manera: las especies de cada comunidad anterior son reemplazadas solo por competencia constante, inhibiendo y "resistiendo" la introducción de especies posteriores. Sin embargo, esta teoría considera solo las relaciones competitivas entre especies, sin describir la imagen completa del ecosistema como un todo. Por supuesto, tales procesos están en marcha, pero el desplazamiento competitivo de especies anteriores es posible precisamente por la transformación del biotopo por ellas. Así, ambos modelos describen diferentes aspectos del proceso y son correctos al mismo tiempo.

La sucesión es autótrofa (por ejemplo, sucesión después de incendio forestal) y heterótrofos (por ejemplo, un pantano drenado). En las primeras etapas de una secuencia de sucesión autótrofa, la relación P/R es mucho mayor que uno, ya que, por lo general, las comunidades primarias son altamente productivas, pero la estructura del ecosistema aún no se ha formado por completo y no hay forma de utilizar esta biomasa. . Consecuentemente, con la complicación de las comunidades, con la complicación de la estructura del ecosistema, el costo de la respiración (R) crece, a medida que aparecen más y más heterótrofos responsables de la redistribución de los flujos de materia-energía, la relación P/R tiende a disminuir. unidad y, de hecho, es lo mismo para la comunidad terminal (ecosistemas). La sucesión heterótrofa tiene las características opuestas: en ella, la relación P / R en las primeras etapas es mucho menos que uno(dado que hay mucha materia orgánica y no hay necesidad de su síntesis, se puede usar inmediatamente para construir una comunidad) y aumenta gradualmente a medida que avanza a través de las etapas sucesivas.

Un ejemplo de una etapa de sucesión heterótrofa es una pradera pantanosa

En las primeras etapas de la sucesión, la diversidad de especies es pequeña, pero a medida que avanza el desarrollo, la diversidad aumenta y cambia. composición de especies comunidades, especies con complejas y a largo plazo ciclos de vida, generalmente aparecen organismos más grandes, se desarrollan cooperaciones y simbiosis mutuamente beneficiosas, la estructura trófica del ecosistema se vuelve más complicada. Por lo general, se supone que la etapa terminal de la sucesión tiene la mayor biodiversidad de especies. Esto no siempre es cierto, pero esta afirmación es cierta para las comunidades clímax de los bosques tropicales, y para las comunidades de latitudes templadas, el pico de diversidad ocurre a la mitad de la serie de sucesión o más cerca de la etapa terminal. En las primeras etapas, las comunidades consisten en especies con una tasa relativamente alta de reproducción y crecimiento, pero una baja capacidad de supervivencia individual (estrategas r). En la etapa terminal, el impacto de la selección natural favorece a las especies con una baja tasa de crecimiento, pero con una mayor capacidad de supervivencia (estrategias k).

A medida que se avanza a lo largo de la serie de sucesión, hay una participación creciente de elementos biogénicos en el ciclo de los ecosistemas, es posible un cierre relativo dentro del ecosistema de los flujos de elementos biogénicos como el nitrógeno y el calcio (uno de los biógenos más móviles). Por lo tanto, en la etapa terminal, cuando la mayoría de los biógenos están involucrados en el ciclo, los ecosistemas son más independientes del suministro externo de estos elementos.

Para estudiar el proceso de sucesión se utilizan diversos modelos matemáticos, incluidos los de naturaleza estocástica.

comunidad clímax

El concepto de sucesión está estrechamente relacionado con el concepto de comunidad clímax. La comunidad clímax se forma como resultado de un cambio sucesivo de ecosistemas y es la comunidad más equilibrada que hace el uso más eficiente de los flujos de materia y energía, es decir, mantiene la máxima biomasa posible por unidad de energía que ingresa al ecosistema.

Teóricamente, cada serie sucesional tiene una comunidad clímax (ecosistema), que es la etapa terminal del desarrollo (o varias, el llamado concepto policlímax). Sin embargo, en realidad, la serie de sucesión no siempre se cierra con el clímax, se puede realizar una comunidad subclímax (o llamada por F. Clements - plagiclimax), que es una comunidad que precede al clímax, suficientemente desarrollada estructural y funcionalmente. Esta situación puede presentarse debido a causas naturales- condiciones ambientales o debido a la actividad humana (en este caso se llama disclimax).

Rangos de ecosistemas

El tema de clasificar los ecosistemas es bastante complicado. La asignación de ecosistemas mínimos (biogeocenosis) y ecosistemas del más alto rango - la biosfera está fuera de toda duda. Las asignaciones intermedias son bastante complejas, ya que la complejidad del aspecto corológico no siempre permite determinar sin ambigüedades los límites de los ecosistemas. En geoecología (y ciencia del paisaje) existe la siguiente clasificación: facies - tracto (ecosistema) - paisaje - área geográfica - área geográfica - bioma - biosfera. En ecología, existe una clasificación similar, sin embargo, generalmente se cree que es correcto señalar solo un ecosistema intermedio: el bioma.

biomas

bioma - una gran subdivisión geográfica del sistema (ecosistema) dentro de la zona climática natural (Reimers N. F.). Según R. H. Whittaker, un grupo de ecosistemas de un continente dado que tienen una estructura o fisonomía de vegetación similar y la naturaleza general de las condiciones ambientales. Esta definición es algo incorrecta, ya que existe una conexión con un continente específico y algunos biomas están presentes en diferentes continentes, por ejemplo, el bioma de la tundra o la estepa.

Actualmente, la definición más generalmente aceptada es: “Bioma es un conjunto de ecosistemas con un tipo similar de vegetación ubicados en la misma zona natural y climática” (T. A. Akimova, V. V. Khaskin).

Lo que tienen en común estas definiciones es que, en cualquier caso, un bioma es un conjunto de ecosistemas de una misma zona natural-climática.

Asigne de 8 a 30 biomas. La distribución geográfica de los biomas está determinada por:

La ley de zonificación geográfica (formulada por V. V. Dokuchaev)

Biomas terrestres clasificados por tipo de vegetación
desiertos polares Taiga de la tundra bosques de hoja ancha	estepas selvas tropicales subtropicales biomas mediterráneos bosques monzónicos	Desiertos áridos arbustos xerofitos estepas del sur desiertos semiáridos	Sabana Sabanas con vegetación leñosa (bosque-estepa) bosque subtropical Bosque tropical	tundra alpina bosques de montaña

Biosfera

Término biosfera fue presentado por Jean-Baptiste Lamarck en principios del XIX siglo, y en geología fue propuesto por el geólogo austriaco Eduard Suess en 1875. Sin embargo, la creación de una doctrina holística de la biosfera pertenece al científico ruso Vladimir Ivanovich Vernadsky.

La biosfera es un ecosistema de orden superior que une a todos los demás ecosistemas y asegura la existencia de vida en la Tierra. La composición de la biosfera incluye las siguientes "esferas":

La biosfera tampoco es un sistema cerrado, en realidad está completamente provista de la energía del Sol, una pequeña parte es el calor de la Tierra misma. Cada año, la Tierra recibe alrededor de 1,3 * 10 24 calorías del Sol. El 40% de esta energía se irradia de regreso al espacio, alrededor del 15% se destina a calentar la atmósfera, el suelo y el agua, el resto de la energía es luz visible, que es la fuente de la fotosíntesis.

V. I. Vernadsky por primera vez formuló claramente el entendimiento de que toda la vida en el planeta está indisolublemente unida a la biosfera y le debe su existencia:

ecosistemas artificiales

ecosistemas artificiales - estos son ecosistemas creados por el hombre, por ejemplo, agrocenosis, sistemas económicos naturales o Biosfera 2.

Los ecosistemas artificiales tienen el mismo conjunto de componentes que los naturales: productores, consumidores y descomponedores, pero existen diferencias significativas en la redistribución de los flujos de materia y energía. En particular, los ecosistemas creados por el hombre difieren de los naturales de las siguientes maneras:

Sin el mantenimiento de los flujos de energía por parte de una persona en sistemas artificiales a una velocidad u otra, se restauran los procesos naturales y se forma la estructura natural de los componentes del ecosistema y los flujos de materia y energía entre ellos.

Conceptos similares al concepto de ecosistema en ciencias afines

En ecogeología, ciencia del paisaje y geoecología

En estas ciencias existen conceptos similares al concepto de ecosistema. La diferencia radica en que en estas ciencias hay un giro en el aspecto de considerar la estructura y funciones de los ecosistemas.

En general, en las ciencias geográficas se acostumbra considerar un conjunto territorial natural como equivalente a un ecosistema.

ver también

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Hay varios ecosistemas en nuestro planeta. Los tipos de ecosistemas se clasifican de cierta manera. Sin embargo, es imposible vincular la diversidad de estas unidades de la biosfera. Es por ello que existen varias clasificaciones de los sistemas ecológicos. Por ejemplo, los distinguen por su origen. Este es:

Ecosistemas naturales (naturales). Estos incluyen aquellos complejos en los que la circulación de sustancias se lleva a cabo sin intervención humana.

Ecosistemas artificiales (antropogénicos). Son creados por el hombre y solo pueden existir con su apoyo directo.

Sistema ecológico (ecosistema)- un conjunto espacialmente definido de organismos vivos y su hábitat, unidos por interacciones material-energéticas e informativas.

Distinguir entre ecosistemas naturales acuáticos y terrestres.

Ecosistemas acuáticos- estos son ríos, lagos, estanques, pantanos - ecosistemas de agua dulce, así como mares y océanos - embalses con agua salada.

Ecosistemas terrestres- estos son ecosistemas de tundra, taiga, bosque, estepa forestal, estepa, semidesierto, desierto, montaña.

Cada ecosistema incluye grupos de organismos de diferentes especies, que se distinguen por la forma en que se alimentan:

autótrofos ("autoalimentación");

Heterótrofos ("alimentándose de otros");

Consumidores: consumidores de materia orgánica de organismos vivos;

Los ditritófagos, o saprófagos, son organismos que se alimentan de materia orgánica muerta, los restos de plantas y animales;

Todos estos grupos de organismos en cualquier ecosistema interactúan estrechamente entre sí, coordinando los flujos de materia y energía.

Por lo tanto , un ecosistema natural se caracteriza por tres rasgos:

1) un ecosistema es necesariamente una combinación de componentes vivos y no vivos.

2) dentro del ecosistema se lleva a cabo un ciclo completo, comenzando con la creación de materia orgánica y terminando con su descomposición en componentes inorgánicos.

3) el ecosistema se mantiene estable por algún tiempo, lo cual es proporcionado por una cierta estructura de componentes bióticos y abióticos.

Ejemplos de ecosistemas naturales son: un árbol caído, un cadáver de animal, una pequeña masa de agua, un lago, un bosque, un desierto, una tundra, una tierra, un océano, una biosfera.

Como puede verse en los ejemplos, los ecosistemas más simples se incluyen en los más complejos. Al mismo tiempo, se realiza una jerarquía de organización de los sistemas, en este caso ecológicos. Por tanto, los ecosistemas se dividen según la escala espacial en microecosistemas, mesoecosistemas y macroecosistemas.