Природные экосистемы Земли

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный технический университет»

Кафедра «Природопользование и

защита окружающей среды»

Реферат

по дисциплине «Экология»

на тему: «Природные экосистемы Земли»

Выполнила: Лепихова Ирина Андреевна,

                                                                         студентка Института архитектуры,

                                                              строительства и транспорта,

                                                      1 курса, группы БСТ-13

Проверила: Володина Галина Борисовна

Дата сдачи реферата на предварительную проверку:

Дата защиты реферата:

Оценка:

Тамбов, 2014 
Содержание

Введение 3

1. Классификация экосистем 4

2. Наземные экосистемы 6

3. Морские экосистемы 10

4. Пресноводная экосистема 13

Заключение 16

Список использованных источников 17

Введение

Целью данной работы является ознакомление с природными экосистемами Земли, а также их подробное рассмотрение и изучение.

Экологическая система (экосистема) — совокупность популяций различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих между собой и окружающей их средой таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределённо долгое время. Экосистемы существуют везде — в воде и на земле, в сухих и влажных районах, в холодных и жарких местностях. Они по-разному выглядят, включают различные виды растений и животных. Однако в «поведении» всех экосистем имеются и общие аспекты, связанные с принципиальным сходством энергетических процессов, протекающих в них.

Основной характеристикой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абиотической частями экосистемы. Из этого следует, что не всякая биологическая система может назваться экосистемой, например, Таковыми не являются аквариум или трухлявый пень. Данные биологические системы не являются в достаточной степени самодостаточными и саморегулируемыми, если перестать регулировать условия и поддерживать характеристики на одном уровне, достаточно быстро она разрушится. Такие сообщества не формируют самостоятельных замкнутых циклов вещества и энергии, а являются лишь частью большей системы.

Одним из фундаментальных правил, которым подчиняются все экосистемы, является принцип Ле Шателье — Брауна:

при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

Теперь рассмотрим природные экосистемы Земли подробнее.

1. Классификация экосистем

Наиболее распространены два типа признаков для классификации экосистем – функциональные и структурные.

Примером классификации, основанной на функциональных признаках, можно считать деление экосистем по количеству или качеству поступающей энергии. Использование этого признака удобно по тем соображениям, что энергия является одним из основных компонентов любых экосистем, как природных, так и контролируемых человеком.

Пример классификации, основанной на структурных признаках – деление экосистем по биомам. Биом – совокупность сообществ, возникшая в результате взаимодействия регионального климата, биота и субстрата. Основа классификации этого типа - заметные, постоянные макроструктурные черты. В наземных экосистемах таким признаком является растительность, которая отражает особенности организмов, климатических, почвенных, гидрологических условий.

В зависимости от природных и климатических условий можно выделить следующие типы природных экосистем (по Ю.Одуму):

Наземные биомы:

• тундра, арктическая и альпийская;
• бореальные хвойные леса;
• листопадный лес умеренной зоны;
• тропический грасленд и саванна;
• чапараль – районы с дождливой зимой и засушливым лесом;
• пустыня: тропическая и кустарниковая;
• полувечнозеленый тропический лес: выраженный влажный и сухой;
• вечнозеленый тропический дождевой лес.

Пресноводные экосистемы:

• лентические (стоячие воды): озера, пруды;
• лотические (текучие воды): реки, ручьи;
• заболоченные угодья: болота и болотистые леса;

Морские экосистемы:

• отрытый океан (пелагическая экосистема);
• воды континентального шельфа (прибрежные воды);
• районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством);
• эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т. Д.).

В этой классификации наземные биомы выделяют по естественным или исходным чертам растительности, а типы водных экосистем – по гидрологическим и физическим особенностями.

2. Наземные экосистемы

Наземные экосистемы играют особую роль в жизни человека, поскольку урожай в них можно получать на всех трофических уровнях в отличие от водных сообществ, где используется только верхняя часть экологической пирамиды. Следовательно, особенности двух типов экосистем необходимо учитывать при эксплуатации природных ресурсов. В экосистемах суши продуценты (автотрофный компонент) представляют собой крупные организмы, у которых от года к году происходит накопление биомассы. Например, прирост деревьев в лесу, рост трав за сезон вегетации, созревание семян и плодов (накопление надземной биомассы) или разрастание корневой системы травянистых растений на лугах и в степях (накопление подземной биомассы). Накопленную биомассу можно изъять и в виде урожая. Между крайними типами экосистем существует множество переходных вариантов, тесно связанных друг с другом.

Различные экосистемы взаимодействуют, образуя сложную структуру биосферы. Между экосистемами происходит обмен живыми организмами и их зачатками (личинками, спорами, семенами). Благодаря подвижности воздуха и воды, перепадов (градиента) температуры, диффузии газов происходит расселение растений, животных и микроорганизмов. Птицы и насекомые перемещаются во время сезонных перелетов – так же, как другие животные во время кочевок. Вещество перемещается в виде твердых и жидких частиц. Часто минеральные элементы сдуваются ветром и смываются водой с горных пород. Обмен энергией происходит как в виде тепла, так и в виде энергии химических связей (т. е. органических соединений).

По отношению к межбиоценотическим связям можно выделить три основные группы экосистем суши:

1. Стабильные сообщества, расположенные на равнинных междуречьях, в которых вынос веществ в другие экосистемы и получение их со стороны незначительны;

2. Мало теряющие, но много получающие биоценозы, расположенные на низких уровнях рельефа, где накапливаются большие запасы органического вещества;

3. Много теряющие, но мало получающие экосистемы на крутых склонах. Так образуется цепь экосистем, перераспределяющая вещество и энергию в биосфере.

При классификации наземных экосистем принято использовать признаки растительных сообществ и климатические признаки, например, лес хвойный, лес тропический, холодная пустыня и т.п.

Пустыни.

Пустыня – это территория, где испарение превышает количество осадков, причем их уровень составляет менее 250 мм/г. В таких условиях произрастает скудная, разреженная и обычно низкорослая растительность. Преобладание ясной погоды и разряженная растительность способствуют быстрой потере теплоты ночью, накопленной почвой днем. Для пустыней характерно значительное различие между дневной и ночной температурами. Пустынные экосистемы занимают около 16 % поверхности суши и расположены практически во всех широтах Земли.

Тропические пустыни. Это такие пустыни, как Южная Сахара, которые составляют около 20 % общей площади пустынь. Температура там круглый год высокая, а количество осадков минимальное.

Пустыни умеренных широт. Такие пустыни, как пустыня Мохаве в южной Калифорнии, отличаются высокими дневными температурами летом и низкими – зимой.

Холодные пустыни. Для них характерна очень низкая температура зимой и средняя – летом.

Растения и животные всех пустынь приспособлены улавливать и сохранять дефицитную влагу.

Медленный рост растений и малое видовое разнообразие делают пустыни весьма уязвимыми. Уничтожение растительности в результате выпаса или езды вне дорог ведет к тому, что на восстановление утраченного требуются десятилетия.

Травянистые экосистемы.

Тропические травянистые экосистемы или саванны.

Такие экосистемы характерны для районов с высокими средними температурами, двумя продолжительными сухими сезонами и обильными осадками в остальное время года. Они образуют широкие полосы по обе стороны экватора. Некоторые из этих биомов представляют собой открытое пространство, покрытое только травянистой растительностью.

Травянистые экосистемы умеренных широт. Они встречаются во внутренних районах материков, главным образом Северной и Южной Америки, Европы и Азии. Основные типы травянистых сообществ умеренного пояса: высокотравные и низкотравные прерии США и Канады, пампы Южной Америки, вельды Южной Африки и степи от Центральной Европы до Сибири. В этих экосистемах (биомах) почти постоянно дуют ветры, способствуя испарению влаги. Густая сеть корней травянистых растений обеспечивает стабильность почвы до тех пор, пока не начинается ее распашка.

Полярные травянистые экосистемы или арктические тундры.

Они расположены в районах, прилегающих к арктическим ледяным пустыням. Большую часть года тундры находятся под воздействием штормовых холодных ветров и покрыты снегом и льдом. Зимы здесь очень холодные и темные. Осадков немного, и выпадают они в основном в виде снега.

Медленное разложение органических веществ, малая мощность почвы, низкие темпы прироста растительности делают арктическую тундру одной из наиболее уязвимых экологических систем земного шара.

Лесные экосистемы.

Влажные тропические леса. Эти леса располагаются в ряде приэкваториальных районов. Они характеризуются умеренно высокими среднегодовыми температурами, которые мало изменяются в течение суток и по сезонам, а также значительной влажностью и почти ежедневно выпадающими осадками. В таких биомах доминируют вечнозеленые деревья, сохраняющие большую часть листьев или хвои круглый год, что обеспечивает непрерывное круглогодичное протекание процессов фотосинтеза.

Так как климатические условия во влажных тропических лесах практически неизменны, влага и теплота не имеют лимитирующего значения, как в других экосистемах. Основным лимитирующим фактором становится содержание биогенов в часто бедных органическим веществом почвах.

Листопадные леса умеренных широт. Они произрастают в районах с невысокими средними температурами, значительно меняющимися по сезонам. Зимы здесь не очень суровы, летний период продолжителен, осадки выпадают равномерно в течение всего года. По сравнению с тропическими леса умеренного пояса быстро восстанавливаются после вырубки и, следовательно, более устойчивы к антропогенным нарушениям.

Северные хвойные леса. Эти леса, называемые также бореальными, или тайгой, распространены в районах субарктического климата. Зимы здесь продолжительны и засушливы, с коротким световым днем и небольшими снегопадами. Температурные условия меняются от прохладных до исключительно холодных. В тайге добывают значительную часть деловой древесины, большое значение имеет промысел пушнины.

В каждой наземной экосистеме есть абиотический компонент – биотоп, или экотоп – участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями; и биотический компонент – сообщество, или биоценоз – совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп. Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию (или часть популяции) данного вида в экосистеме. Биоценоз очень трудно рассматривать отдельно от биотопа, поэтому вводят такое понятие, как биогеоценоз (биотоп + биоценоз). Биогеоценоз – элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем.

3. Морские экосистемы

Морская экосистема - пространственный комплекс, в рамках которого происходят взаимодействия морских организмов с другими существами и физико-химическими факторами. Под влиянием особенностей прилежащей суши изменяются взаимоотношения организмов в море. Так в засушливые годы, когда уменьшается сток пресных вод в море, заметно повышается солёность воды, и, как следствие, некоторые виды организмов эмигрируют из данной области, а другие, наоборот, временно проникают. Часто конфигурация суши сильно влияет на условия, даже вдали от берега. К примеру, полуострова, мысы могут быть преградой для прохождения морских течений и распространения морских организмов. Таким образом, по разные стороны от полуострова мы получаем две совершенно разные экосистемы (с этим явлением мы сталкиваемся, например, у берегов полуострова Кейп-Код).

Морские побережья расположены практически во всех природных зонах России — от полярных пустынь и арктических тундр до дальневосточных широколиственных лесов, полупустынь каспийского побережья и ксерофильных редколесий средиземноморского типа на берегах Черного моря. Морское побережье России представлено чрезвычайно широким спектром типов береговой линии, что важно для формирования биоразнообразия прибрежных экосистем.

Моря РФ по степени загрязнения располагаются по убывающей в следующий ряд: Азовское – Черное – Каспийское – Балтийское – Японское – Баренцево – Охотское – Белое – Море Лаптевых – Карское – Восточно-Сибирское – Берингово – Чукотское.

Тип и количество организмов в водных экосистемах определяются соленостью, глубиной проникновения солнечных лучей, концентрацией растворенного кислорода, доступностью биогенов и температурой. Интенсивность потока солнечного света, необходимого для фотосинтеза, зависит от глубины водоема, следовательно, обилие растительных организмов также меняется с глубиной. В отличие от наземных экосистем в водных экосистемах организмы, нуждающиеся в кислороде, обитают преимущественно вблизи поверхности воды.

Экосистемы Мирового океана.

Океаны играют важную климатообразующую роль, перераспределяя солнечную энергию за счет испарения воды и перемещения нагретой воды с океаническими течениями. Они участвуют в других глобальных биогеохимических круговоротах в природе и являются гигантскими «резервуарами» диоксида углерода. Океан - яркий пример биогеоценоза.

К основным характеристикам экосистем Мирового океана относят:

• глобальность размеров и огромные глубины, освоенные жизнью;
• непрерывность - все океаны связаны между собой;
• постоянную циркуляцию среды под действием сильных ветров, дующих в течение года в одном и том же направлении, а также наличие глубинных течений;
• господство различных волн и приливов, вызванных притяжением Луны и Солнца;
• соленость и устойчивая во времени однородность основного солевого состава;
• наличие растворенных биогенных элементов.

Прибрежная зона океана. Это - относительно теплые, богатые биогенами мелководья, протянувшиеся от линии прилива на суше до края подводного продолжения континента - континентального шельфа.

В прибрежной зоне, занимающей менее 10 % общей площади океана, сосредоточено 90 % биомассы океанических растений и животных; здесь находится большинство районов промышленного рыболовства. Прибрежную зону подразделяют на несколько местообитаний.

Эстуарии - это часть прибрежной зоны, где пресные воды рек, ручьев и поверхностного стока смешиваются с солеными морскими водами. В эстуариях так же, как и во влажных тропических лесах и во внутренних болотных экосистемах, ежегодная удельная продукция биомассы максимальна в сравнении с любыми другими экосистемами планеты.

Коралловые рифы распространены в прибрежных зонах океана в тропических и субтропических широтах, где температура воды превышает 20 °С. Они в основном состоят из нерастворимых соединений кальция, выделяемых животными - кораллами, а также красными и зелеными водорослями при фотосинтезе. Разнообразие и сложное строение коралловых рифов привели к тому, что в них обитает более трети всех видов морских рыб и многочисленные другие морские организмы.

Открытый океан. Он отделяется от прибрежной зоны областью резкого увеличения глубин у края континентального шельфа. На его долю приходится только 10 % биомассы океанических растений и животных, и безбрежные просторы глубоководья можно считать полупустынными. Однако благодаря огромной протяженности открытый океан – это основной поставщик чистой первичной биологической продукции на Земле.

Моря и побережья России — местообитания многих редких и исчезающих видов растений и животных, включенных в Красную Книгу России: 17 видов беспозвоночных, 15 видов круглоротых и рыб, около 20 видов птиц, 29 видов и подвидов млекопитающих.

4. Пресноводная экосистема

Пресноводные экосистемы снабжают водой города, села, промышленные объекты. В реках и озерах водятся ценные виды рыб. В прудах разводят рыбу (карп, толстолобик).

Как и другие естественные экосистемы, пресноводные экосистемы России испытывают сильное влияние человека: они загрязняются и истощаются в результате больших водозаборов, которые не компенсируются поступлением в водоемы воды с осадками и грунтовыми водами.

Озера — естественные пресноводные водоемы, образовались геологи-чески сравнительно недавно — за последние несколько десятков тысяч лет, и лишь возраст некоторых из них исчисляется миллионами лет, например, Байкала. Наличие у большинства озер профундальной зоны сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее «перемешивании» и распределении кислорода в ней. Эти процессы сезонны, как и стратификация озера по температурному режиму.

В озерах умеренного пояса в летнее время можно выделить в вертикальном разрезе три зоны: эпилимнион — до глубины, где происходит конвекция (циркуляция) воды; термоклина — это промежуточная зона, где вода не смешивается с водой верхней зоны; гиполимнион — область холодной воды, где нет циркуляции.

Болота. Это участки суши, покрытые в определенные периоды времени небольшим слоем воды и более или менее высыхающие в другое время. Согласно другому определению, болото - переувлажненный участок поверхности земли, характеризующийся накоплением в верхних горизонтах мертвых неразложившихся растительных остатков, превращающихся затем в торф. При слое влажного торфа более 0,3 м - болото, менее 0,3 м - заболоченные земли.

Болота, расположенные вдоль русел рек и особенно в устьях, во время паводков принимают избыточную воду, обогащенную илом и биогенами. При движении воды по болотам ил и связанные с ним биогены оседают, а вода очищается по мере просачивания в грунтовые воды. Таким образом, важнейшей ролью болот является фильтрация воды перед тем, как она попадает в озера, заливы, эстуарии, грунтовые воды.

Болота, обогащенные биогенами, представляют собой самые продуктивные экосистемы, в которых обитают стаи водной дичи и многие другие животные. Общая площадь болот и переувлажненных земель на планете составляет примерно 3 млн км2.

Экосистемы проточных водоемов, а именно ручьев, быстро и медленно -текущих рек и речек от их истоков до устья значительно отличаются от экосистем стоячих вод, что вызвано постоянным обновлением воды и значительно большими контактами с наземными экосистемами.

Температура проточных вод обычно одинакова по всей их толщине и подвергается изменениям по мере продвижения вод от истоков к устью. Насыщенность кислородом проточных вод (за счет атмосферной аэрации) даже при отсутствии зеленых растений бывает достаточной. Постоянное движение создает лучшие условия для дыхания организмов, однако органические вещества, поступающие в водотоки с бытовыми или промышленными стоками, вызывают уменьшение концентрации кислорода в воде из-за массового размножения бактерий.

В противоположность озерам у рек соотношение размеров береговой полосы и водной массы благоприятствует образованию фауны береговых откосов. Пищевые цепи в проточных водах отличаются бедностью пищевой базы. Многие животные проточных вод являются всеядными и в зависимости от места или времени года поедают растения, животных или детрит. Таковы карпы, сомы, раки, личинки насекомых.

Водные экосистемы – стации для обитания промысловых животных – рыб и птиц. В последние годы благодаря интенсивному лову (в первую очередь – браконьерскому, то есть не согласованному с экологическими нормативами предельно допустимого вылова разных видов рыбы) количество ценных видов рыбы значительно снизилось. Особенно страдает популяция осетровых рыб Волги, Урала, Дона, Оби, Лены.

Заключение

Экосистемой называют совокупность физико-химических и биологических компонентов, с помощью которой осуществляется биотический круговорот веществ, движущийся благодаря направленному потоку энергии. Вещественно-энергетические потоки регулируются при участии информационных взаимодействий. Границы экосистемы определяет исследователь, исходя из конкретных задач.

На уровне экосистем, особенно элементарном (неделимом), представляется возможным рассмотреть более детально, глубоко и последовательно, основные свойства и закономерности их функционирования, важные как в теоретическом плане, так и для решения прикладных задач.

Экологическая система - единый природный или природно-антропогенный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные экологические компоненты соединены между собой причинно-следственными связями, обменом веществ и распределением потока энергии.

Мы ознакомились с природными экосистемами Земли: наземными, морскими и пресноводными, а также подробно их изучили. Актуальность моей работы однозначна! Каждому человеку необходимо знать основные природные экосистемы.

Список использованных источников

1. Николайкин Н.И. Экология: Учеб. Для вузов. - М.: Дрофа, 2003. - 624 с.
2. Воронков Н.А. Основы общей экологии: Учебник для студентов высших учебных заведений. - М.: Агар, 1999. - 96 с.
3. Экология. Учебное пособие. М: Знание 1997г.
4. Горелов А.А. Экология: учебное пособие. – М.: Центр. 1999.
5. Экология: Учебное пособие / Общая ред. С.А. Боголюбова. - М: Знание, 1997. - 288 с.
6. http://biofile.ru