"Биология (базовый уровень)", Каменский А. А., Касперская Е. К., Сивоглазов В. И.
Экосистема — это совместно существующие организмы и среда, с которой они обмениваются веществом и энергией. Экосистемы отличаются климатом, почвой, водой, освещённостью, составом видов и связями между ними. Крупные природные области с похожими климатическими условиями называют биомами; в них входят отдельные экосистемы. Понимание их разнообразия помогает объяснить распределение организмов, сравнить природные сообщества с созданными человеком и оценить, как хозяйственная деятельность меняет природу.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Экосистема — единство живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и энергии. Организмы используют ресурсы среды, влияют на неё и взаимодействуют друг с другом. Это понятие помогает рассматривать живую природу как систему, а не как набор отдельных видов.
Биом — крупная природная область или группа экосистем, характерная для определённой климатической зоны. Например, в пределах лесного биома могут встречаться разные лесные экосистемы. Понятие биома нужно, чтобы описывать крупные закономерности распределения природы, не смешивая их с особенностями отдельного участка.
Наземная экосистема — экосистема суши, облик которой во многом определяют климат, почва и преобладающие растения. Растительность задаёт условия жизни для многих животных и других организмов. Это понятие позволяет сравнивать, например, лес и степь по общим природным условиям.
Водная экосистема — сообщество организмов водоёма вместе с водной средой. Её особенности зависят от солёности, глубины, освещённости и движения воды. Эти признаки помогают объяснить, почему обитатели моря, озера и разных участков одного водоёма отличаются.
Экосистемы разнообразны потому, что условия среды неодинаковы даже в пределах одной области. Температура влияет на скорость жизненных процессов и возможность пережить холодный или жаркий период, а влажность определяет доступность воды. Освещённость влияет на фотосинтез, состав почвы — на доступность минеральных веществ, а водный режим — на частоту и длительность затопления. Разные сочетания этих факторов создают разные условия отбора и жизни организмов.
На суше распределение крупных природных сообществ связано прежде всего с климатом. Там, где тепло и достаточно влаги, могут развиваться влажные леса, а при меньшем увлажнении чаще формируются степи. В пустынях нехватка воды ограничивает рост растений, тогда как в тундре низкие температуры и короткий сезон роста затрудняют развитие деревьев. Поэтому климатические условия приводят к появлению характерных для разных зон биомов.
Водоём неоднороден: от берега к центру и от поверхности ко дну меняются глубина, освещённость, температура и содержание кислорода. У берега есть мелководные участки, на которых свет достигает дна и могут расти водные растения. В поверхностных слоях света обычно достаточно для фотосинтеза, а в глубоких его меньше. Из-за такой неоднородности организмы распределяются по участкам водоёма в соответствии со своими потребностями.
Различия экосистем не сводятся к перечню обитающих в них видов. Важно, кто служит пищей для других организмов, как передаются вещества по пищевым связям и как возвращаются в круговорот. На эти процессы влияют и условия среды: доступность воды или света меняет продуктивность растений, а значит, и ресурсы для остальных организмов. Поэтому при сравнении экосистем учитывают одновременно их состав, связи и природные условия.
Экосистемы бывают природными и искусственными. Лес или озеро формируются без целенаправленного создания человеком, а поле и сад организуются для получения нужной продукции. На возделываемых участках обычно выращивают ограниченное число культур, поэтому видовое разнообразие может быть ниже, чем в природном сообществе. Урожайность и состав такого сообщества часто зависят от посева, полива, внесения удобрений и защиты от вредителей.
| Признак | Наземные экосистемы | Водные экосистемы | Искусственные экосистемы |
|---|---|---|---|
| Главные условия среды | Климат, почва, увлажнение, освещённость | Солёность, глубина, свет, движение воды | Условия участка и способы ухода человека |
| Типичные производители | Наземные растения | Водоросли и водные растения | Культурные растения |
| Примеры | Лес, степь, тундра | Озеро, река, море | Поле, сад, парк |
| От чего зависит устойчивость | От разнообразия видов и связей, условий среды | От состава сообществ и состояния водной среды | От видов, ухода и сохранения нужных условий |
| Роль человека | Может охранять или изменять экосистему | Может загрязнять, использовать и охранять водоём | Создаёт и поддерживает систему, регулирует её состояние |
Таблица помогает сопоставить экосистемы не по одному признаку, а сразу по условиям среды, производителям и устойчивости. При заполнении или анализе таблицы приводите конкретные примеры и учитывайте, что природные и искусственные системы могут различаться внутри каждой группы. Для объяснения причин связывайте условия среды с составом организмов и ролью человека.
Условие. Сопоставьте тундру и влажный экваториальный лес по климату и преобладающим растениям. Объясните различия. Здесь нужно не только назвать растения, но и связать их особенности с температурой и увлажнённостью.
Ответ. Тундра холодная, сезон роста в ней короткий, поэтому преобладают низкие растения, а деревьев мало или нет. Влажный экваториальный лес тёплый и влажный, что благоприятствует высоким деревьям и густой растительности. Различия растительных сообществ объясняются неодинаковыми температурой и увлажнённостью.
Условие. Укажите, какие условия меняются в озере от берега к глубине и как это влияет на распределение организмов. Не следует считать озеро однородной средой: нужно проследить, как меняются условия по мере удаления от берега и погружения.
Ответ. От берега к глубине меняются глубина, освещённость, температура и содержание кислорода. Поэтому водные растения и животные распределяются неравномерно: каждому организму подходят определённые условия. При этом конкретное распределение зависит от особенностей самого озера.
Условие. Сравните лес и поле как экосистемы по разнообразию видов, пищевым связям и зависимости от человека. Сравнение должно охватить несколько признаков: простого указания, что одно место природное, а другое искусственное, недостаточно.
Ответ. Лес обычно отличается большим разнообразием видов и более разветвлёнными пищевыми связями. На поле видов часто меньше, а его существование и урожайность зависят от действий человека. Это сравнение показывает, что экосистемы отличаются не только составом организмов, но и степенью зависимости от ухода.
Ошибка — считать биом и экосистему одним и тем же. Её допускают, потому что оба понятия описывают сообщества организмов и условия их жизни. Проверка простая: экосистема относится к конкретному участку, а биом охватывает крупную природную область и может включать много экосистем.
Ошибка — объяснять разнообразие только числом видов. Такой подход кажется удобным, потому что видовое богатство легко заметить, но он не показывает, почему сообщества различаются и как они функционируют. Проверьте себя: назвали ли вы условия среды и связи организмов, включая пищевые отношения и круговорот веществ?
Ошибка — полагать, что любая экосистема сохраняется без участия человека. Это представление не учитывает, что многие искусственные системы созданы для определённой цели и требуют ухода. Чтобы проверить вывод, спросите, сможет ли поле или сад долго существовать в прежнем виде без посева, полива и других мер.
Ошибка — считать условия водоёма одинаковыми на любой глубине. Так думают, если воспринимают воду как однородную среду, однако свет, температура и содержание кислорода могут меняться по вертикали. Проверьте себя: сравнили ли вы прибрежные, поверхностные и глубоководные участки и учли ли возможное влияние этих различий на организмы?
Чтобы разбираться в разнообразии экосистем, нужно знать их компоненты, пищевые цепи и круговорот веществ. Эти понятия помогают увидеть не только перечень обитателей, но и отношения между ними.
Тема связана с биосферой и биогеографическим распределением организмов. Биомы показывают, как крупные климатические условия влияют на распространение природных сообществ.
Понимание различий экосистем пригодится при изучении биоразнообразия и охраны природы. Оно также помогает оценивать последствия хозяйственной деятельности: изменение среды может повлиять на виды, пищевые связи и устойчивость сообщества.
Чем биом отличается от экосистемы?
Экосистема объединяет организмы и конкретную среду их обитания, связанные обменом веществ и энергии. Биом — более крупная природная область или группа экосистем, характерная для определённой климатической зоны.
Почему в разных климатических зонах формируются разные экосистемы?
Температура и количество осадков влияют на доступность воды, длительность сезона роста и условия жизни организмов. Поэтому в разных зонах складываются разные сообщества растений, животных и микроорганизмов.
Какие факторы сильнее всего влияют на наземные экосистемы?
Главные факторы — климат, почва и связанное с ними преобладание тех или иных растений. Температура и увлажнённость определяют, какие растения могут расти, а почва влияет на доступность воды и минеральных веществ.
Почему условия в водоёме меняются с глубиной?
С глубиной уменьшается количество света, а вместе с ним могут меняться температура и содержание кислорода. Из-за этого различаются условия для фотосинтеза и жизни организмов у поверхности и в глубоких слоях.
Всегда ли искусственная экосистема менее устойчива, чем природная?
Не обязательно: устойчивость зависит от условий, состава видов и связей между ними. Однако многие искусственные системы, например поля и сады, беднее видами и нуждаются в уходе человека, иначе их состав и продуктивность могут измениться.
§ 28. Разнообразие экосистем
