Характеристики природних екосистем

Біосфера, як глобальна екосистема, складається з наземних і водних екосистем. Кожний тип екосистем характеризується певними угрупуваннями рослин і тварин, що адаптуються до умов навколишнього середовища. В екології екосистеми класифікують у відповідності до схожості їх структури.

Наземні екосистеми або біоми. Найголовнішим фактором, що визначає види та чисельність рослин і тварин в наземних екосистемах, є клімат. Клімат – це усереднені кожноденні погодні умови за довгий період часу (звичайно за 30 років) для певної території Землі.

Виділяють три основних типи великих наземних екосистем: ліс, степ і пустеля. Основною характеристикою, що визначає приналежність екосистеми до одного з цих типів, є середньорічна кількість опадів та видовий склад рослинності.

Для лісових екосистем кількість опадів є найбільшою і звичайно перевищує 75 см на рік. Степові екосистеми знаходяться у регіонах, де середньорічна кількість опадів коливається від 25 до 75 см, а пустелі займають бідні на опади території – менше ніж 25 см на рік. Кількість опадів разом із середньою річною температурою призводять до подальшої типізації лісів, степів та пустель на: тропічні, помірні та полярні. Полярний степ називають тундрою, тропічний степ – саваною, північний хвойний ліс – тайгою, тропічний вологий ліс – гілеєю.

Ліси. Тропічні ліси (гілеї) знаходяться на територіях біля екватору з високою середньорічною температурою (близько 27^о С), високою вологістю і найвищим рівнем опадів у вигляді дощів. Хоча гілеї займають 7% суходолу. Землі, вони містять майже половину (43%) всієї рослинності біосфери і характеризуються найбільшим різноманіттям видів рослин і тварин на одиницю площі. Біологічна продуктивність (тобто кількість органічної речовини, що створюється на одиниці площі за одиницю часу) у гілеях є найвищою, в порівнянні з іншими типами екосистем, і сягає 2 – 3 кг/м² за рік.

Ліси помірної зони (переважно листяні ліси) займають території з помірною середньорічною температурою (середні широти), яка суттєво коливається в залежності від сезону року. Біопродуктивність таких лісів теж є досить високою - 1 – 2 кг/м² за рік.

Ліси холодної зони – північні хвойні ліси, або тайга, знаходяться у регіонах з субарктичним кліматом, для яких є характерними довга холодна зима і коротке, досить тепле літо. Біорізноманіття та біопродуктивність таких лісів є невисокими (<1 кг/м² рік).

Степи розташовані переважно у рівнинній місцевості з нерегулярними опадами, періодичною засухою та виникаючими час від часу природними пожежами (у тропічних та помірних степах). Загальною рисою степів є досить інтенсивний трав’яний покрив з рідкими чагарниками і іноді деревами. Степи є природними екосистемами з середньою біопродуктивністю – від 0,25 до 1 кг/м² за рік.

Тропічні степи, абосаваниживлять різні види досить великих рослинно- і травоїдних тварин. Деякі з цих тварин, а також їх хижаки, швидко зникають (за винятком заповідних зон) як результат розвитку землеробства, полювання та іншої діяльності людей.

Прикладом степових екосистем помірної зониє степи центральної Європи, Сибіру, прерії заходу Сполучених Штатів Америки та Канади, пампаси Південної Америки, південноафриканські вельди. Степи помірної зони найбільше потерпають від розвитку на цих територіях сільського господарства, в т.ч. землеробства.

Полярний степ,або арктична тундра.розташований на широтах довго тривалої полярної ночі і вічної мерзлоти з суворими зимовими холодами, льодяними вітрами, невеликими опадами у недовгий літній період. Арктична тундра вкрита лишайниками, мохами, низькорослими травами та деревоподібними кущами. У літній період, коли розмерзається верхній шар грунту, тундра перетворюється на болотисту територію з хмарами москітів та інших комах, які є їжею для перелітних птахів. Постійними мешканцями тундри є невеликі травоїдні тварини, такі як лемінги, зайці– польовики, кролі, що ховаються під землею від холодів, а з великих тварин – мускусний бик.

Тундравідноситься до екосистем з низькою біопродуктивністю – 0,25 кг/м² за рік і бідним видовим різноманіттям. Низька швидкість росту рослин і розкладання, бідний грунт роблять арктичну тундру найбільш уразливим біомом Землі. Пошкоджена рослинність відновлюється десятиріччями.

Пустелі з аймають приблизно третю частину суходолу планети. Багато великих пустель світу розташовано поблизу тридцятиградусних широт на південь і північ від екватору. Всі пустелі характеризуються невеликою кількістю рослинності, незалежно від середньої температури, кількості сонячного світла, наявності поживних речовин у грунті.

В тропічних пустелях, таких як Сахара, денна температура є високою цілий рік, а нічна досить низькою, тому що там рослинності недостатньо для пом’якшення температурних коливань. Тропічні пустелі являють собою здебільшого практично безплідні дюни, які вкриті камінням або піском. Такі пустелі складають 20% усіх пустель світу.

Для пустель помірної зони є характерними теж теплі дні на протязі більшої частини року, а для холодних пустель, наприклад Гобі, спекотне літо і холодні зими. В цих пустелях з рослинності є рідко розкидані колючі кущі та чагарники (акація, москітне дерево, полин та інші), кактуси та невеликі швидкорослі квіти, що цвітуть навесні або після рідкого короткочасного дощу. Пустельні рослини розташовані одне від одного на досить великій відстані, що зменшує конкуренцію за воду (яка є лімітуючим фактором для пустельних рослин). Як і рослини, пустельні тварини (рептілії, гризуни, шакали, комахи) пристосувалися до різних способів забезпечення і зберігання води. Ці тварини ховаються вдень, живляться переважно вночі, коли температура в пустелі різко знижується.

Через бідний на поживні речовини грунт, повільну швидкість росту рослин та нестачу води пустелі є уразливими біомами, і тому будь–яка діяльність людей, наприклад автораллі, пошкоджує і без того бідну рослинність і порушує природну екосистему.

Водні екосистеми. Основними факторами, що визначають види і чисельність організмів у водних екосистемах, є такі: солоність води, кількість розчиненого кисню, глибина проникнення сонячного світла і температура.. Лімітуючим фактором для розвитку тих чи інших видів рослин і тварин є солоність води. В залежності від рівня солоності води, тобто концентрації в воді розчинених солей, переважно хлориду натрію, водні екосистеми поділяють на два основних класи: 1) прісноводні екосистеми і 2) морські екосистеми.

Прісноводні екосистеми характеризуються низькою солоністю води, переважно до 1г/л солей, і складаються з водних об’єктів з текучою водою - водотоків (річки, струмки) або об’єктів зі стоячою водою (озера, ставки, водосховища, болота).

Озерами називають великі природні водойми зі стоячою водою, які утворилися в земних западинах як результат опадів, поверхневого стоку або стоку підземних вод. Озера звичайно складаються з чотирьох окремих зон за глибиною, які забезпечують різноманітні екологічні ніші для різних видів рослин і тварин. Озера поділяються на такі основні типи: евтрофні, оліготрофні та мезотрофні.

Озера з високим вмістом біогенних речовин у воді і, як результат, підвищеним рівнем біологічної продуктивності, називають евтрофними. Такі озера звичайно є мілкими,з мутною теплою водою, збагаченою фіто- і зоопланктоном. Вони населені різними видами риб.

Оліготрофні озера характеризуються низьким вмістом біогенних речовин і невисокою біопродуктивністю. Вони звичайно глибокі, мають кришталево чисту воду з низькою температурою.

Озера, що займають проміжне місце між цими двома типами, називають мезотрофними.

Ставки – це невеликі, мілкі, найчастіше штучно створені прісноводні об’єкти. Їх використовують звичайно для водопою тварин або рибогосподарських цілей. Оскільки через невелику глибину води в ставках процес фотосинтезу відбувається в усій товщі води, у літній період ставки вкриваються рослинністю, вода замулюється масою водоростей і в ній інтенсивно розвиваються різні види водної фауни. Ставки швидко забруднюються змивами і скидами з прилеглих територій, і тому потребують періодичного очищення і контролю.

Водосховищами називають великі, досить глибокі, штучно створенні водойми стоячої прісної води. Часто їх будують в комплексі з греблями з метою збереження води. Як екосистеми, водосховища мають деякі спільні риси з озерами відповідної глибини. Але, на відміну від озер, об’єм води, який містить водосховище, визначається його призначенням: як гідроенергетичного об’єкту, як джерело водопостачання або для зрошення.

Болота (wetlands) – затоплені водою (постійно або частину року) землі. Болота іноді відносять до наземних екосистем або виділяють в окремий тип екосистем, поряд з прибережними зонами, що затоплені морською водою, в зв’язку з їх специфічністю і важливими екологічними функціями.

Річки та струмки – сформовані природою прісноводні поверхневі водойми з текучою водою. Відносно невеликі струмки (або малі річки) вливаються в більш широкі і глибокі річки, які в свою чергу впадають в моря (океани) і, іноді, в озера. Велика річка, що впадає в море (океан, озера), разом з усіма її притоками та іншими малими річками, струмками, що впадають в ці притоки, утворює водозбірний басейн. Видовий склад та чисельність організмів в річкових екосистемах змінюється в межах кожного водозбірного басейну в залежності від висотного положення, швидкості течії, температури води.

Морські екосистеми, до яких відносяться океани, естуарії, прибережні зони, коралові рифи, характеризуються високою і надто високою солоністю води (до 35-42 г/л солей).

Океани грають ключову роль у збережені життя на Землі. Близько 97% води планети зосереджено в океанах. Як приймачі всіх поверхневих вод, океани розріджують відходи людської діяльності до менш небезпечних рівнів. Вони перерозподіляють сонячне тепло шляхом циркуляції і випаровування, як частини гідрологічного циклу, а також відіграють важливу роль в інших біогеохімічних циклах. Це гігантське сховище розчиненого кисню, діоксиду карбону, що допомагає регулювати склад повітря і температуру атмосфери. Океани забезпечують екологічні ніші для 250000 видів морських рослин і тварин, які є їжею для багатьох наземних організмів, включаючи людей, а також служать джерелами заліза, фосфатів, нафти, природного газу і багатьох інших ресурсів, що використовуються людьми.

Кожен океан може бути поділений на дві основні зони: прибережну зону і відкритий океан.

Прибережна зона – це відносно мілка, тепла і збагачена на поживні речовини зона, яка займає поверхню від урізу води до межі континентального шельфу. Вона становить менше ніж 10% загальної поверхні океанів, але містить 90% всього рослинного і тваринного життя океану. В цій зоні відбувається і найбільш інтенсивна господарська діяльність людей, перш за все рибальство.

Прибережні зони океанів в теплих тропічних і субтропічних широтах часто містять коралові рифи, що в основному складаються з карбонату кальцію, який продукують фото синтезуючі водорості і невеликі коралові тварини. Коралові рифи підтримують життя якнайменше третини всіх видів морських риб, а також багатьох інших морських організмів.

Естуарії розташовані впродовж берегової лінії океанів в місцях впадання річок в моря чи океани. Вони визначаються як ділянки, які є перехідними зонами між поверхневими водами суші та морями. В екологічному відношенні естуарії є перехідними зонами життя прісноводних і морських угруповань гідробіонтів. Вони населені організмами, які потребують меншої солоності води, ніж організми відкритого океану.

Відкритий океан. Різке збільшення глибини води на краю континентального шельфу визначає відділення прибережної зони від відкритого моря. Ця морська зона становить близько 90% загальної поверхні океану, але містить менше 10% його рослин і тварин. Первинна біопродуктивність цієї зони, разом з пустелями і арктичною тундрою, є найнижчою серед екосистем Землі, тому що сонячне світло проникає тільки у поверхневий шар морської води, а поживні речовини сконцентровані на дні океану, тобто на великій глибині. Умовно існує три вертикальних зони життя відкритого океану. Близько 98% видового складу живих організмів океану (переважно бактерій-редуцентів) зосереджено в третій, найбільш глибокій зоні. За відсутністю сонячного світла деякі з організмів виживають за рахунок процесів хемосинтезу. В свою чергу, на великій глибині, 10 км і більше, бактерії підтримують життя деяких видів тварин, що мають в цих умовах аномально великі розміри (черв’яки, молюски, краби та інші).

Встановлено, що середня біологічна продуктивність всіх екосистем Землі становить 0,3кг/м² за рік, тобто на нашій планеті за площею переважають низькопродуктивні екосистеми пустель і відкритих океанів.

Дата добавления: 2014-12-07