Типы морских экосистем

Открытый океан (пелагическая)

Воды континентального шельфа (прибрежные воды)

Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством)

Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т.д.) ____________________________________________________________

Перечисленные шестнадцать основных типов экосистем представляют собой ту среду, на которой развилась человеческая цивилизация, и основные биотические сообщества, поддерживающие жизнь на Земле.

Два абиотических фактора – температура и влажность определяют размещение по земной поверхности основных наземных биомов. В разных районах земного шара годовая сумма осадков меняется от 0 до 2500 мм и более. Среднегодовая температура варьирует от отрицательных величин до 38^оС. Температуры могут быть практически постоянными в течение года (у экватора) или меняться по сезонам. Специфика климатических условий определяет развитие того или иного биома.

Каждый биом характеризуется специфическим составом не только растений, но и животных. Так, белый полярный медведь водится только во льдах Арктики, поскольку он приспособился к определенному комплексу условий: холодная вода, соответствующая пища (тюлени, молодые моржи, рыба и выброшенные на мель киты) и дрейфующие льды.

Координационная классификация экосистем – представляет собой последовательное расположение их в виде какого-либо ряда или расположение в системе координат в зависимости от важнейших экологических факторов. Например, эдафофитоценотические ряды В.Н. Сукачева, показывают расположение типов лесных биоценозов в зависимости от основных экологических факторов.

Морфологическая классификация основана на внешних (морфологических или физиологических признаках). В первую очередь учитываются признаки биоты, затем условия окружающей среды. В биоте прежде всего характеризуется растительность (видовое разнообразие, доминанты, эдификаторы).

Иерархическая классификация, или субординация, экосистемосновывается на расположении таксонов в порядке их соподчинения (аналогично биологической систематизации). Выделяют следующие уровни экосистемных таксонов:

тип – по характеру поступления в экосистему необходимых биотических веществ, например транзитные, автономные;

класс – по температурному и влажностному режимам - термогидрофильный, криогидрофильный и др.;

семейство – по адаптивным особенностям биоты по морфологии, физиологии – луговые, тропические леса и др.;

род – по пространственному распределению биоценоза – мозаичность, ярусность, синузии);

вид – в зависимости от встречаемости второстепенных компонентов биоты.

Факториальная классификация разработана географами, климатологами, ландшафтоведами, почвоведами и основана на свойствах абиотических компонентов экосистем, т.е. характеризует в основном экотоп. Недостаток ее состоит в том, что ядро экосистемы – биоценоз – характеризуется поверхностно.

Функциональная классификацияоснована на круговороте веществ и потоке энергии с определением таких структурных показателей, как общая биомасса, приток и отток веществ, степень использования первичной продукции гетеротрофами, соотношение массы годового опада и многолетней подстилки и других параметров, характеризующих функционирование экосистемы.

Cуществующие на Земле экосистемы разнообразны и по размерам. Выделяют микроэкосистемы – ствол гниющего дерева, подстилка лишайников на стволе дерева; мезоэкосистемы– луг, степь, лес, небольшой временный водоем; макроэкосистемы– континент, океан, крупные болота; глобальная экосистема - биосфера.

По количеству поступающей и используемой человеком энергии и ее источнику различают несколько типов экосистем:

1.Естественные экосистемы. Солнце – единственный источник энергии. Приток энергии в среднем 0,2 ккал/см² в год.

2.Высокопродуктивные естественные экосистемы. Кроме солнечной используются другие естественные источники энергии (каменный уголь, торф…). Это лиманы, дельты рек, влажные тропические леса. Приток энергии – 2 ккал/см² в год.

3.Агроэкосистемы, близкие к естественным экосистемам. Наряду с солнечной энергией используют дополнительные источники: ископаемое топливо, энергию обмена веществ людей и животных. Приток энергии – 2 ккал/см² в год.

4.Агроэкосистемы интенсивного типа. Связаны с потреблением большого количества нефтепродуктов и агрохимикатов. Более продуктивны по сравнению с предыдущими экосистемами. Но отличаются высокой энергоемкостью – 20 ккал/см² в год.

5.Промышленные (городские) экосистемы. Получают готовую энергию – газ, уголь, электричество. К ним относятся города, пригородные и промышленные зоны. Они являются как генераторами улучшения жизни, так и источниками загрязнения среды. Поскольку прямая солнечная энергия не используется, то промышленные экосистемы очень энергоемки – 200 ккал/см² в год.

Выделяют биотическую и трофическую структуру экосистемы.

Биотическая структурарассматривает пути взаимодействия разных категорий организмов – растений, животных, микроорганизмов (см. лабораторную работу по биотическим факторам).

С точки зрения трофической структуры,экосистему можно разделить на два яруса: 1. Верхний – автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус, или «зеленый пояс», включающий фотосинтетики (высшие и низшие зеленые растения) и хемосинтетики (серобактерии, нитрофицирующие бактерии и др.). Основная масса органических веществ образуется в процессе фотосинтеза. 2. Нижний – гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т.д. В этом ярусе преобладают использование, трансформация и разложение сложных соединений.

С биологической точки зрения в составе экосистемы выделяют следующие компоненты: 1. Неорганические вещества (С, N, СО₂, Н₂О др.), включающиеся в круговороты; 2. Органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части; 3. Воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический режим и другие физические факторы; 4. Продуцентов, автотрофных организмов, производящих пищу из простых неорганических веществ; 5. Консументов, или фаготрофов (от греч. phagos – пожиратель), - гетеротрофных организмов, главным образом животных, питающихся другими организмами или частицами органического вещества; 6. Редуцентов и детритофагов – гетеротрофных организмов, в основном бактерий и грибов, получающих энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.

Экосистема – открытая система, т.к. существует лишь при условии обмена энергией, веществом и информацией как между частями системы, так и с окружающей средой.