2. Екосистеми та їх види

Екосистема – це просторова система, що охоплює історично сформований комплекс живих істот, пов’язаних між собою трофічними (харчовими) зв’язками, та неживих компонентів середовища їх існування, які залучаються ними в процесі обміну речовин та енергії.

За масштабами екосистеми поділяють на мікроекосистеми (трухляві пні, мертві дерева, мурашники), мезоекосистеми (ліс, озеро, степ), макроекосистеми (тундра, тайга, степ, пустеля, савана, ліси помірного клімату, морські екосистеми) та глобальну екосистему (уся біосфера). Різноманіття екосистем на нашій планеті є важливим фактором загальної стійкості біосфери.

За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяють на природні, антропогенно-природні та антропогенні.

У промислово розвинених країнах природних екосистем, не охоплених людською діяльністю, майже не залишилось, хіба що в заповідниках. Лісові насадження, луки, поля – все це природно-антропогенні екосистеми, які хоча й складаються з природних компонентів, але створені і регулюються людьми. До антропогенних екосистем належать такі, в яких переважають штучно створені антропогенні об’єкти і, крім людей, можуть існувати лише окремі види організмів, які пристосувались до цих специфічних умов (наприклад, міста, села).

Для кожної екосистеми характерний свій біологічний кругообіг речовин, який здійснюється внаслідок існування в екосистемах трофічних ланцюгів (ланцюгів живлення).

Трофічний ланцюг – це взаємовідносини між організмами під час переносу енергії від її джерела (зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні.

Наприклад, у водоймах фітопланктон поїдається зоопланктоном, останній – дрібною рибою, та є здобиччю великих риб-хижаків, які в свою чергу споживаються людиною. Під час переносу енергії їжі з одного трофічного рівня на інший (вищий) більша частина (80 - 90 %) потенціальної енергії губиться, переходячи в теплоту.

У ланцюгах живлення беруть участь організми трьох трофічних груп: продуценти (рослини), консументи (тварини) та редуценти (бактерії, гриби, деякі безхребетні).

3. Біологічний кругообіг речовин

В екосистемах між організмами та середовищем відбувається постійна циркуляція речовини та енергії, яку називають біологічним кругообігом.

Під біологічним кругообігом розуміють процес, який складається із:

– надходження хімічних речовин із ґрунтів та атмосфери до живих організмів;

– перетворення в живих організмах речовин, які надходять у нові складні сполуки;

– повернення цих сполук у ґрунти та атмосферу у процесі життєдіяльності із щорічним опаданням частини органічної речовини та розкладанням повністю мертвих організмів, які входять до складу біоценозу (рис. 1).

1. Продуценти за допомогою механізму фотосинтезу виробляють органічну речовину, споживаючи сонячну енергію, воду, вуглекислий газ і мінеральні солі.

2. Консументи І порядку (травоїдні тварини) живляться органічною масою рослин. Консументи ІІ порядку (хижі тварини) споживають інших консументів та органічну масу рослин.

3. Редуценти споживають частину поживних речовин, розкладають мертві тіла рослин і тварин до простих хімічних сполук (води, вуглекислого газу та мінеральних солей), замикаючи кругообіг речовин у біосфері.

Рис. 1. Схема біологічного кругообігу речовин в біосфері

Біологічний кругообіг речовин – це явище безперервного, циклічного, нерівномірного в часі і просторі закономірного перерозподілу речовини, енергії і інформації в межах екосистем різного рівня при безпосередній участі всіх живих компонентів.

Біологічний кругообіг речовин завдяки постійному притоку енергії забезпечує відновлення біомаси Землі, впливає на регенерацію біосфери. Його інтенсивність визначає багатство і різноманітність живих організмів на Землі, об’єм накопичуваної органічної продукції, що використовується для потреб людей. Необґрунтоване втручання в процеси біологічного кругообігу речовин може привести до деградації і розпаду історично складених екосистем.

Складовою частиною біологічного кругообігу є кругообіг води, кисню, азоту, фосфору та інших хімічних елементів.