Природные экосистемы Земли как хорологические единицы биосферы

Федеральное агентство по образованию РФ

     Бийский технологический институт (филиал)  Государственного

     образовательного  учреждения высшего профессионального  образования

     «Алтайский  государственный технический университет  им. И.И Ползунова»

     (БТИ  (филиал) ГОУ ВПО АлтГТУ им. И.И.  Ползунова) 
 

          
 
 
 

 

Тема: Природные экосистемы Земли как хорологические единицы биосферы 
 
 
 

            
 
 
 

Выполнил студент            

группы:                                                                                                                   
 

Проверил преподаватель:                                                                                                       
 
 

                                                                         
 
 
 

Бийск  2011

      1. Классификация природных систем биосферы на ландшафтной основе.

   2. Наземные биомы (экосистемы).

   3. Пресноводные экосистемы.

   4. Морские экосистемы.

   5. Целостность биосферы как глобальной экосистемы. 

   

1. Классификация природных систем биосферы на ландшафтной  основе

     Классификации природных систем биосферы базируются на ландшафтном подходе, так как  экосистемы — неотъемлемая часть природных географических ландшафтов, образующих географическую (ландшафтную) оболочку Земли. Биогеоценозы (экосистемы) образуют на поверхности Земли так называемую биогеосферу, являющуюся основой биосферы, которую В. И. Вернадский называл «пленкой жизни», а В. Н. Сукачев — «биогеоценотическим покровом».

     «Биогеоценотический покров» В.Н.Сукачева — это не что иное, как ряд природных экосистем, представляющих собой пространственные (хорологические) единицы (части, элементы) биосферы. Эти единицы, как правило, совпадают своими границами с ландшафтными элементами географической оболочки Земли.

     Ландшафт - природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, верхние горизонты литосферы, климат, воды, почвы, растительность, животный мир) находятся в сложном взаимодействии, образуя однородную по условиям развития единую систему. По происхождению выделяют два типа ландшафтов - природный и антропогенный.

   Природный ландшафт формируется исключительно под влиянием природных факторов и не преобразован хозяйственной деятельностью человека. Выделяют следующие природные ландшафты:

   - геохимический - обозначает участок, выделенный на основе единства состава и количества химических элементов и соединений;

   - элементарный ландшафт обозначает участок, сложенный определенными породами, находящимися на одном элементе рельефа, в равных условиях залегания грунтовых вод, с одинаковым характером растительных ассоциаций и одним типом почв;

   - охраняемый ландшафт, на котором в установленном по рядке регламентированы или запрещены все или отдельные виды хозяйственной деятельности.

   Антропогенный ландшафт - это преобразованный хозяйственной деятельностью бывший природный ландшафт настолько, что изменена связь природных компонентов (занимают 50% суши).

   Сюда  относятся ландшафты:

   - агрокультурный (сельскохозяйственный) - растительность в значительной степени заменена сельскохозяйственными и садовыми культурами;

   - техногенный - структура обусловлена техногенной деятельностью человека, с использованием мощных технических средств (нарушение земель, загрязнение промышленными отходами). Сюда входит ландшафт индустриальный, образующийся под воздействием на него промышленных комплексов;

   - городской (урбанистический) - с постройками, улицами и парками.

   И.А. Шилов (2000) выделяет три главных направления в экологических механизмах антропогенного преобразования ландшафтов:

   1) обеднение видового состава и  упрощение связей в экосистемах,  что снижает их устойчивость;

   2) введение в исходный ландшафт  мозаичности в результате деятельности  человека повышает биоразнообразие  и, следовательно, устойчивость  системы;

   3) антропогенные ландшафты сохраняют  в чем - то черты природного  и привлекательность для ряда  организмов.

   Границы ландшафтной оболочки Земли совпадают  с границами биосферы. Главный источник энергии для ландшафтной оболочки, как и для биосферы - солнечная радиация. Но для биосферы она «движитель» биогеохимических циклов и главный компонент фотосинтеза. Однако на эти цели расходуется всего 2 - 3% энергии, остальная - на абиотическую среду, факторы которой определяют вместе с биотическими гомеостаз экосистем.

   Неразрывное единство ландшафтной оболочки и  биосферы свидетельствует о том, что живая природа существует в едином энергетическом поле всего  ландшафта, поэтому природные экосистемы следует рассматривать как хорологические (пространственные) единицы биосферы, подобно тому, как ландшафты различного уровня следует рассматривать как  пространственные единицы географической оболочки Земли.

   Ландшафтная экология изучает экологические процессы, происходящие на территориях, соизмеримых с крупными регионами Земли. Важным вкладом в эту науку является предложенный Ю. Одумом принцип биомного подхода к экологической оценке крупных географических регионов. По Ю. Одуму (1986), биом - «крупная региональная и субконтинентальная экосистема, характеризующаяся каким - либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта». Границы распространения биомов определяются ландшафтными компонентами материков, в названии - доминирующая растительность (кустарниковая, лесная). В водных экосистемах растительные организмы не доминируют, поэтому за основу взяты физические признаки среды обитания («стоячая», «текучая» вода, открытый океан и т.п.). Ю. Одум предложил следующую классификацию природных экосистем биосферы на принципах биомного подхода:

   1. Наземные биомы. Тундра: арктическая и альпийская. Бореальные хвойные леса. Листопадные и леса умеренной зоны. Степь умеренной зоны. Тропические степи и саванны. Чапараль - районы с дождливой зимой и засушливым летом. Пустыня: травянистая и кустарниковая. Полувечнозеленый тропический лес: выраженный влажный и сухой сезоны. Вечнозеленый тропический дождевой лес.

   2. Типы пресноводных  экосистем. Лентические (стоячие воды): озера, пруды и т.д. Лотические (текучие воды): реки, ручьи и т. д. Заболоченные угодья: болота и болотистые леса.

   3. Типы морских экосистем. Открытый океан (пелагическая). Воды континентального шельфа (прибрежные воды). Районы апвелинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством). 

   2. Наземные биомы  (экосистемы)

   Если  отдельной экосистемой может  быть и лужа, и кочка на болоте, и песчаная дюна с закрепившейся  растительностью, то, естественно, подсчитать все возможные варианты кочек, луж  и т.п. не представляется возможным. Поэтому экологи решили сконцентрировать внимание на крупных сочетаниях экосистем - биомах. Биом - крупная биосистема, которая характеризуется каким - либо доминирующим типом растительности или другой особенностью ландшафта, например биом лиственных лесов умеренного пояса.

   По  мнению американского эколога Р. Уиттекера, главный тип сообщества любого континента, выделяемый по физиономическим  признакам растительности, - это  и есть биом. Биом - это природная  зона или область с определенными  климатическими условиями и соответствующим  набором доминирующих видов растений и животных (живое население), составляющих географическое единство. Для разграничения  наземных биомов кроме физико - географических условий среды используют сочетания  жизненных форм растений, их составляющих. Например, в лесных биомах ведущая  роль принадлежит деревьям, в тундре - многолетним травам, в пустыне - однолетним травам, ксерофитам и суккулентам. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Первичная биологическая продуктивность экосистем  земного шара ( по P. X. Уиттекеру, 1980 ) 

       

   Основной  признак, по которому выделяют биомы  суши, - особенность растительности того или иного региона. Сходные  биомы континентов объединяются в типы биомов. Продвигаясь с севера планеты к экватору, можно выделить девять основных типов сухопутных биомов. Кратко охарактеризуем их.

   1. Тундра. Биом занимает северную часть Евразии и Северной Америки и расположен между полярными льдами на севере и обширными массивами лесов на юге. По мере удаления от арктических льдов (Гренландия, Аляска, Канада, Сибирь) располагаются обширные просторы безлесной тундры. Несмотря на весьма суровые условия, здесь сравнительно много растений и животных. Особенно хорошо это видно летом, когда тундра покрывается густым ковром растений и становится обителью для большого количества насекомых, мигрирующих птиц и животных.

   Основная  растительность - мхи, лишайники и  травы, покрывающие землю в короткий период вегетации. Встречаются низкорослые  карликовые древесные растения. Основной представитель животного мира - северный олень (североамериканская форма его  называется карибу). Обитают также  заяц - беляк, полевка, песец.

   Внимание  исследователей всегда привлекали лемминги (группа видов полевок из подсемейства хомяков), особенно сибирский и норвежский. Одна из загадок этих зверьков - с  определенной регулярностью бурные вспышки численности. В благоприятные  для леммингов годы они выедают  и без того небогатую растительность, для восстановления которой требуются годы.

   Зимуют  зверьки под толстым (2 - 3 м) слоем снега. Сюда не добираются враги, да и пища хорошо сохраняется. В спячку лемминги не впадают и могут давать потомство даже на морозе. Обычно это три -четыре детеныша. Молодые самки могут принести за лето пять - шесть пометов. В периоды вспышек численности лемминги в поисках корма могут мигрировать на 400 - 500 км. Причем поведение зверьков меняется: они становятся очень агрессивными. Если на пути попадается стог сена, лемминги, идя напрямик, прогрызают в нем дырку и движутся дальше.

   Причины таких вспышек численности популяции  леммингов до сих пор не разгаданы. Одни ставят в прямую зависимость  возрастание числа зверьков от количества нужного корма: недостаток пищи задерживает  рост и созревание грызунов. Когда  травы и мха много, численность  популяции резко увеличивается. Другие экологи полагают, что механизм регуляции численности леммингов  кроется в их взаимосвязи с  естественными врагами - горностаем, белой совой и полярной лисицей. И тогда мы имеем классическую модель взаимодействия хищника и  жертвы: больше жертв - больше хищников, меньше жертв - меньше хищников, меньше хищников - больше жертв и т.д.