какое значение имеет разнообразие видов в экосистеме

Устойчивость и смена экосистем (биогеоценозов).

Вопрос 1. Какое значение для устойчивости экосистемы имеет ее видовое разнообразие?
Разнообразие видового состава биоценозов обеспечивает реальное существование не столько цепей, сколько сетей питания, поскольку на каждом трофическом уровне находятся организмы разных видов, способные заместить друг друга в выполнении функций биотического круговорота веществ при изменении экологической ситуации. Чем разнообразнее пищевые цепи и сложнее их переплетение, тем устойчивее биоценоз. Действительно, в сложных цепях с большим видовым разнообразием экологические возможности разных видов дополняют и компенсируют друг друга. В результате даже при значительном изменении условий окружающей среды сложная система сохраняет свою целостность. Наиболее опасно (с точки зрения нарушения устойчивости) для экосистемы уменьшение биомассы продуцентов, а также повреждения на уровне таких элементов биотопа, как почва, вода, воздух.

Вопрос 2. Что такое равновесное состояние экосистемы?
Равновесное состояние экосистемы означает, что та биомасса (первичная продукция), которую синтезируют зеленые растения и другие автотрофы, в энергетическом отношении соответствует потребностям экосистемы. При уменьшении потребностей консументов и редуцентов начинается накопление органического вещества, при увеличении — расходование его. Результатом накопления является, например, отложение торфа. Перерасход ведет к снижению численности консументов, а в некоторых случаях — к радикальным экологическим изменениям (козы, завезенные на мелкие тропические острова, истребили исходную растительность и привели к превращению лесов в полупустыню).

Примером быстрой смены экосистем является зарастание озера. Сначала у берегов образуется сплавина — поверхностный слой влаголюбивых и водных растений. Затем происходит накопление торфа, постепенно заполняющего чашу водоема. В итоге озеро исчезает, сменяясь болотистым мелким лесом.
В случае смены сосняка ельником семена ели, попадающие в сосновый лес, сначала развиваются под сосновыми кронами. Затем, когда ели вырастают достаточно высокими, они начинают угнетать рост светолюбивых сосен. Ель же является растением теневыносливым и продолжает прекрасно развиваться. Со временем сосны в лесу замещаются елями; происходит смена и нижних ярусов: на место кустарничков и трав приходят мхи, устойчивые к недостатку света и повышенной влажности.
Другой пример — зарастание места, где прошел лесной пожар. В этом случае в средней полосе России в течение относительно короткого времени происходит последовательная смена основных продуцентов: травы — кустарники — лиственные деревья — хвойные деревья.

Источник

Видовое разнообразие и его значение для устойчивости экосистемы

Российский государственный социальный университет

по экологии на тему:

«Видовое разнообразие и его значение для устойчивости экосистемы»

1. Что такое видовое разнообразие?

2. Каким образом деятельность человека влияет на разнообразие видов?

3. В чем значение видового разнообразия?

4. Для чего необходимо предотвратить утрату видового разнообразия?

5. Значение в экосистеме

Термин «биоразнообразие» ассоциируется главным образом с разнообразием живых организмов, имея в виду всю полноту различных видов животных, растений, грибов, лишайников и микробов. Особое значение имеют таксономически изолированные древние виды, поскольку они сильно отличаются от других видов и поэтому уникальны по своей генетической структуре. Часто эти виды являются эндемичными, то есть свойственными одной конкретной местности.

Каким образом деятельность человека влияет на разнообразие видов?

Переэксплуатация ресурсов, загрязнение и изменения среды обитания представляют собой основные угрозы разнообразию видов на планете. Действие этих факторов ведет к постепенному исчезновению видов на местном, региональном и глобальном уровнях. Кроме того, непродуманная интродукция видов в новые экосистемы нередко ведет к нарушению здесь природного равновесия.
Постоянный рост туризма, интенсивное сельское хозяйство, ориентированное на извлечение прибыли (например, выращивание монокультур в сельском хозяйстве, избирательное (?) разведение продуктов моря) и бурное развитие промышленности и транспорта в еще большей степени усиливают негативные тенденции.
Глобальное изменение климата и рост населения также оказывают на биоразнообразие свое влияние.

Все эти вопросы более подробно освещены в главе «Актуальные проблемы».

В чем значение видового разнообразия?

Видовой состав данной экосистемы есть результат длительной эволюции. Каждый вид адаптировался к своей экологической нише, характеризуемой определенными чертами (например, диапазоном температур, особенности пищи или интенсивность света), что позволяет разным видам размножаться и на одном и том же участке поддерживать численность своих популяций.
Обитая в экосистеме, виды взаимодействуют с окружающей средой (например, моллюски поглощают частицы пищи из воды, тростник получает элементы минерального питания их грунта с помощью корневой системы) и при этом выполняют определенные функции (повышают прозрачность воды, способствуя росту растений, предотвращают смыв отложений). В природе такие взаимодействия и, следовательно, вся система сбалансированы.
Утрата одного вида не проходит бесследно для других видов и даже может привести всю систему к дисбалансу. В результате такого дисбаланса, некоторые функции системы могут осуществляться намного хуже или даже прекратить осуществляться совсем. Любые виды, которые займут опустевшую нишу исчезнувшего вида, скорее всего не возьмут на себя выполнение всех его функций.
Когда виды исчезают из природы полностью, их функции в глобальной биосфере также утрачиваются навсегда.

Для чего необходимо предотвратить утрату видового разнообразия?

Должно быть совершенно ясно, что исчезновение видов сопровождается потерей функциональности экосистем, причем некоторые из таких утрачиваемых функций непосредственно и в существенной степени могут влиять на жизнь и здоровье человечества. Достаточно привести лишь два примера: сокращение стада промысловых рыб и эрозия почв.
К настоящему моменту ученые описали около 1,7 млн. таксонов живых организмов, но общее их число на планете оценивается в 5-30 млн., а некоторые ученые доводят эту цифру до 80 млн. и более.
Не говоря уже о полной инвентаризации всех видов живых организмов Земли, очень мало известно о каждого вида в жизни людей и об его экономическом потенциале. Поэтому необходимо предотвратить утрату видового разнообразия, чтобы избежать утраты возможностей, которые могли бы быть предоставлены человечеству в будущем каждым отдельным видом.

Видовое разнообразие – число видов в данном сообществе или в данной области. Различают альфа-разнообразие (число видов в рассматриваемом биотопе), бета-разнообразие (число видов во всех биотопах данной области) и гамма-разнообразие.

Любая экосистема составлена определенным числом видов растений и животных, между которыми установлено своеобразное равновесие. Для каждой популяции отдельных видов свойственно определенное соотношение между образованием новых особей и отмиранием старых. Для системы в целом характерно периодическое появление одних видов (в результате дивергенции или заноса) и отирание других.

Равновесное число видов снижается при снижении числа новых видов и при их вымирании. Рассмотрим для примера островную экосистему. Образование видов в островной системе замещается появлением видов с ближнего материка, если на острове мало видов, то скорость заселения острове новыми видами снизится, и появление новых видов резко замедлится. При наличии на острове всей видов свойственных материку, возможности появления видов из материка уже совсем не будет. По мере увеличения видов на острове скорость вымирания повышается, что связано с наличием огромного числа популяций, а так же тем, что усиление конкуренции ускоряет исключения каких-либо видов.

Маленькие популяции имеют тенденцию быстрого вымирания по сравнению с крупными популяциями. На крупных островах число видов выше, чем на мелких и кривая вымирания видов на малых островах располагается выше, чем на крупных островах. Материковые популяции большинства видов, как правило, крупнее, чем островные, и поэтому скорость вымирания видов на острове выше, чем на материковой части. На материке чаще появляются и новые виды, формирующиеся в рамках определенного регионе и за счет дивергенции видов этого региона и меньше за счет прихода новых видов из других территорий. Число видов в регионе влияет на скорость видообразования. Если число видов высокое, то отмечается стабилизация в этом процессе в силу снижения экологических возможностей системы для образования новых видов. Роль выпадения видов сходна в системах морских островов и материковых системах. Равновесное число видов указывает одинаковое число исходящих и появляющихся видов. Интенсивность обновления видов в большинстве случаев превосходит изменение их разнообразия. Чем продолжительнее период развития экосистем, тем выше доля в нем эндемиков. Кроме того, ограничение пространства озера и ограничение разнообразия условий сдерживают процессы дивергенции. То есть, в озерных системах число видов относительно быстро приближается к стабильному уровню. Таксоны, достигающие большого разнообразия, быстро замещаются таксонами, эволюционирующими медленно, но обладающими более широким экологическим потенциалом, а естественно, и более конкурентоспособными.

Для понимания многих процессов в глобальном плане большое значение имеет изучение регионального многообразия, зависящее сильно от специфики природно-климатических и антропогенных факторов.

Проводить экологические исследования в масштабах всей биосферы – мало реально, поэтому утверждать или отрицать направленность развития видового многообразия в глобальном плане пока нереально.

Элементарную оценку многообразия видов можно сделать путем их простого подсчета. Однако с экологической точки зрения более важным является то, как распределена суммарная биомасса между данными видами. Когда употребляется термин видовое разнообразие, обычно имеется в виду как собственно число видов, так и распределение числа особей или их биомассы между видами (степень равномерности распределения). В естественных условиях наблюдаются две экстремальные формы распределения: малое число видов с преобладанием одного или двух и большое число видов, равномерно распределенных.

1. Гипотеза о скоростях видообразования.

Многообразие всех сообществ со временем увеличивается либо вследствие эволюции видов, либо в результате иммиграции в благоприятные среды обитания. Предполагается, что скорости видообразования выше в благоприятных условиях влажной тропической зоны, для которой характерна разнообразная флора и фауна. Более низкие скорости видообразования наблюдаются в умеренной и полярной зонах, где видообразование, возможно, прерывалось оледенениями и климатическими катаклизмами, чем и объясняется существование здесь относительно молодых сообществ, характеризующихся небольшим видовым разнообразием и неравномерным распределением.

2. Гипотеза о конкуренции.

Предполагается, что на формирование сообществ в регионах с экстремальными климатическими условиями в основном влияют не биологические, а физические параметры окружающей среды. В более благоприятных условиях конкуренция интенсивнее, виды более специализированы и могут занять большее число ниш в пределах данной среды обитания.

3. Гипотеза о продуктивности.

Основное положение этой гипотезы заключается в том, что, чем больше продуктивность, тем разнообразие видов. Существуют достаточно веские «за» и (против( этой гипотезы. Проблема заключается в необходимости отделить причину от следствия. Так, многообразие видов насекомых и численность особей возрастают с переходом от бореального леса через леса умеренной зоны к влажным тропическим лесам, но многие другие биотические и абиотические параметры окружающей среды также изменяются в этом направлении, причем сильнее, чем первичная продуктивность. В агроэкосистемах продуктивность и многообразие видов насекомых могут находиться в обратной зависимости.

4. Гипотеза о хищничестве.

Предполагается, что хищники и паразиты в неэкстремальных условиях окружающей среды регулируют численность популяции. Например: из морской литоральной зоны были удалены все виды морской звезды (доминирующего хищника). В результате количество видов, обитающих в этой зоне, уменьшилось от 15 до 8, поскольку морская звезда препятствовала монополизации пространства усоногими рачками и двустворчатыми моллюсками.

5. Гипотеза о пространственной неоднородности.

Пространственная неоднородность видов может иметь микро- и макромасштаб. Горные районы, как правило, обладают большим видовым разнообразием, чем равнинные. Если сравнение видового разнообразия проводится по типам сред обитания, то среды, сложные по структуре, отличаются большим видовым разнообразием, чем более гомогенные. Вертикальная зональность листопадных лесов, например, обеспечивает животных комплексом различных сред обитания, которого нет в спелых вечнозеленых лесах.

6. Гипотеза о стабильности окружающей среды.

Гипотеза была постулирована Слободкиным и Сандерсом. Согласно этим авторам, диапазон изменений природных условий является важным фактором, определяющим многообразие видов. Там, где этот диапазон мал, например в пустынях и эстуариях тропиков, разнообразие видов невелико. Арктические районы характеризуются экстремальной изменчивостью условий обитания, что отрицательно сказывается на растениях. Неблагоприятные воздействия экстремальных погодных условий на организм не уменьшаются за счет адаптации, выработанной в процессе эволюции.

В ходе эволюции существующих в таких условиях организмов всегда вырабатывается r-набор, что дает возможность этим организмам интенсивно размножаться в благоприятных условиях, а некоторым особям — избежать гибели в неблагоприятных условиях. Однако многие организмы обладают способностью приспосабливаться к экстремальным ситуациям, которые могут иметь место лишь в определенное время года. Поэтому в районах, где эти изменения условий окружающей среды происходят регулярно (например, в бореальных зонах), многообразие видов существенно выше, чем в других.

Эстуарии обычно заселены небольшим числом доминантных видов, что объясняется частыми физиологическими стрессами, которым подвергаются организмы при переходе от пресных вод к соленым. Эстуарии различаются по типу циркуляции и перемешивания вод. Чем регулярнее поступает пресная вода, тем больше разнообразие видов.

В заключение следует отметить, что в тропических дождевых лесах, где влажность неизменно высока, а другие климатические характеристики практически постоянны, существует большое разнообразие видов животных и растений. Эта система очень подвижна — растения цветут в разное время, плоды гниют, деревья падают, образуя пеструю мозаику сред обитания.

Существование этой мозаики в течение достаточно продолжительного периода времени привело к эволюции разнообразных сообществ, населяющих тропики.

Трофические связи между видами могут быть описаны с помощью таких понятий, как цепи питания, или трофические уровни. Так, например, цепь питания в океане имеет следующий вид: диатомеи (производитель 1-го порядки) ( копеподы (консумент 1-ого порядка) ( макрели (консумент 3-го порядка) ( дельфины. Линейные цепи питания в естественных сообществах наблюдаются редко, вероятно, наиболее близкие к ним некоторые системы типа паразитоид — насекомое — растение-хозяин. Трофические взаимосвязи можно объединить в сети питания.

Список используемой литературы

· Бигон. М. (Экология. Особи, популяции и сообщества). М.: Мир, 1989. Том 2.

· Дж. М. Андерсон (Экология и науки об окружающей среде.). Л.Гидрометеоиздат, 1985.

· Кормилицын М. С. (Основы экологии). М.: МПУ,1997.

· Петров К. М. (Общая экология). СПб: Химия, 1997.

· Реймерс Н. Ф. (Природопользование): Словарь-справочник.-М.: Мысль,1990.

Источник

Биоразнообразие – определение, примеры и угрозы

Определение

Биоразнообразие – это термин, который описывает каждое живое организм в течение одного экосистема или среда обитания, в том числе численность и разнообразие вид и все экологические аспекты, такие как температура, уровень кислорода и углекислого газа и климат. Биоразнообразие можно измерить глобально или в более мелких условиях, таких как пруды.

Почему биоразнообразие важно?

Без биоразнообразия здоровье планеты поставлено на карту. Каждый отдельный вид играет свою роль, хотя некоторые из них – например, вирусы и комары-переносчики болезней – считаются вредными для благосостояния людей и других организмов, и принимаются меры по их искоренению.

Здоровая экосистема имеет богатый уровень биоразнообразия, Чем менее обитаема экосистема, тем меньше жизни она может поддерживать. Например, недавно в глубине южноафриканского золотого рудника была обнаружена единая экосистема организма, где только один тип бактерии – Desulforudis audaxviator – способен выжить. Если что-то радикальное случится, чтобы повлиять на здоровье этих бактерий, и оно исчезнет, ​​нет другого организма, который бы воспользовался этой неблагоприятной средой. В других наземных, водных или морских средах отсутствие биологического разнообразия растение Жизнь (производители) означает, что количество потребителей ограничено.

С самого начала или с дна океана биоразнообразие увеличивает почвообразование, накопление питательных веществ, накопление энергии, рециркуляцию и расщепление токсинов и загрязняющих веществ. Богатое биоразнообразие ускорит восстановление окружающей среды после стихийного бедствия, Спустя всего несколько дней после пожара саванны новая растительная жизнь возникает из тех видов, которые позволяют их ветрам уносить свои семена, или из тех, чьи семена могут выдерживать высокие температуры.

Экологическое биоразнообразие измеряется с помощью трех уровней генетического, видового и экосистемного разнообразия.,

Генетическое разнообразие

Генетическое разнообразие относится к различиям в генетическая структура отдельного вида и генетические изменения в пределах одного вида, Это касается последовательностей ДНК (или РНК в некоторых вирусах). Люди, например, имеют разные глаза и кожа цвета, текстуры волос, склонность к болезням, реакции на загрязняющие вещества, рост, гормон уровни и тд. Мы один и тот же вид, но у нас есть генетические различия, которые делают нас разнообразными. Это означает, что если один человек умирает от укуса пчелой, другие не смогут и смогут продолжать обеспечивать успех вида.

Растения одного и того же вида могут диверсифицироваться, чтобы жить в альтернативных местах обитания. Мангровые деревья – разнообразная группа, насчитывающая около восьмидесяти различных видов, – разнообразились, чтобы успешно выживать и размножаться в соленой воде. Это изменение произошло из-за генетических мутаций, которые позволили им перейти от водных в морские экосистемы, и таким образом увеличить биоразнообразие другого региона и обеспечить выживание вида. Как и в случае с людьми, генетическое разнообразие других организмов может влиять на любой аспект его состава. От размера к цвету, к диете, к функционированию и всему промежуточному.

На планете насчитывается около 391 000 различных видов растений, хотя некоторые из них находятся на грани исчезновения, а многие еще не были обнаружены. Очевидно, что говорить о распространении каждого из этих видов растений займет много времени. За исключением случаев научных исследований, глобальное видовое разнообразие обычно описывается в терминах видового богатства – сколько видов существует – хотя Термины видовое разнообразие и видовое богатство не являются синонимами друг друга,

Какой бы малой или большой ни была конкретная область планеты, количество экосистем, которые можно найти в ней, определяют ее экосистемное разнообразие., Пустыни, в целом, являются наименее разнообразной наземной экосистемой, но могут быть разделены на песок, скалы, кусты и даже оазисы со своей собственной группой мини-экосистем (водные, финиковая пальма, небольшая площадь водно-болотных угодий у кромки воды). Тропические леса являются самыми разнообразными из наземных экосистем, но многие из них являются горячими точками биоразнообразия. Это означает, что экосистема должна содержать, по меньшей мере, 1500 видов растений, встречающихся больше нигде на земле (эндемичные) виды, но также потеряла, по меньшей мере, 70% своей первичной естественной растительности. К сожалению, на данный момент существует более 36 горячих точек биоразнообразия, некоторые из которых потеряли до 95% естественной потери вегетации. В современном мире существует огромная потребность в сохранении.

В рамках этих разнообразных экосистем необходимо также учитывать трофические уровни, то, как виды взаимодействуют с этой конкретной экосистемой, климат, загрязнение или воздействие человека и все другие переменные, которые являются частью этой конкретной среды обитания.

Угрозы биоразнообразию

Самая большая угроза, ведущая к утрате биоразнообразия, – это человеческая раса., Как наш Население Растет вместе с нашей потребностью в еде, воде, промышленности, транспорте и домашнем комфорте, он захватывает естественные экосистемы и заменяет их неестественными. Даже в них другие организмы могут адаптироваться и успешно размножаться, но уровни биоразнообразия по сравнению с замещенной средой значительно ниже.

Угроза урбанизации

Например, город Лондон становится домом для все большего числа диких животных, которые приспособились жить в городской среде. Популяции лисы большие, питаются крысами, мышами и мусором. Растительной жизни недостаточно для поддержки больших популяций травоядных, и в этой неестественной экосистеме они находятся в своей собственной группе. Вместо того, чтобы иметь группу производители (растения) кормление первичное потребители (травоядные), которые кормят вторичных, третичных и четвертичных потребителей (всеядные и плотоядные), часто отходы жизнедеятельност�� человека становятся городскими режиссер, Люди импортируют свою еду из других сельскохозяйственных экосистем.

Угроза изменения климата

Более высокие температуры вследствие изменения климата означают увеличение биоразнообразия в некоторых регионах (мангровые деревья перемещаются в области, ранее слишком холодные Виноделие взлетает в районах, ранее непригодных для выращивания винограда). В других регионах более высокие температуры вызывают разрушение. Например, в зимние месяцы карибу прочесывает лед, чтобы достичь растительной жизни, сохраняемой в эквиваленте натурального холодильника. По мере повышения глобальной температуры этот дополнительный источник пищи разлагается, и у карибу нет источника зимней пищи, если он не перемещается намного дальше на север. Более высокие арктические весенние температуры также приносят стаи летающих насекомых на ледяной север намного раньше, чем обычно. Эти кусающиеся мухи так обеспокоены карибу, что даже изменят свои пути миграции, а это означает, что им также придется искать новые источники пищи, а не полагаться на знакомые места кормления. Убегая от этих мух, карибу также тратит меньше времени на кормление. Кроме того, они также должны бороться за скудную жизнь растений, когда другие травоядные животные, ранее оставленные холодом, прибывают и процветают через адаптивное излучение.

Угроза чрезмерной эксплуатации

Чрезмерная эксплуатация является еще одной угрозой биоразнообразию, опять же в значительной степени человеческой угрозой. Чрезмерный вылов и чрезмерный сбор или устранение конкуренции за другие виды вызывают огромный сдвиг в стабильности видового богатства и разнообразия., Удалив слишком много из одного вида рыб, рыбаки позволяют другим видам вступать во владение, возможно, нарушая тонкий баланс между производителем и потребитель, В качестве альтернативы, рыбаки удаляют слишком много рыб из широкого спектра видов, что не приводит к немедленному нарушению баланса видов рыб, но приводит к сокращению популяции и снижению темпов размножения, что позволяет использовать определенные виды планктона или водоросли взять на себя. Последний может покрывать большие площади пресной или соленой воды и удалять кислород, создавая мертвую зону, где ничто, кроме анаэробных бактерий, не может выжить. В сельском хозяйстве чрезмерный сбор урожая приводит к недостатку питательных веществ в почвегде фермеры затем добавляют азотсодержащие удобрения, чтобы восполнить эту потерю. Азот вносит большой вклад в глобальное потепление и изменение климата. Порочный круг действий и последствий, который медленно сокращает биоразнообразие вначале в местном и, наконец, глобальном масштабе.

Преимущества биоразнообразия

Виды могут иметь инструментальную или внутреннюю (присущую) ценность. Когда они полезны для людей, как приятный аспект (домашняя собака) или полезный (кора ивы как болеутоляющее), они играют важную роль. Если у вида есть другая ценность помимо его использования для человеческой расы, это имеет внутреннюю ценность. Это будет включать в себя тот факт, что вид является частью естественной истории мира. Новые дискуссии, касающиеся этики воздействия человека на биоразнообразие, ведут к согласию о том, что каждый вид имеет внутреннюю ценность.

Без биоразнообразия экосистемы будут производить меньше. Если один вид растения одного типа производит цветок одного типа для пчелы одного вида, который производит мед для одного вида барсука, который обеспечивает пищу для одного гепарда, баланс слишком тонкий. Если внезапный сильный ливень убивает большинство пчел и топит цветы, вся пищевая цепь теряется. Чем выше число видов, которые могут поддерживаться в экосистеме, тем выше коэффициент выживания для каждого организма в этой экосистеме. Включая человеческий вид,

Благодаря огромному биологическому разнообразию планеты мы смогли производить лекарства для больных, выращивать новые виды сельскохозяйственных культур в районах, где раньше был постоянный голод, наслаждаться цветами и ароматами фантастического ассортимента цветов, есть разнообразную диету без необходимости. для недостатков, и исследовать великолепие различных сред обитания в мире, как мы путешествуем. Биоразнообразие не только необходимо для выживания, но и чрезвычайно красиво.

Источник