ГДЗ до підручника «Біологія і екологія» В.І. Соболь. 11 клас

§ 40. Екосистеми, їх властивості та характеристики

Пригадайте!

Що таке екосистема?

Екосистема — це спільнота живих організмів (рослин, тварин та інших організмів) на певній території, які взаємодіють один з одним і з неживим середовищем (таким як ґрунт, вода та атмосфера). Усі живі істоти в екосистемі покладаються на навколишнє середовище, щоб отримати їжу, воду та енергію, а на навколишнє середовище впливають організми, які в ньому живуть. Таким чином, екосистема є складною системою взаємодії між живими істотами та їх середовищем.

Поміркуйте!

Екосистемами є й біосфера, й окремий ліс, і окрема калюжа, й оброслий мохом пеньок, тобто як за розмірами, так і за складом екосистеми дуже різні. А чи різними вони будуть за функціонуванням? Що є спільного й відмінного у функціонуванні карпатського пралісу й пенька?

Функціонування екосистем визначається взаємодією між їх живими та неживими компонентами. Карпатський праліс і пень є екосистемами, але їхній розмір, склад і функціонування будуть різними. Карпатський праліс є набагато більшою екосистемою з набагато більшим різноманіттям видів, ніж окремий пень, і він матиме складніші взаємодії між його живими та неживими компонентами. Первісний ліс матиме більше обміну енергією між його компонентами, а також більше взаємодії між видами та більше конкуренції. З іншого боку, пень набагато менший і простіший, з меншою кількістю видів і взаємодій між його компонентами. На обидві екосистеми впливатимуть зовнішні чинники, такі як клімат і діяльність людини, але первісний ліс буде більш стійким через його більшу складність.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Порівняйте в робочому зошиті за допомогою таблиці наземну й водну природні екосистеми. Зробіть висновок про причини подібності та відмінностей водних і наземних екосистем.

Наземні та водні природні екосистеми мають деякі подібності та відмінності. Обидві екосистеми містять живі та неживі компоненти, такі як рослини, тварини, ґрунт, гірські породи, вода та повітря. Обидві екосистеми також мають потоки енергії та цикли поживних речовин. Однак на наземну екосистему значною мірою впливає сонце, тоді як на водну екосистему значною мірою впливає вода. Крім того, водні екосистеми мають більшу різноманітність видів і більшу кількість розчиненого кисню, ніж наземні екосистеми. Загалом подібності та відмінності між наземними та водними екосистемами можна пояснити конкретним середовищем, у якому знаходиться кожна екосистема. Наземна екосистема піддається впливу сонячного світла, тоді як водна екосистема оточена водою. Ця різниця в навколишньому середовищі впливає на різноманіття видів, цикли енергії та поживних речовин кожної екосистеми.

Вічнозелені дощові тропічні ліси визначають енергетичний потенціал планети, оскільки мають найбільшу біомасу продуцентів і первинну продукцію. Загальною особливістю тропічного дощового лісу є надзвичайно велике розмаїття видів рослин і тварин. Де розташовані ці ліси? Які особливості функціонування та значення для біосфери?

Тропічні ліси розташовані в регіонах поблизу екватора, включаючи Центральну Америку, Південну Америку, Африку, Південно-Східну Азію та Австралію. Ці ліси характеризуються високим рівнем біорізноманіття, великою різноманітністю видів рослин і тварин. З точки зору функціонування, тропічні ліси важливі для глобального циклу вуглецю, оскільки вони мають найвищу біомасу виробників і первинних продуктів на планеті. Вони також необхідні для підтримки кругообігу води та надання низки екосистемних послуг, таких як кількість опадів, родючість ґрунту та регулювання клімату. З точки зору значення для біосфери, тропічні ліси є домом для великої кількості видів, деякі з яких ще не відкриті. Вони також важливі для підтримки глобального балансу вуглецю та інших необхідних елементів і відіграють ключову роль у регулюванні клімату на Землі.

СТАВЛЕННЯ

Ксенобіотики й радіонукліди у трофічних ланцюгах є незмінними, і їхня концентрація у розрахунку на одиницю біомаси стає більшою. Цей ефект називається законом концентрування речовин у трофічних ланцюгах. Так, у ланцюгу живлення з 4-х ланок концентрація ДДТ (дусту) у тканинах рибоїдних птахів зростала в 1875 разів. Через те у списку стійких органічних забруднювачів (англ. persistent organic pollutants') ця речовина - на першому місці. Що таке ДДТ? Обґрунтуйте значення закону концентрування речовин у трофічних ланцюгах для практики господарювання людини в природних екосистемах.

ДДТ (дихлор-дифеніл-трихлоретан) — це хлорорганічний пестицид, який широко використовувався в 20 столітті для боротьби з популяціями комах. Він дуже токсичний для багатьох тварин і зберігається в навколишньому середовищі протягом тривалого часу. Закон концентрації речовин у трофічних ланцюгах важливий для управління природними екосистемами людиною, оскільки він допомагає приймати інформовані екологічні політичні рішення. Це показує, як стійкі забруднювачі, такі як ДДТ, можуть накопичуватися в харчовому ланцюзі та завдавати шкоди хижакам найвищого рівня, таким як рибоїдні птахи. Ці знання можуть допомогти урядам створити правила, які захищатимуть дику природу від небезпеки ДДТ та інших стійких забруднювачів. Це також допомагає приймати рішення щодо використання пестицидів та інших речовин у навколишньому середовищі, які можуть мати згубний вплив на дику природу та екосистеми.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке функціонування екосистеми?

Функціонування екосистеми — це термін, який використовується для опису спільної життєдіяльності рослин, тварин і мікробів, а також впливу, який ця діяльність має на навколишнє середовище. Це включає такі процеси, як живлення, ріст, розмноження та розкладання, а також взаємодію між живими організмами та їх середовищем. Функціонування екосистеми є важливим для підтримки здорового навколишнього середовища, і воно часто використовується для пояснення зв’язку між біорізноманіттям і екосистемними послугами.

2. Назвіть ознаки й властивості екосистеми.

Ознаки та властивості екосистеми включають її біорізноманіття, харчові мережі, екологічну спадкоємність, кругообіг поживних речовин, потік енергії та стійкість. Біорізноманіття — це різноманітність видів в екосистемі, тоді як харчові мережі — це складні взаємозв’язки між видами. Екологічна спадкоємність — це поступова зміна екосистеми з часом, а кругообіг поживних речовин — це процес, за допомогою якого поживні речовини обертаються в навколишньому середовищі. Потік енергії — це рух енергії від одного організму до іншого, а стійкість — це здатність екосистеми відновлюватися після збурень.

3. Що таке трофічні ланцюги?

Трофічні ланцюги – це шляхи, якими енергія та поживні речовини передаються від одного організму до іншого в екосистемі. Ці ланцюги складаються з організмів, які їдять інші організми, або як хижаки, або як споживачі. Процес починається з виробників, таких як рослини, які використовують сонячне світло для виробництва енергії у формі їжі. Потім ця енергія передається вгору по ланцюжку від одного організму до іншого, поки не досягне вищих хижаків. Трофічний ланцюг є важливою концепцією в екології, оскільки він допомагає зрозуміти, як енергія та поживні речовини управляються та обертаються в екосистемі.

4. Що таке трофічна мережа?

Трофічна мережа — це складна мережа взаємопов’язаних і накладених один на одного харчових ланцюгів, що демонструє харчові стосунки в межах спільноти.

5. Назвіть основні закономірності функціонування екосистем.

Основні схеми функціонування екосистем включають первинну продуктивність, кругообіг поживних речовин, поглинання та зберігання вуглецю, кругообіг та зберігання води, харчові мережі та потік енергії. Первинна продуктивність — це швидкість, з якою енергія перетворюється в органічний матеріал, наприклад рослини та тварини. Кругообіг поживних речовин — це процес переробки поживних речовин із навколишнього середовища назад у рослини, тварин і ґрунт. Поглинання та зберігання вуглецю відноситься до процесу захоплення та зберігання вуглецю з атмосфери в рослинах, тваринах і ґрунтах. Кругообіг і зберігання води передбачає циркуляцію та зберігання води між атмосферою, сушею та океанами. Харчові мережі — це взаємопов’язані відносини між видами в екосистемі, а потік енергії — це рух енергії від одного організму до іншого в межах екосистеми.

6. Як відбувається потік енергії в екосистемах?

Енергія протікає через екосистему в односторонньому напрямку, від виробників до споживачів. Виробники, такі як рослини, перетворюють енергію сонця в хімічну за допомогою фотосинтезу. Потім ця енергія передається споживачам, таким як травоїдні тварини, які харчуються рослинами. Далі енергія передається споживачам вищого рівня, наприклад м’ясоїдним тваринам, які потім харчуються споживачами нижчого рівня. Зрештою, енергія втрачається в навколишнє середовище у вигляді тепла.

7. Які функції, властивості та характеристики екосистем?

Функції, властивості та характеристики екосистем різноманітні та складні. Функції включають потік енергії, кругообіг поживних речовин, кругообіг і зберігання води, харчові мережі та первинну продуктивність. Властивості включають видову різноманітність і склад, ландшафтну структуру та клімат. Характеристики включають біотичні та абіотичні компоненти, кругообіг поживних речовин, потік енергії та первинну продуктивність. Крім того, екосистеми характеризуються своєю здатністю підтримувати стабільність і стійкість до зовнішніх впливів.

8. Як відбувається обмін речовин, енергії та інформації в екосистемі?

Обмін речовин, енергії та інформації в екосистемі відомий як система екологічного обміну. Ця система включає кругообіг поживних речовин, енергії та інформації між різними організмами в екосистемі. Поживні речовини є будівельними блоками життя, і вони обертаються в екосистемі рослинами та тваринами. Обмін енергією відбувається у вигляді сонячного світла, яке перетворюється на хімічну енергію рослинами за допомогою фотосинтезу. Потім ця енергія передається споживачам у вигляді їжі. Нарешті, відбувається обмін інформацією у формі сигналів і підказок, які використовуються організмами в екосистемі для спілкування один з одним.

9. Які закономірності функціонування екосистем?

Основні схеми функціонування екосистем включають первинну продуктивність, кругообіг поживних речовин, поглинання та зберігання вуглецю, кругообіг та зберігання води, харчові мережі та потік енергії. Первинна продуктивність — це швидкість, з якою енергія перетворюється в органічний матеріал, наприклад рослини та тварини. Кругообіг поживних речовин — це процес переробки поживних речовин із навколишнього середовища назад у рослини, тварин і ґрунт. Поглинання та зберігання вуглецю відноситься до процесу захоплення та зберігання вуглецю з атмосфери в рослинах, тваринах і ґрунтах. Кругообіг і зберігання води передбачає циркуляцію та зберігання води між атмосферою, сушею та океанами.

10. На конкретному прикладі дайте характеристику функціонування екосистеми.

Прикладом функціонування екосистеми є екосистема Еверглейдс на півдні Флориди, США. Ця екосистема складається з мозаїки середовищ існування, які включають болота з пиляної трави, мангрові болота та гамаки з листяних порід. Ці середовища існування з’єднані мережею річок і каналів, які забезпечують потік прісної води по всій системі. У цій екосистемі енергія тече від сонця до виробників, таких як рослини, які перетворюють енергію в органічний матеріал. Потім ця енергія передається споживачам, таким як комахи, риби та птахи. Поживні речовини обертаються по всій системі, забезпечуючи необхідні матеріали для виживання та розмноження рослин і тварин. Крім того, екосистема Еверглейдс надає людям ряд послуг, таких як фільтрація води, боротьба з повенями та можливості для відпочинку.