Экосистема – основная функциональная единица в экологии, поскольку в нее входят и организмы и неживая среда – компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые для поддержания жизни в той её форме, которая существует на Земле.
Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение неразделимо связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии. Любая единица (биосистема), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры, представляет собой экологическую систему, или экосистему [1].
Тундра — вид природных зон, лежащих за северными пределами лесной растительности, пространства с вечномёрзлой почвой, не заливаемой морскими или речными водами. Тундра находится севернее зоны тайги. По характеру поверхности тундры бывают болотистые, торфянистые, каменистые [2].
1.1. Биотическая структура экосистемы «Тундра»:
- Продуценты
Это автотрофные (организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических соединений) зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза создают органическое вещество — первичную биологическую продукцию — и аккумулируют солнечную энергию [4].
Рис. 1. Примеры продуценты
Примерами продуцентов в тундре являются лишайники, различные виды мхов, ягель, морошка, карликовая ива, куропаточья трава, морошка, карликовая береза (рис. 1).
- Консументы
Животные питаются органическим веществом, используя его как источник энергии и материал для формирования своего тела. Т.е. зелёные растения продуцируют пищу для других организмов экосистемы. К консументам относятся рыбы, птицы, млекопитающие и человек [4].
К консументам можно отнести следующие группы животных: группу широко распространенных (волк, горностай, ласка, ворон, лисица) и группа животных, обитающих только в тундре, точнее размножающиеся, только в тундре и, следовательно, наиболее характерные для неё (песец, несколько видов пеструшек, белая сова, ряд гусей и куликов), к этой группе также близки такие тундрово-таежные животные, как северный олень и белая куропатка.
- Детритофаги
Это организмы, которые питаются мёртвыми растительными и животными остатками. Их главная роль - питаясь мёртвой органикой, детритофаги разлагают её. Отмирая, сами становятся частью детрита [4].
Между организмами в экосистеме устанавливаются прочные пищевые взаимоотношения. В результате возникают цепи питания. Они и объединяют прямо или косвенно большую группу организмов в единый комплекс. Между ними от первого к последнему осуществляется передача вещества и энергии, при передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходит ее потеря. В результате в каждой экосистеме формируются комплексы цепей питания, представляющие собой единое целое (рис. 2).
Рис. 2. Пример цепи питания
1.2. Непищевые взаимоотношения
Непищевые взаимоотношения между видами чрезвычайно многообразны: одни виды являются средой обитания для других; ряд видов помогают другим перемещаться в пространстве или распространять семена. Иногда продолжение рода невозможно без участия других видов: например, для размножения многих цветковых растений необходимо участие опыляющих насекомых.
Так, в тундре такие животные как северный олень, лемминги, куропатки, заяц-беляк, которые питаются растительностью, переносят плоды и семена в другие места своего обитания [3].
1.3. Абиотические факторы
Рис. 3. Географическое положение тундры.
Распространение: в Северном полушарии к северу от тайги (рис. 3).
Климат: Тундра отличается очень суровым климатом (климат — субарктический). Зима в тундре чрезвычайно продолжительная. Так как большая часть тундры находится за Полярным кругом, то тундра зимой переживает полярную ночь. Среднегодовая температура – ниже -5°C.
Почва: Для почв тундры характерен низкий снежный покров — 0–50 см, который из-за сильных ветров сносится, вечная мерзлота в почве влияет на её плодородие. Для лета тундры характерно отсутствие снежного покрова, но почва оттаивает не более чем на метр.
Осадки: Осадков в тундре выпадает немного, и чем континентальнее климат, тем меньше осадков. Однако испаряемость в тундре столь мала, что количество осадков постоянно превышает испаряемость. Как следствие, тундры заболочены. В среднем осадки 250 мм в год.