Поняття екосистема зазвичай застосовують до природнихоб'єктам різної складності і розмірів: тайга або невеликий ліс, океан або маленький ставок. У них функціонують складно врівноважені природні процеси. Існують також біологічні системи, створені штучно. Прикладом може служити екосистема акваріума, необхідну рівновагу в якій підтримується людиною.
Екосистемою називають сукупність живихорганізмів самих різних видів на певній ділянці біосфери, які пов'язані не тільки між собою, а й з компонентами неживої природи кругообігом речовин і перетворення енергії. Вона може бути природною і штучною.
Естественные экосистемы (леса, степи, саванны, озера, моря та інші) є саморегулюючої структурою. Штучні екосистеми (агроценоз, акваріуми та інші) створюються і підтримуються людиною.
В екології екосистема є головноюфункціональною одиницею. У неї входять нежива середовище та організми як компоненти, взаємно впливають на властивості один одного. Її структура, незалежно від виду, будь це екосистема природної водойми або екосистема акваріума, включає такі складові:
Розглянемо приклад однієї з біологічних систем -акваріум. Штучна екосистема його включає всі структурні одиниці. В акваріумі певного розміру (просторове розміщення) живе живий компонент системи (риби, рослини, мікроорганізми). Його компонентами є також вода, грунт, корчі. Акваріум - замкнута екосистема, тому для його мешканців штучно створюються умови близькі до природних. Для чого використовується освітлення, так як ніщо живе не може повноцінно розвиватися і жити без світла; терморегуляція - для підтримки постійного рівня температури; аерація і фільтрація - для подачі кисню в воду і постійної її очищення.
На перший погляд може здатися, що екосистемаакваріума мало чим відрізняється від природної водойми. Адже сам акваріум - це своєрідна невелика копія закритого водойми, призначеного для утримання та розведення рибок і рослин. Життя в ньому протікає по схожим біологічним процесам. Тільки акваріум - маленька штучна екосистема. У ній ступінь впливу абіотичних компонентів (температура, світло, жорсткість води, pH та інших) на біотичні компоненти врівноважується людиною. Він же підтримує в акваріумі всю необхідну життєдіяльність, тривалість якої багато в чому залежить від досвіду акваріума, його вміння управляти рівновагою середовища. Однак навіть при грамотному догляді вона періодично приходить в занепад, і людині належить терпляче влаштовувати її заново в кімнатному водоймі. Чому це відбувається?
Екосистема акваріума залежить від віку їїводного середовища. Вона проходить етапи становлення, молодості, зрілості і деградації. Порушення рівноваги в екосистемі витримують не всі рослини, а риби перестають розмножуватися.
Чималу роль відіграє і величина акваріума.Від його обсягу безпосередньо залежить тривалість життя середовища. Це подібно екосистемі в природі. Відомо, що чим більший об'єм водойми, тим більше у нього стійкість до порушень необхідної рівноваги. В акваріумі до 200 літрів неважко сформувати середовище проживання, близьку до природної, проте значно важче порушити в ній баланс своїми невмілими діями.
Акваріуми маленької місткості до 30-40 літріввимагають регулярної заміни води. В розумних межах її зміна на 1 / 3-1 / 5 може похитнути рівноважну стійкість, але середовище відновлюється через пару днів самостійно, а от у випадку заміни всієї води можна легко порушити усталений баланс.
Акваріуміст повинен знати, що, сформувавши екосистему, необхідно підтримувати в ній рівновагу мінімальним втручанням.
Акваріум - маленька штучна екосистема,структура якої мало відрізняється від природного. Складовими екосистеми є біотоп і біоценоз. В акваріумі неорганічної природою (біотопом) служить вода, грунт, їх властивості. Вона ж включає в себе обсяг простору водного середовища, її рухливість, температуру, освітленість та інші параметри. Необхідні властивості середовища проживання створюються і підтримуються людиною. Він годує мешканців акваріума, піклується про чистоту грунту і води. Тим самим створює лише модель екосистеми. У природі вона замкнута і незалежна.
Природну сукупність відрізняють значно більшеглибокі взаємозв'язку і взаємозалежності. У домашньому водоймі вони регулюються людиною. Умовно і в домашньому водоймі все живі організми називаються акваріумних біоценозом. Вони займають в ньому певні екологічні ніші, створюючи гармонію місцеперебування. Сприятливі умови для життєдіяльності створюють для них з урахуванням абіотичних факторів - відповідної температури, освітлення і руху води.
Температурний режим залежить від мешканцівакваріума. Оскільки навіть незначні його перепади можуть привести до загибелі деяких видів риб, рекомендується використовувати обігрівачі з вбудованим терморегулятором.
Режим освітлення необхідний для нормальногофункціонування всіх складових акваріумний середовища. Джерела світла зазвичай розташовують над поверхнею води. Довжина світлового дня повинна відповідати фотоперіоду мешканців в їх природних умовах життя.
У природі стояча вода більш рухлива черезвпливу дощу, вітру та інших хвилювань. В акваріумі необхідна постійна циркуляція води. Вона досягається за допомогою аерації або прогонки води через фільтр.
Постійна циркуляція забезпечує вертикальне обертання води в акваріумі. Вона також вирівнює показник кислотності, запобігає швидке зниження редокс-потенціалу в придонних шарах.
Вода, кисень, вуглекислота, амінокислоти,азотні та фосфорні солі, гумінові кислоти - основні органічні і неорганічні сполуки, які також відносяться до абіотичних елементів. Велика їх частина укладена в самих організмах акваріума і в донних відкладеннях.
Швидкість переходу даних поживних речовин вводний розчин забезпечується в результаті функціонування продуцентів і редуцентов екосистеми. Органічні азотсодержащие виділення утилізують бактерії, перетворюючи їх в більш прості речовини, необхідні для засвоєння рослинами. Органічні сполуки переходять в мінеральну (неорганічну) форму також завдяки різним видам бактерій.
Дані найважливіші процеси залежать від температурного режиму води, показника її кислотності, насиченості киснем. Вони регулюють нормальне функціонування екосистеми.
При створенні закритою екосистеми акваріума важливознати, що до прийому своїх мешканців він готовий, але повністю не урівноважений, оскільки багато важливих типи бактерій стабілізуються протягом двох тижнів.
Мешканці акваріума не можуть забезпечити повногокругообігу речовин. У ньому виявляється розрив ланцюга між консументами і продуцентами. Цьому сприяє закрита екосистема акваріума. Креветки, молюски, рачки (консументи) їдять рослини (продуценти), але ніхто не харчується самими консументами. Ланцюг переривається. У той же час інша ланцюг харчування риби - мотилі і інший корм - підтримується людиною штучно.
У природних екосистемах кожен вид урівноваженийспіввідношенням з іншими видами. Кожен з них займає свою нішу, визначає взаємозалежність видів. Пропорції хижаків і їх жертв в розвитку екосистеми строго врівноважені. Подібного балансування не домогтися в такому замкненому просторі, як акваріум. Штучна екосистема вимагає грамотної добірки своїх мешканців. Екологічні ніші риб, рослин повинні сполучатися, але не накладатися одна на іншу. Вони підбираються так, щоб їх життєві потреби і так звані «професії» (споживачі, виробники і руйнівники) не були в збиток іншим.
Врівноважений підбір мешканців по їх «професійному» призначенню в моделі акваріумний екосистеми є найважливішою умовою її тривалого здоров'я.
Місцеперебування у водоймі кожного виду також маєчимале значення. Всі вони повинні знайти собі відповідне притулок. Не можна перенасичувати акваріум, щоб не привести до деградації інших видів. Так, плаваючі рослини, розростаючись, перекривають світло зростаючим нижче водоростям, нестача укриттів на дні і місць проживання для донних видів риб призводять до сутичок і до загибелі більш слабких особин.
Для збереження стійкості екосистеми в акваріумі необхідно при будь-яких спробах втручання подумати - чи не зашкодить це рівноваги.
