Cała różnorodność organizmów na naszej planecie jest ze sobą nierozerwalnie związana. Nie ma takiej istoty, która mogłaby istnieć w oderwaniu od wszystkich, ściśle indywidualnie. Jednak nie tylko organizmy pozostają w ścisłym związku, ale także czynniki środowiska zewnętrznego i wewnętrznego wpływają na cały biom. Łącznie cały kompleks przyrody ożywionej i nieożywionej jest reprezentowany przez strukturę ekosystemów i ich właściwości. Czym jest ta koncepcja, jakimi parametrami się charakteryzuje, spróbujmy zrozumieć artykuł.
Pojęcie ekosystemów
Czym jest ekosystem? Z punktu widzenia ekologii jest to całkowita wspólna aktywność życiowa wszystkich typów organizmów, niezależnie od przynależności klasowej i czynników środowiskowych, zarówno biotycznych, jak i abiotycznych.
Właściwości ekosystemów są wyjaśnione przez ich cechy. Pierwsza wzmianka o tym terminie pojawiła się w 1935 roku. A. Tansley zasugerował używanie go do określenia „kompleksu składającego się nie tylko z organizmów, ale także z ich środowiska”. Sama koncepcja jest dość rozbudowana, jest to największa jednostka ekologii, a także ważna. Inna nazwa to biogeocenoza, chociaż różnice między tymi pojęciami są nadalmałe jedzenie.
Główną właściwością ekosystemów jest ciągła interakcja w nich materii organicznej i nieorganicznej, energii, redystrybucja ciepła, migracja pierwiastków, złożony wpływ istot żywych na siebie nawzajem. W sumie istnieje kilka głównych cech charakterystycznych, które nazywane są właściwościami.
Podstawowe właściwości ekosystemów
Istnieją trzy główne:
- samoregulacja;
- zrównoważony rozwój;
- autoreprodukcja;
- zmiana jednego na drugiego;
- integralność;
- właściwości wschodzące.
Na pytanie, co jest główną właściwością ekosystemów, można odpowiedzieć na różne sposoby. Wszystkie są ważne, bo tylko ich połączona obecność pozwala na istnienie tego pojęcia. Przyjrzyjmy się szczegółowo każdej właściwości, aby zrozumieć jej znaczenie i zrozumieć istotę.
Samoregulacja ekosystemu
Jest to główna właściwość ekosystemu, która oznacza niezależne zarządzanie życiem w każdej biogeocenozie. Oznacza to, że grupa organizmów, która jest w ścisłym związku z innymi żywymi istotami, a także z czynnikami środowiskowymi, ma bezpośredni wpływ na całą strukturę jako całość. To ich żywotna aktywność może wpływać na stabilność i samoregulację ekosystemu.
Na przykład, jeśli mówimy o drapieżnikach, zjadają one roślinożerców tego samego gatunku dokładnie, dopóki ich liczba nie zostanie zmniejszona. Dalsze jedzenie się zatrzymuje, a drapieżnikprzełącza się na inne źródło pożywienia (czyli na inny rodzaj roślinożercy). Okazuje się zatem, że gatunek nie jest całkowicie zniszczony, pozostaje w spoczynku do czasu przywrócenia wymaganego wskaźnika liczebności.
W obrębie ekosystemu naturalne wyginięcie gatunku w wyniku zjedzenia przez inne osobniki nie może nastąpić. Na tym polega samoregulacja. Oznacza to, że zwierzęta, rośliny, grzyby, mikroorganizmy kontrolują się nawzajem, mimo że są pożywieniem.
Również samoregulacja jest główną właściwością ekosystemów również dlatego, że dzięki niej zachodzi kontrolowany proces przetwarzania różnych rodzajów energii. Substancje nieorganiczne, związki organiczne, pierwiastki - wszystkie są w ścisłym związku i ogólnym obiegu. Rośliny bezpośrednio wykorzystują energię słoneczną, zwierzęta zjadają rośliny, zamieniając tę energię w wiązania chemiczne, po ich śmierci mikroorganizmy ponownie rozkładają je na materię nieorganiczną. Proces jest ciągły i cykliczny bez ingerencji z zewnątrz, co nazywa się samoregulacją.
Zrównoważony rozwój
Istnieją inne właściwości ekosystemów. Samoregulacja jest ściśle związana z odpornością. Jak długo ten lub inny ekosystem będzie trwał, jak zostanie zachowany i czy nastąpią zmiany w innych, zależy od wielu powodów.
Prawdziwa stabilność to taka, w której nie ma miejsca na ludzką interwencję. Posiada stale stabilnie wysoką liczbę wszystkich typów organizmów, nie zachodzą zmiany pod wpływem warunków środowiskowych lubsą nieistotne. W zasadzie każdy ekosystem może być zrównoważony.
Ten stan może zostać zakłócony przez człowieka przez jego ingerencję i niepowodzenie ustalonego porządku (wylesianie, strzelanie do zwierząt, eksterminacja owadów itp.). Ponadto sama natura może wpływać na zrównoważony rozwój, jeśli warunki klimatyczne zmieniają się dramatycznie, nie dając organizmom czasu na adaptację. Na przykład klęski żywiołowe, zmiany klimatyczne, niedobory wody itp.
Im większa różnorodność gatunków organizmów, tym dłużej istnieją ekosystemy. Właściwości ekosystemu – stabilność i samoregulacja – są podstawą, na której ogólnie opiera się ta koncepcja. Istnieje termin, który podsumowuje te cechy - homeostaza. To znaczy zachowanie stałości we wszystkim - różnorodności gatunków, ich obfitości, czynnikach zewnętrznych i wewnętrznych. Na przykład ekosystemy tundry są bardziej podatne na zmiany niż lasy tropikalne. W końcu różnorodność genetyczna żyjących w nich istot nie jest tak wielka, co oznacza. a wskaźnik przeżywalności gwałtownie spada.
Samoodtwarzalność
Jeśli dokładnie zastanowisz się nad pytaniem, jaka jest główna właściwość ekosystemów, możesz dojść do wniosku, że samoreprodukcja jest nie mniej ważnym warunkiem ich istnienia. Rzeczywiście, bez ciągłego odtwarzania komponentów takich jak:
- organizmy;
- skład gleby;
- przezroczystość wody;
- składnik tlenu w powietrzu i tak dalej.
Trudno mówić o zrównoważonym rozwoju i samoregulacji. Aby biomasa stale odradzała się i liczbawspierane, ważne jest, aby mieć wystarczającą ilość pożywienia, wody, a także sprzyjające warunki życia. Wewnątrz każdego ekosystemu następuje nieustanne zastępowanie starych osobników młodymi, chorymi zdrowymi, silnymi i wytrzymałymi. To normalny warunek istnienia któregokolwiek z nich. Jest to możliwe tylko pod warunkiem terminowej samopowielania.
Przejaw właściwości tego rodzaju ekosystemu jest gwarancją zachowania genetycznej alleli każdego gatunku. W przeciwnym razie całe rodzaje i typy, klasy i rodziny żywych istot uległyby wyginięciu bez późniejszej odnowy.
Sukcesja
Również ważnymi właściwościami ekosystemów są zmiany ekosystemów. Ten proces nazywa się sukcesją. Występuje pod wpływem zmiany zewnętrznych czynników abiotycznych i trwa od kilkudziesięciu do milionów lat. Istotą tego zjawiska jest sukcesywne zastępowanie jednego ekosystemu drugim pod wpływem zarówno czynników wewnętrznych, jakie powstają między organizmami żywymi, jak i zewnętrznych warunków przyrody nieożywionej przez długi czas.
Również ważnym powodem sukcesji jest działalność gospodarcza człowieka. Lasy są więc zastępowane przez łąki i bagna, jeziora zamieniają się w pustynie lub łąki zalewowe, pola zarastają drzewami i powstaje las. Naturalnie fauna również ulega znaczącym zmianom.
Jak długo będzie trwać sukcesja? Dokładnie do etapu, w którym powstaje najwygodniejsza i dostosowana do określonych warunków biogeocenoza. Na przykład lasy iglaste FarWschód (tajga) to już ugruntowana rodzima biocenoza, która nie ulegnie dalszym zmianom. Powstał przez tysiące lat, podczas których nastąpiła więcej niż jedna zmiana ekosystemu.
Właściwości pojawiające się
Te właściwości ekosystemów są nowo powstałymi, nowymi i wcześniej nietypowymi cechami, które pojawiają się w biogeocenozie. Powstają w wyniku złożonej pracy wszystkich lub kilku uczestników całego systemu.
Typowym przykładem jest społeczność rafy koralowej, która jest wynikiem interakcji między koelenteratami i algami. Koralowce są głównym źródłem ogromnej ilości biomasy, pierwiastków, związków, które wcześniej nie istniały w tej społeczności.
Funkcje ekosystemu
Właściwości i funkcje ekosystemów są ze sobą ściśle powiązane. Na przykład taka właściwość jak integralność oznacza utrzymanie stałej interakcji między wszystkimi uczestnikami. W tym z czynnikami przyrody nieożywionej. A jedną z funkcji jest właśnie harmonijne przejście różnych rodzajów energii w siebie, co jest możliwe pod warunkiem wewnętrznego obiegu pierwiastków między wszystkimi częściami populacji i samymi biocenozami między sobą.
Ogólnie rzecz biorąc, rola ekosystemów zależy od rodzajów interakcji, które w nich istnieją. Każda biogeocenoza powinna w wyniku swojego istnienia dawać pewien biologiczny wzrost biomasy. To będzie jedna z funkcji. Wzrost zależy od kombinacji czynników natury ożywionej i nieożywionej i może się znacznie różnić. Biomasa jest więc znacznie większa na obszarach o dużej wilgotności i dobrym oświetleniu. Oznacza to, że jego wzrost będzie znacznie większy niż np. na pustyni.
Kolejną funkcją ekosystemu jest transformacja. Oznacza to ukierunkowaną zmianę energii, jej przekształcenie w różne formy pod wpływem żywych istot.
Struktura
Skład i właściwości ekosystemów determinują ich strukturę. Jaka jest struktura biogeocenozy? Oczywiście zawiera wszystkie główne ogniwa (zarówno żywe, jak i abiotyczne). Ważne jest również to, że w ogóle cała struktura jest cyklem zamkniętym, co po raz kolejny potwierdza podstawowe właściwości ekosystemów.
Istnieją dwa główne powiązania w każdej biogeocenozie.
1. Ekotop - zespół czynników o charakterze abiotycznym. On z kolei jest reprezentowany przez:
- klimat (atmosfera, wilgotność, światło);
- edaphotopome (składnik gleby).
2. Biocenoza - całość wszystkich typów istot żywych w danym ekosystemie. Zawiera trzy główne linki:
- zoocenoza - wszystkie stworzenia zwierzęce;
- fitocenoza - wszystkie organizmy roślinne;
- mikrocenoza - wszyscy przedstawiciele bakterii.
Zgodnie z powyższą strukturą oczywiste jest, że wszystkie łącza są ze sobą ściśle powiązane i tworzą jedną sieć. To połączenie przejawia się przede wszystkim w absorpcji i konwersji energii. Innymi słowy, w łańcuchach pokarmowych i sieciachw obrębie populacji i między populacjami.
Taka struktura biogeocenozy została zaproponowana przez VN Sukaczewa w 1940 roku i pozostaje aktualna do dziś.
Dojrzały ekosystem
Wiek różnych biogeocenoz może się znacznie różnić. Naturalnie, cechy charakterystyczne młodego i dojrzałego ekosystemu powinny być inne. I tak jest.
Jaka właściwość dojrzałego ekosystemu odróżnia go od stosunkowo niedawno powstałego? Jest ich kilka, rozważ je wszystkie:
- Gatunki każdej populacji są tworzone, stabilne i nie są zastępowane (przemieszczane) przez inne.
- Różnorodność osobników jest stała i już się nie zmienia.
- Cała społeczność swobodnie samoreguluje się, istnieje wysoki stopień homeostazy.
- Każdy organizm jest w pełni przystosowany do warunków środowiskowych, współistnienie biocenozy i ekotopu jest jak najbardziej komfortowe.
Każdy ekosystem będzie podlegał sukcesji, dopóki nie zostanie ustalony jego punkt kulminacyjny – trwała, najbardziej produktywna i akceptowalna różnorodność gatunków. Wtedy to biogeocenoza zaczęła stopniowo przekształcać się w dojrzałą społeczność.
Grupy organizmów w obrębie biogeocenozy
To naturalne, że wszystkie żywe istoty w jednym ekosystemie są połączone w jedną całość. Jednocześnie mają też ogromny wpływ na skład gleby, powietrza, wody – na wszystkie składniki abiotyczne.
Zwyczajowo rozróżnia się kilka grup organizmów według ich zdolności do absorbowania i przekształcania energii w ramach każdej biogeocenozy.
- Producenci to tacyktóry wytwarza materię organiczną ze składników nieorganicznych. Są to rośliny zielone i niektóre rodzaje bakterii. Ich sposób pochłaniania energii jest autotroficzny, bezpośrednio pochłaniają promieniowanie słoneczne.
- Konsumenci lub biofagi - ci, którzy spożywają gotową materię organiczną, jedząc żywe istoty. Są to mięsożercy, owady, niektóre rośliny. Dotyczy to również roślinożerców.
- Saprotrofy to organizmy zdolne do rozkładania materii organicznej, zużywając w ten sposób składniki odżywcze. Oznacza to, że żywią się martwymi szczątkami roślin i zwierząt.
Oczywiście wszyscy uczestnicy systemu są na współzależnej pozycji. Bez roślin roślinożercy nie będą w stanie zdobyć pożywienia, a bez nich zginą drapieżniki. Saprofagi nie będą przetwarzać związków, ilość niezbędnych związków nieorganicznych nie zostanie przywrócona. Wszystkie te relacje nazywane są łańcuchami pokarmowymi. W dużych społecznościach łańcuchy zamieniają się w sieci, tworzą się piramidy. Badanie zagadnień związanych z oddziaływaniami troficznymi to nauka o ekologii.
Rola człowieka we wpływaniu na ekosystemy
Dużo się dziś o tym mówi. Wreszcie człowiek zdał sobie sprawę z pełnej skali szkód, jakie w ciągu ostatnich 200 lat wyrządzono ekosystemowi. Konsekwencje takiego zachowania stały się oczywiste: kwaśne deszcze, efekt cieplarniany, globalne ocieplenie, ograniczenie dostaw świeżej wody, zubożenie gleby, zmniejszenie obszarów leśnych i tak dalej. Możesz wskazywać problemy przez nieskończenie długi czas, ponieważ jest ich ogromna liczba.
Wszystko to jest właśnie rolą, jaką człowiek odgrywał i nadal odgrywa w ekosystemie. Masowa urbanizacja, industrializacja, rozwój technologii, eksploracja kosmosu i inne działania człowieka prowadzą nie tylko do komplikacji stanu przyrody nieożywionej, ale także do wyginięcia i zmniejszenia biomasy planety.
Każdy ekosystem potrzebuje ochrony człowieka, zwłaszcza dzisiaj. Dlatego zadaniem każdego z nas jest zapewnienie jej wsparcia. Nie wymaga to wiele – na szczeblu rządowym opracowywane są metody ochrony przyrody, zwykli ludzie powinni jedynie trzymać się ustalonych zasad i starać się utrzymać ekosystemy w stanie nienaruszonym, nie wprowadzając do ich składu nadmiernej ilości różnych substancji i pierwiastków.
