Klasyfikacja i właściwości ekosystemów

Przez system ekologiczny (ekosystem) rozumie się każdą społeczność złożoną z żywych istot i ich siedlisk, które są połączone w jedną całość. Pojawienie się takiego rodzaju "komórek" biosfery spowodowane jest współzależnością, a także związkami przyczynowymi między jej składnikami.

Definicja pojęcia

Ekosystem jest kluczowym elementem ekologii. Wprowadzenie tego terminu zaproponował w 1935 r. Naukowiec A. Tensley. System ekologiczny obejmuje kilka koncepcji:

1. Biocenoza. Termin ten odnosi się do wspólnoty utworzonej przez żywe organizmy.

2. Biotop. To nic innego jak siedlisko organizmów, które stanowią podstawę biocenozy.

3. Rodzaje połączeń tych organizmów, które istnieją w danym środowisku.

4. Procesy metaboliczne zachodzące między organizmami w biotopie.

Na podstawie powyższego można zrozumieć, że ekosystem jest połączeniem żyjących elementów, jak również przyroda nieożywiona. Co więcej, pomiędzy takimi elementami jest obowiązkowa wymiana energii, dzięki której powstają warunki, które przyczyniają się do utrzymania życia. Jednocześnie podstawą każdego ekosystemu na naszej planecie jest energia słoneczna.

Klasyfikacja

Aby pogrupować systemy ekologiczne, naukowcy wybrali taką cechę, jak habitat. Dla niego najdogodniej jest dokonać klasyfikacji, ponieważ siedlisko określa bioenergetyczne i klimatyczne, a także biologiczne cechy takich społeczności. Ponadto ekosystemy są podzielone według wielkości na:

1. Mikroekosystemy. Obejmują one elementy żywej i nieożywionej natury niższego stopnia, które są podobne wielkością do małych składników środowiska. Obejmuje to zarówno mały staw, jak i gnijący pień już upadłego drzewa.

2. Mezoekosystemy. Należą do nich na przykład rzeka, las itp.

3. Makroekosystemy. Podobne społeczności naturalne komponenty są dystrybuowane na kontynentach, oceanach i morzach. System tego typu obejmuje na przykład kontynenty i góry.

4. Globalne ekosystemy. To jest biosfera.

Ponadto, systemy środowiskowe różnią się poziomem oddziaływania antropogenicznego. Obejmują one:

1. Naturalne lub naturalne. Takie ekosystemy nie są zakłócane przez wpływ czynnika ludzkiego na nie. Należą do nich depresje oceaniczne, rezerwaty i dżungle Amazonii, które są dalekie od ludzkich osiedli.

2. Społeczno-naturalny. Pod nimi rozumieją naturalne systemy, które zmienia człowiek (zbiornik, park).

3. Antropogeniczne. Takie ekosystemy są tworzone przez ludzi w celu uzyskania korzyści.

Przydziel zestaw składników ożywionej i nieożywionej natury i struktury. Obejmuje to systemy przybrzeżne, morskie i słodkowodne.

Obecna klasyfikacja uwzględnia zgrupowanie podobnych elementów i źródeł energii. Oczywiście głównym jest słońce. Mogą jednak istnieć inne źródła subsydiowania.

Ekosystemy są klasyfikowane według ich lokalizacji na planecie. W tym samym czasie przydziel:

1. Biomemy ziemskie. Należą do nich tropikalne lasy półzimozielone, krzewiaste i trawiaste pustynie, stepy i sawanny, lasy iglaste i liściaste oraz tundra.

2. Wodne systemy ekologiczne. Mogą to być formacje słodkowodne (jeziora i stawy, strumienie i rzeki, bagna i mokradła). Do tej grupy należą ekosystemy morskie (ocean i wody przybrzeżnego szelfu kontynentalnego).

Należy pamiętać, że powyższa klasyfikacja jest daleki od ukończenia i bierze pod uwagę tylko biomy - największe formacje. Jakie właściwości ma ekosystem? Rozważ cechy charakterystyczne dla każdego z powyższych typów naturalnych społeczności.

Uczciwość

Od czego zacząć, jeśli masz do czynienia z pytaniem: "Określ podstawowe właściwości ekosystemu?". Oczywiście, ze swoją integralnością, która zapewnia wzajemne relacje organizmów zamieszkujących je nie tylko między sobą, ale także ze środowiskiem naturalnym, w którym się znajdują.

Należy zauważyć, że źródła utrzymania i istnienie populacji zamieszkujących ekosystem są regulowane licznymi czynnikami abiotycznymi i biotycznymi. Jednocześnie wszystkie istotne pierwiastki chemiczne i związki organiczne razem tworzą obieg substancji między sobą. Jeśli wyjaśnisz takie podstawowe właściwości ekosystemu krótko można zauważyć, że rośliny pobierają minerały z ich siedlisk. Absorbują tlen do oddychania, a także dwutlenek węgla do fotosyntezy. W tym samym czasie rośliny podczas tych samych procesów uwalniają tlen i dwutlenek węgla do atmosfery.

Następnie następuje odżywianie organizmów we wszystkich populacjach ekosystemu. Jedzenie dla nich są nieorganiczne i materia organiczna rośliny. Nie pozostawiaj ekosystemu i składników chemicznych takich związków. Docierają one do rozkładających się z natury istniejących łańcuchów pokarmowych, a następnie powracają do stanu początkowego w postaci prostych cząsteczek i związków mineralnych. Rola energii słonecznej jest również nieoceniona. Jest akumulowany przez rośliny zielone i pomaga zapewnić żywotną aktywność każdego organizmu w biocenozie. Jest to jedna z podstawowych właściwości ekosystemów - prawa potwierdzającego integralność przyrody, która wyraża się w relacji stworzeń ze sobą iz ich środowiskiem.

Samodzielna odtwarzalność

Jakie inne cechy ekosystemów? Ważnym z nich jest samo-rozmnażanie. Główny warunek jego utrzymania to:

• obecność w środowisku energii i żywności (dla chemotrofów - chemicznych, dla autotrofów - słonecznych);
• zdolność organizmu do rozmnażania;
• właściwości istot żywych, dzięki którym odtwarzają skład chemiczny, a także właściwości fizyczne właściwe środowisku naturalnemu (na przykład przezroczystość wody lub struktura gleby).

Odporność

Jak nazywa się właściwość ekosystemu, która ma być zachowana pod wpływem czynników zewnętrznych? Oczywiście, jego odporność. Ze wszystkich właściwości ekosystemów, to właśnie ten przyczynia się do długiego istnienia zbioru żywych i nieożywionych organizmów. Nawet znaczące fluktuacje czynników zewnętrznych nie wpływają na zmiany parametrów wewnętrznych. Na przykład, przy spadku opadów w lesie do 30%, masyw straci swoją zieloną masę tylko do 15%. Jeśli chodzi o liczbę pierwotnych konsumentów, zmniejszy się ona jedynie o 5%. Zdolność do wytrzymania niekorzystnych warunków jest bezpośrednio zależna od wytrzymałości organizmów. Utrzymanie ich zdolności do rozmnażania w szerokim zakresie warunków jest wzmocnione przez możliwość zmiany łańcuchów pokarmowych w najbogatszych społecznościach.

Jednak trwałość ekosystemu ma tendencję do zmniejszania się przy łączeniu składu gatunkowego.

Lasy deszczowe uważane są za najbogatsze w życiu. Mają do 9 tysięcy roślin. Ze względu na tak bogatą różnorodność gatunków, takie ekosystemy są uważane za najbardziej zrównoważone. Dalej znajdują się traktaty roślinne znajdujące się na środkowym pasie. W takich lasach występuje do 2000 gatunków roślin. Biocenozy tundrowe (500 gatunków) są uważane za mniej stabilne. Ekologiczne systemy wysp oceanicznych są mało zrównoważone. Na jeszcze niższym stopniu są sady. Jeśli chodzi o pola siewu, nie mogą w ogóle istnieć, nie są wspierane przez człowieka. Takie ziemie szybko zarastają chwastami i zaczynają być niszczone przez szkodniki.

Samoregulacja

Co jeszcze jest główną własnością ekosystemu? Jego samoregulacja, której skuteczność determinowana jest przez różnorodność nie tylko gatunku, ale także relacji żywnościowych, które zachodzą pomiędzy nimi.

Na przykład, jeżeli liczba jakiegokolwiek konsumenta naturalnego spada, to przy istniejącej różnorodności gatunków, drapieżniki zaczynają karmić się tymi zwierzętami, które w przyrodzie mają większą liczbę, ale które wcześniej były dla nich drugorzędne.

Długie łańcuchy pokarmowe bardzo często nakładają się na siebie, co przyczynia się do powstawania ich odmian, które zależą od liczby ofiar, plonów roślin itp. Lwy i tygrysy, jeśli nie ma zwierząt kopytnych, zaczynają żerować na nie tak dużych zwierzętach. Czasami nawet przestawiają się na pokarmy roślinne. Ale sokół wędrujący, karmiący się w powietrzu, podczas masowej reprodukcji lemingów, zaczyna jeść te zwierzęta, zbierając je bezpośrednio z ziemi.

Łańcuch pokarmowy "rośliny - mysz - wąż - orzeł" czasami się skraca. Spada z niego wąż. Jeśli rok jest korzystniejszy, należy przywrócić liczbę różnych gatunków, normalizując związki odżywcze występujące w biocenozie. Jeśli rok jest owocny dla roślin, liczba roślinożerców również wzrasta. Żywnościom dostarcza się drapieżników, a także szybko się rozmnażają. Jeśli rok jest słaby, to odpowiednio zmniejsza się liczba roślinożernych w ekosystemie. W takich latach drapieżniki praktycznie nie rozmnażają się.

Samoregulację jako własność ekosystemową można również przypisać fluktuacjom liczby populacji lemingów w zależności od roku. Raz na kilka lat liczba tych zwierząt gwałtownie rośnie. Zaczynają pożerać roślinność strefy tundry. Poprzez organizm lemingów substancje znajdujące się w roślinach przechodzą w detrytus. Od kilku lat zachodzi proces mineralizacji, który przyczynia się do tworzenia żyznej gleby, na której rośnie wegetacja składników odżywczych.

W przypadku lat o niskim wieku liczba lemingów gwałtownie spada. Wynika to nie tylko z niedożywienia, ale także z powodu drapieżników szybko się rozmnażających. Wśród nich są sowy, lisy i lisy. Tak więc rośliny, jak również lemingi z drapieżnikami, przyczyniają się do samoregulacji ekosystemu tundry, przy zachowaniu jej długowieczności i stabilności.

Wschodzące właściwości

Czasami ekosystemy stają się nieodłączne od nowych, unikalnych cech, które są wynikiem synergicznego oddziaływania elementów. Nazywa się to emergentnymi właściwościami ekosystemu. W ten sposób niektóre jelita i glony ewoluują razem, tworząc łańcuch raf koralowych.

Przyczynia się to do powstania skutecznego mechanizmu do obiegu składników żywności, który pozwala takiemu połączonemu systemowi stale utrzymywać najwyższą produktywność w wodzie, która wyróżnia się niską zawartością składników odżywczych. Tak więc ogromna różnorodność i wydajność raf koralowych są uważane za wschodzące właściwości, które są charakterystyczne dla tej podwodnej społeczności.

Sukcesja

Wszystkie ekosystemy są tylko względnie stabilne. Przecież czas mija, zmieniają się warunki zewnętrzne. Charakter interakcji między organizmami zawartymi w biocenozie staje się nieco inny.

Zmiany w ekosystemach mogą mieć charakter cykliczny i progresywny. W pierwszym przypadku występują z powodu codziennych, sezonowych lub wieloletnich przemian w przyrodzie. Tak więc, po suchym roku, pojawia się pora deszczowa, która wpływa na wielkość populacji tych organizmów, które są dostosowane, odpowiednio, do suszy lub wysokiej wilgotności.

Jeśli chodzi o zmiany translacyjne, są one bardziej długotrwałe, co prowadzi z reguły do ​​zmiany biocenoz. Nazywa się:

• zmiany w środowisku naturalnym spowodowane długotrwałym wpływem żywotnej aktywności organizmów;
• ustanowienie najbardziej stabilnych relacji między różnymi gatunkami, które występują po ich zakłóceniach, na przykład w czasie pożarów lasów, zmian klimatycznych itp .;
• wpływ ludzi.

Takie postępujące zmiany nazywane są "sukcesją", co po łacinie oznacza "ciągłość", "wejście w czyjeś miejsce". Podczas tego procesu jedna biocenoza zostaje zastąpiona inną, bardziej zrównoważoną.

Na przykład sukcesja występująca na obszarze o gołej, skalistej powierzchni charakteryzuje się wietrzeniem skał. Występuje pod wpływem wilgotności i temperatury, światła słonecznego i mas powietrza. Następnie niszcz skały skał i glonów, grzybów i bakterii. Kwasy powstałe w wyniku życiowej aktywności tych organizmów rozpuszczają kamienie i mineralizują warstwę gleby. Przyczynia się to do akumulacji mieszaniny składników odżywczych z pozostałości roślinnych wzbogaconych w azot. Służy jako doskonała podstawa do rozwoju bezpretensjonalnego, nie mając korzeni roślin zarodników, na przykład mchów. Gdy umierają, tworzy się niewielka grubość warstwy gleby, na której pojawiają się koniczyna, trawy, turzyce i inne rośliny zielne, które pozbawiają mech wilgoci. Pojawiają się kolejne krzewy. Gleba jest stopniowo wzbogacana i nadaje się do uprawy drzew. W ten sposób biocenoza stopniowo przekształca się w dojrzałą i trwałą koegzystencję składników życia i nieożywionych.

Jakie są właściwości ekosystemu zmieniającego się w wyniku przekształceń antropogenicznych? Dosyć znaczący. Jest to szczególnie widoczne w obszarach zielonych, które istnieją w pobliżu miast. Na takich obszarach roślinność jest bardzo intensywnie podeptana przez osobę, która wybiera jagody, grzyby lub po prostu chodzi w naturze. To niszczy korzenie leśnych traw, które są bezpośrednio pod ściółką lasu. Gleba jest ubita i zaczyna wchłaniać wilgoć.

Co jeszcze zmienia właściwości ekosystemów terenów zielonych? Obecność człowieka powoduje uszkodzenie runa leśnej roślinności, co widać na wysuszonych wierzchołkach. Dotknięte drzewa cierpią na grzyby i szkodniki. Lśniące liście, las staje się lżejszy. Trawy łąkowe, które preferują promienie słoneczne, zaczynają rozprzestrzeniać się na tych terenach. Są to rośliny najbardziej odporne na deptanie.

Ekosystemy naturalne i antropogeniczne

Istnieją podobieństwa i różnice między tymi społecznościami. Zatem właściwości ekosystemów naturalnych i antropogenicznych są podobne, ponieważ:

• są otwarte i pochłaniają energię słońca;
• składają się z konsumentów, producentów i osób dokonujących dekompozycji;
• obejmują ekologiczne piramidy i łańcuchy pokarmowe;
• składają się z organizmów, w których istnieje walka o przetrwanie, naturalna lub sztuczna selekcja, a także dziedziczna zmienność;
• Producenci, którzy wykorzystują energię słoneczną i są pierwszymi ogniwami w łańcuchu pokarmowym, zawierają jako podstawę.

Różnice między tymi dwoma systemami można zobaczyć w:

• działanie i kierunek selekcji osób;
• ogólny obieg składników odżywczych;
• źródło energii;
• różnorodność gatunków i zrównoważony rozwój;
• samoregulacja i samowystarczalność;
• wydajność.

Biosfera

Interakcja części abiotycznych i biotycznych doprowadziła do powstania wyjątkowego środowiska. Jest to biosfera jako globalny ekosystem. Główne właściwości biosfery - obieg substancji, który zapewnia istnienie równowagi biocenoz. Bez tego środowiska życie na naszej planecie jest niemożliwe.

Jak wspomniano powyżej, ekosystemy są klasyfikowane według wielkości i istnieją różne poziomy złożoności. Mniejsze systemy interakcji organizmów są częścią większych, a te są częścią jeszcze bardziej imponującej skali. Zestaw makroekosystemów tworzy globalną społeczność, która nazywa się biosferą. W nim istnieje całe życie na Ziemi.

Jakie właściwości ekosystemu są charakterystyczne dla biosfery? Jest to cykl energii spowodowany przez różne troficzne uczestnictwo producentów, dekompozytorów i konsumentów. Jest to odpowiedź na pytanie "Jakie właściwości biosfery pozwalają nazwać ekosystemem?". Ta funkcja jest kluczowa. Zapewnia również stabilność istniejącego schematu interakcji organizmów.

Jakie właściwości ekosystemu są charakterystyczne dla biosfery? Wszystkie te, które są nieodłączne w takich społecznościach. Jednak biosfera jako globalny ekosystem spełnia bardziej podstawowe funkcje. Główne właściwości biosfery są następujące:

• w cyklu materii (duża - ocean i ziemia, a także mała - materia żywa i bezwładna);
• w obecności trzech uczestników łańcucha troficznego w postaci producentów, konsumentów i dekompozytu;
• w stabilności i potencjalnej nieśmiertelności, o ile w systemie są producenci.

W biosferze znajdują się wszystkie właściwości ekosystemów na planecie. Dlatego nazywany jest globalnym.

Pod wpływem działalność człowieka biosfera pojawia się znaki, które nie są właściwości ekosystemu. Następuje naruszenie łańcucha interakcji siedliska organizmów, zmniejszona tendencja do równowagi, zachodzi nierównowaga w wymianie energii. Wymaga to od osoby zrozumienia, że ​​zmiany w jakimkolwiek komponencie globalnej społeczności będą nieuchronnie wpływać na wszystkie inne, wywierając negatywny wpływ na życie naszej planety.