Pojęcie, funkcje i podstawowe właściwości ekosystemu

W szkolnym i uniwersyteckim kursie koncepcja podstawowa właściwości ekosystemów biocenozy, populacje, społeczności. Pojęcie tych definicji i istoty przedmiotów podaje się w ramach biologii i ekologii. Często wpływają na takie pojęcia również w geografii. Współczesna nauka uważa, że ​​natura otaczającego nas świata jest kompletnym systemem. Nie ma znaczenia, jakie jest jego otoczenie - woda lub siedlisko na lądzie.

Podejście teoretyczne

Właściwości ekosystemy, biogeocenoza rozpatrywane w ramach ogólnej nauki poświęconej złożonym systemom. Założycielem tego nurtu był L. von Bertalanffy, który pracował w XX wieku. Pod koniec lat czterdziestych opublikował kilka artykułów, które rozważały podejście systemowe do wielu problemów otaczającego nas świata. W dzisiejszych czasach opracowana przez niego teoria staje się coraz ważniejsza na tle naturalnego kryzysu i wpływów antropomorficznych.

Ogólna teoria

Biorąc pod uwagę strukturę, właściwości ekosystemu, ważne jest przede wszystkim określenie, o co chodzi dana zasada. System zwykle oznacza komponenty, które są ze sobą połączone i wchodzą w interakcje, tworząc integralny obiekt. Pod pojęciem ogólnym rozumie się jedność tworzoną przez liczne elementy, charakteryzującą się ściśle określoną strukturą, czyli określoną pozycją poszczególnych części i ściśle określoną naturą wzajemnego oddziaływania.

Najważniejsze cechy ekosystemu:

• integracja;
• izolacja;
• integralność;
• równowaga;
• stabilność;
• łatwość zarządzania;
• odporność;
• pojawienie się.

Powstanie

Termin ten jest powszechnie rozumiany jako uniwersalna własność naturalnych ekosystemów, wyjaśniając, że wspólność nie jest prostym podsumowaniem jakości i właściwości składników połączonych w jeden system. Kiedy elementy są ze sobą połączone, pojawiają się funkcjonalne jednostki skali, które mają swoje unikalne cechy, które nie są charakterystyczne dla poprzedniego poziomu, czyli pierwszych składników. Nowe wschodzące właściwości są nieprzewidywalne na podstawie informacji dotyczących tylko części, które utworzyły pewną jednostkę.

Ekolodzy twierdzą, że wschodzące cechy są prawie głównymi właściwościami ekosystemu. Są inicjowane przez wzajemny wpływ elementów na siebie nawzajem, przy jednoczesnym zachowaniu charakteru komponentów. Biorąc pod uwagę takie cechy, badanie systemu jest możliwe bez pełnego i szczegółowego zrozumienia wszystkich zaangażowanych elementów. Jest to szczególnie ważne dla ekologii, biorąc pod uwagę systemy, które jednocześnie łączą tysiące elementów. Obecnie nie ma po prostu sposobu, aby dokładnie zbadać je wszystkie. Zadaniem naukowców jest jasne określenie całkowych właściwości. Aby to zrobić, określ zniszczenie, produkty zastosowane na różnych poziomach, biomasę w tej ilości. Ale nie szukają wzorców, zwłaszcza jeśli nie opisują systemu jako całości. Ważne jest, aby mieć tylko pojęcie o takich procesach, które mają wpływ na przyszłość i są przewidywalne.

Trwałość

Ta własność ekosystemu i struktura takiego obiektu są ze sobą ściśle powiązane. W odniesieniu do obiektów regulowanych przez procesy zachodzące w środku, zwykle mówi się o możliwości powrotu do punktu wyjścia. Podstawową zasadą opisującą to zjawisko jest teoria Le Chatelier-Braun, która stwierdza, że ​​wpływ zewnętrzny, prowokujący wyjście z pozycji stabilnej, prowadzi do przesunięcia w równowadze, przez co czynnik zewnętrzny staje się słabszy.

Biorąc pod uwagę właściwości i funkcje ekosystemów, biorą one pod uwagę obecność zarówno bezpośrednich połączeń, jak i odwrotnych relacji. Przez proste linie rozumie się powszechnie, że jeden element wpływa bezpośrednio na drugi, ale nie powoduje luzów. Jeśli istnieje odpowiedź, możesz nagrać opinię. Stosowany w każdym nowoczesnym ekosystemie sprzężenie zwrotne jest niezwykle ważnym zjawiskiem, które determinuje poziom wytrwałości i możliwości dalszego postępu. Istnieją pozytywne, negatywne typy odwrotnej interakcji.

Informacje zwrotne

Analizując koncepcję i właściwości ekosystemu, należy zdecydowanie zwrócić uwagę na takie sprzężenia zwrotne, które są prowokowane przez proces i stymulują jego ruch w tym samym kierunku. Są one zazwyczaj uważane za pozytywne. Tak więc, jeśli obniżysz las, terytorium stanie się bagnem, gdzie wkrótce aktywnie rozwija się populacja mchów torfowych gromadzących wilgoć. Prowadzi to do zwiększenia zalegania.

Negatywne sprzężenie zwrotne jest jedną z podstawowych właściwości ekosystemu, która pokazuje, że pewien pierwszy element ma działanie odwrotne w stosunku do drugiego. W naturze tego typu wiązania występują najczęściej i słusznie są uważane za najważniejsze w ekologii. Klasycznym przykładem ze świata zewnętrznego jest postawa drapieżnika i jego żywności. Jeśli populacja drapieżna wzrasta, drapieżniki mają więcej pożywienia, to znaczy, istnieją warunki do rozmnażania, liczba rośnie. To stymuluje aktywne niszczenie ofiar, warunki żywieniowe stają się ujemne, maleje współczynnik urodzeń drapieżnego zwierzęcia. Stopniowo zmniejsza się liczba myśliwych, zmniejsza się nacisk na ofiarę, a krąg zaczyna się od nowa. Ta logika samoregulacji otrzymała nazwę dynamicznej równowagi. Bezpieczeństwo środowiska - w oporze tego zjawiska.

Systemy: czym są?

Obecnie, koncentrując się na podstawowych właściwościach ekosystemów, zwyczajowo dzieli się je na trzy duże grupy:

• izolowane;
• zamknięty;
• otwarty.

Te pierwsze mają ściśle określone granice, a energia, materia przez nie przechodzi przez wewnętrzną i zewnętrzną granicę. Takie systemy mogą tworzyć się tylko w sztucznych warunkach. Ci zamknięci to ci, którzy mają jedynie wymianę energii ze światem zewnętrznym. Wreszcie trzecia grupa to ekologiczne systemy, które wymieniają energię, substancję z przestrzenią. To są naturalne systemy.

Trafność teorii

Czy można nazwać specjalną własność ekosystemów? Naukowcy już od dawna ustalili, że ogólna teoria systemu jest ważnym aspektem nauki o środowisku, pozwalającym na stworzenie całkowicie nowej metodologii. Otrzymała nazwę analizy systemu. W ramach takiego podejścia przedmioty przyrody, otaczający nas świat są systemami, wybieranymi zgodnie z celami określonymi dla grupy badaczy. System jest integralnym obiektem, jednocześnie można go uznać za złożone połączenie wielu składników.

Analiza systemu pozwala określić właściwości ekosystemu i zidentyfikować wszystkie te relacje, przez które staje się pojedynczym obiektem. W ramach prac badawczych naukowcy określają, które procesy kontrolują system, jak jest on powiązany ze światem wokół i jak będzie się zachowywał, jeśli istnieje pewien czynnik wpływu. Przewidzieć możliwości rozwoju.

Informacje o parametrach

Opisując właściwości biosfery jako globalnego ekosystemu, mniejsze powiązania komponentów, muszą ujawnić kluczowe parametry i dać im jasny opis. Najważniejsze to:

• ograniczenia;
• właściwości poszczególnych składników;
• własności obiektu jako całości;
• cechy strukturalne;
• cechy wzajemnego oddziaływania komponentów, warstw systemu;
• specyfikę relacji świata zewnętrznego i rozważanej całości.

A jeśli więcej?

Badając właściwości ekosystemu, najtrudniej jest określić jego dokładne granice. Jest to tak trudna cecha, która w dużej mierze jest związana z integralnością obiektu. Wynika to z faktu, że komunikacja wewnętrzna jest silniejsza niż zewnętrzna. Tylko w takich warunkach połączenie składników może być trwałe w stosunku do negatywnych czynników otaczającego świata.

Wskaźniki, które umożliwiają ilościowe i jakościowe opisanie kombinacji naturalnych składników, dają wyobrażenie o wszystkich właściwościach zarówno poszczególnych składników, jak i całego systemu. Aby określić dokładną strukturę, należy skorelować elementy, które powstały między nimi, biorąc pod uwagę przedziały czasowe, przestrzeń. Ta ostatnia jest aspektem, na podstawie którego określana jest kolejność pozycji składników obiektu. Czas jest wskaźnikiem, który daje wyobrażenie o zmianie stanów systemu, odzwierciedlając jego rozwój. Ze struktury można wywnioskować, jak silna jest hierarchia obiektu, w jaki sposób poziomy są sobie wzajemnie podporządkowane, jak wszystko to jest zorganizowane.

O linkach i elementach

Wymiana informacji, energii, substancji jest formą połączenia złożonego obiektu strukturalnego i otaczającego go świata. Pod wieloma względami ta wymiana określa istotę interakcji systemu i otaczającej go przestrzeni. Jeśli system ma połączenia, możemy mówić o otwartych granicach, w przypadku braku takiego obiektu jest on oceniany jako zamknięty. Jednocześnie należy zrozumieć, że ekosystem to nie tylko organiczne formy życia, ale także wszystko, co je otacza, czyli środowisko abiotyczne. Składniki te są ze sobą ściśle powiązane i nieustannie wchodzą w interakcje. W tak złożonym wzajemnym oddziaływaniu powstaje ekosystem. Przed nazwaniem szczególnej właściwości ekosystemów, wydaje się przede wszystkim, że istnieje wzajemna ścisła relacja, która pozwala mówić o tym kompleksowym obiekcie jako o integralności funkcjonalnej, charakteryzującej się obecnością powiązań przyczyn i konsekwencji. Wszystkie elementy wpływają na siebie nawzajem, powodując procesy obserwowane w systemie.

Właściwości systemu ekologicznego są bezpośrednio związane z obiegiem substancji. Na przykład, jeśli rozważymy, czy wpływ wypasu na właściwości gleby i ekosystemu, jest oczywiste, że to na pewno zostanie ujawnione. Elementy tworzące systemy są zdolne do wytwarzania substancji organicznych, produktu biologicznego. Charakterystyczną cechą naturalnego obiektu strukturalnego w porównaniu ze sztucznym, uformowanym przez ludzkie wysiłki, jest to, że stabilność środowiska zapewnia długie, nieograniczone istnienie. Naturalny system ekologiczny ma wystarczającą ilość zasobów, aby chronić przed negatywnymi czynnikami zewnętrznymi. Jego rezerwy pozwalają zachować stałość funkcji, struktur. Im większy jest system ekologiczny, tym mniejsze są jego elementy konstrukcyjne i mają własne ekosystemy o jeszcze mniejszej skali.

Informacje o wymiarach

Przydzielanie systemów jest zwyczajowe:

• mikro;
• mezo;
• makro;
• globalny.

Małe obiekty - zbiorniki wodne, pnie drzew, akwaria są uszeregowane jako pierwsze. Drugi poziom - stawy i lasy, rzeki i jeziora. Makro - kontynenty, strefy. Globalny - to sfera biologiczna jako pojedynczy obiekt.

Warunki i wymiary

Systemy ekologiczne, które pojawiły się na lądzie i osiągnęły dość duże rozmiary, zwykle nazywane są biomami, jeśli charakteryzują one ściśle określony obszar geograficzny. Należą do nich: pustynia, tajga i podobne obszary lądowe. Biome jest złożonym obiektem. Obejmuje on wiele mniejszych systemów ekologicznych, z których wszystkie są ze sobą ściśle powiązane.

Zwyczajowo mówi się o dwóch blokach systemu ekologicznego, z których jednym są populacje zwierząt, które są ze sobą zintegrowane, a drugim jest siedlisko i czynniki, które je tworzą. Pierwszy nazywa się biocenozą, drugi to ekotop. Ekosystem jest normalny - element natury żyjącej, funkcjonujący i uformowany oraz biocenoza i elementy abiotyczne. Między nimi następuje ciągła wymiana składników chemicznych, a światło słoneczne daje energię dla procesów.

Synteza i energia

Jednym z najważniejszych typów żywych organizmów na naszej planecie są fototrofery, czyli takie organizmy, które są w stanie wytwarzać materię organiczną z minerałów w obecności energii słonecznej. Fotosynteza pozwala na produkcję substancji, które są następnie wykorzystywane do pobudzenia roślin. Dzięki tym składnikom formy życia roślin mogą wspierać ich funkcje i rozmnażać się. Ponadto, materiał organiczny jest materiałem budowlanym do tworzenia fitomass.

Heterotrofy to grzyby, bakterie, większe formy życia, które żywią się produktami stworzonymi przez fototrofy. Otrzymane komponenty są wykorzystywane do budowania własnych tkanek i wytwarzania energii na całe życie. Metabolizm heterotrofów obejmuje uwalnianie rezerw energetycznych, mineralizację substancji, w trakcie której pojawiają się fosforany i azotany. Takie produkty są niezbędne do funkcjonowania autotrofów. Tak więc obieg związków chemicznych jest zorganizowany w naszym środowisku.

Funkcje strukturalne

Pod wieloma względami właściwości ekosystemów są określone przez specyfikę organizacji strukturalnej danego obiektu. Istnieje wiele wzorów opisujących związek między poszczególnymi częściami. Różne systemy różnią się tymi regułami, ale zazwyczaj istnieją dwa rodzaje elementów - żywe i nieożywione. Organizmy są biotami. System opisujący ich związek ze środowiskiem pozwala sformułować strukturę systemu ekologicznego.

Zwykle przy określaniu składu i struktury należy zwrócić uwagę na:

• nieorganiczny;
• materia organiczna;
• powietrze, woda, podłoże;
• producenci;
• konsumenci;
• destruktory

O czym mówimy?

Nieorganiczne obejmują minerały, składniki chemiczne zaangażowane w metabolizm. Materią organiczną są tłuszcze, struktury białkowe, cząsteczki węglowodanów. Środowisko obejmuje nie tylko powietrze i glebę, ale także klimat i jego cechy, czynniki fizyczne (na przykład temperaturę). Zwykle klasyfikuje się autotrofy zdolne do wytwarzania materii organicznej od prostych nieorganicznych, wykorzystujących energię słoneczną jako producentów. Głównymi producentami na naszej planecie są algi, rośliny zielone i niektóre bakterie.

Konsumenci to drapieżcy, roślinożercy. Jednym słowem, należą tu różne heterotrofy, zwierzęta jedzące różne organizmy. Wreszcie, destruktory są heterotrofami zdolnymi do przetwarzania martwych substancji organicznych. Głównie ta kategoria obejmuje grzyby, bakterie, chociaż istnieje wiele odmian bezkręgowców.

To ciekawe

Czynniki nieorganiczne, organiczne, chemiczne, czynniki fizyczne w sumie tworzą biotop, czyli element ekosystemu, który nie ma własnego życia. Inne składniki - życie, czyli biocenoza. Destruktory, konsumenci, producenci to obiekty, które tworzą strukturę systemu. Producenci są w stanie wyłapać energię i na jej podstawie tworzyć wiązania chemiczne, a konsumenci, którzy je spożywają, zużywają zasoby energii na środki do życia. Ilość energii zmagazynowanej w ten sposób prędzej czy później wyczerpuje się, stwór umiera, stając się pożywieniem dla destruktora, zdolnym do rozkładania skomplikowanych związków organicznych na minerały, które mogą być pożywieniem dla producentów. Cykl się powtarza.

Struktura systemu ekologicznego to wzajemna zależność pomiędzy trzema głównymi rodzajami życia, zapewniająca obieg gazów, substancji stałych, ciekłych na planecie. Ich obowiązkiem jest recykling energii słonecznej. Ekosystemy, niezależnie od środowiska, w którym się znajdują, zawsze reprezentują stały wzajemny wpływ producentów i heterotrofów na siebie nawzajem. Jednocześnie istnieje przestrzenny rozdział regulujący możliwości interakcji. Procesy, za które odpowiedzialne są autotrofy, są aktywne w najwyższym, ogólnoustrojowym rzędzie, który ma dostęp do światła słonecznego, a heterotrofy są bardziej intensywne w niższych, gdzie jest dostęp do osadów, gleby i nagromadzeń materii organicznej.