Visa organismu daudzveidība uz mūsu planētas ir nesaraujami saistīta. Nav tādas radības, kas varētu pastāvēt atsevišķi no visiem, stingri atsevišķi. Tomēr ciešā attiecībās ir ne tikai organismi, bet arī ārējās un iekšējās vides faktori ietekmē visu biomu. Kopā visu dzīvās un nedzīvās dabas kompleksu pārstāv ekosistēmu struktūra un to īpašības. Kas ir šis jēdziens, kādi parametri to raksturo, mēģināsim izprast rakstu.
Ekosistēmu jēdziens
Kas ir ekosistēma? No ekoloģijas viedokļa tā ir visu veidu organismu kopējā kopdzīves aktivitāte neatkarīgi no šķiras piederības un vides faktoriem, gan biotiskiem, gan abiotiskiem.
Ekosistēmu īpašības ir izskaidrojamas ar to īpašībām. Pirmo reizi šis termins tika minēts 1935. gadā. A. Tanslijs ieteica to izmantot, lai apzīmētu "kompleksu, kas sastāv ne tikai no organismiem, bet arī no to vides". Pats jēdziens ir diezgan plašs, tā ir lielākā ekoloģijas vienība, turklāt svarīga. Vēl viens nosaukums ir biogeocenoze, lai gan atšķirības starp šiem jēdzieniem joprojām pastāvmazs ēst.
Ekosistēmu galvenā īpašība ir nepārtraukta organisko un neorganisko vielu, enerģijas mijiedarbība tajās, siltuma pārdale, elementu migrācija, dzīvo būtņu kompleksā ietekme uz otru. Kopumā ir vairākas galvenās raksturīgās pazīmes, kuras sauc par īpašībām.
Ekosistēmu pamatīpašības
Ir trīs galvenie:
- pašregulācija;
- ilgtspēja;
- pašreproducēšana;
- mainot vienu pret otru;
- integritāte;
- jaunie īpašumi.
Uz jautājumu, kas ir ekosistēmu galvenā īpašība, var atbildēt dažādi. Tie visi ir svarīgi, jo tikai to apvienotā klātbūtne ļauj šim jēdzienam pastāvēt. Apskatīsim katru raksturlielumu sīkāk, lai saprastu tā nozīmi un saprastu būtību.
Ekosistēmu pašregulācija
Tas ir galvenais ekosistēmas īpašums, kas nozīmē neatkarīgu dzīvības pārvaldību katrā biogeocenozē. Tas ir, organismu grupai, kas ir ciešā saistībā ar citām dzīvām būtnēm, kā arī vides faktoriem ir tieša ietekme uz visu struktūru kopumā. Tā ir viņu vitāli svarīgā darbība, kas var ietekmēt ekosistēmas stabilitāti un pašregulāciju.
Piemēram, ja runājam par plēsējiem, tie ēd vienas un tās pašas sugas zālēdājus tieši līdz to skaita samazinājumam. Tālāk ēšana apstājas, un plēsējspāriet uz citu barības avotu (tas ir, cita veida zālēdāju). Tādējādi izrādās, ka suga nav pilnībā iznīcināta, tā paliek miera stāvoklī, līdz tiek atjaunots nepieciešamais daudzuma rādītājs.
Ekosistēmā nevar notikt dabiska sugas izzušana, ja to apēd citi indivīdi. Par to ir pašregulācija. Tas ir, dzīvnieki, augi, sēnes, mikroorganismi savstarpēji kontrolē viens otru, neskatoties uz to, ka tie ir pārtika.
Tāpat pašregulācija ir ekosistēmu galvenā īpašība arī tāpēc, ka pateicoties tai notiek kontrolēts dažādu enerģijas veidu pārveidošanas process. Neorganiskās vielas, organiskie savienojumi, elementi – tas viss atrodas ciešā savstarpējā saistībā un vispārējā apritē. Augi tieši izmanto saules enerģiju, dzīvnieki ēd augus, pārvēršot šo enerģiju ķīmiskās saitēs, pēc to nāves mikroorganismi tos atkal sadala neorganiskā vielā. Process ir nepārtraukts un ciklisks bez ārējiem traucējumiem, ko sauc par pašregulāciju.
Ilgtspējība
Ir arī citas ekosistēmu īpašības. Pašregulācija ir cieši saistīta ar noturību. Tas, cik ilgi pastāvēs šī vai cita ekosistēma, kā tā tiks saglabāta un vai citās būs izmaiņas, ir atkarīgs no vairākiem iemesliem.
Patiess stabils ir tas, kurā nav vietas cilvēka iejaukšanās. Tajā ir pastāvīgi stabili liels visu veidu organismu skaits, vides apstākļu ietekmē nav izmaiņu vaitie ir nenozīmīgi. Principā jebkura ekosistēma var būt ilgtspējīga.
Šo stāvokli cilvēks var izjaukt ar savu iejaukšanos un noteiktās kārtības neievērošanu (mežu izciršana, dzīvnieku nošaušana, kukaiņu iznīcināšana utt.). Arī pati daba var ietekmēt ilgtspējību, ja dramatiski mainās klimatiskie apstākļi, nedodot organismiem laiku pielāgoties. Piemēram, dabas katastrofas, klimata pārmaiņas, ūdens trūkums utt.
Jo lielāka organismu sugu daudzveidība, jo ilgāk pastāv ekosistēmas. Ekosistēmas īpašības – stabilitāte un pašregulācija – ir pamats, uz kura kopumā balstās šis jēdziens. Ir termins, kas apkopo šīs īpašības - homeostāze. Tas ir, saglabājot nemainīgumu it visā - sugu daudzveidībā, to pārpilnībā, ārējiem un iekšējiem faktoriem. Piemēram, tundras ekosistēmas mainās biežāk nekā tropu meži. Galu galā dzīvo būtņu ģenētiskā daudzveidība tajās nav tik liela, kas nozīmē. un izdzīvošanas rādītājs strauji samazinās.
Pašreproducējamība
Ja rūpīgi pārdomājat jautājumu par to, kas ir ekosistēmu galvenā īpašība, jūs varat secināt, ka pašreproducējamība ir ne mazāk svarīgs nosacījums to pastāvēšanai. Patiešām, bez pastāvīgas tādu komponentu reproducēšanas kā:
- organismi;
- augsnes sastāvs;
- ūdens caurspīdīgums;
- gaisa skābekļa sastāvdaļa un tā tālāk.
Ir grūti runāt par ilgtspējību un pašregulāciju. Lai biomasa pastāvīgi atdzīvotos un skaitsatbalstīts, ir svarīgi, lai būtu pietiekami daudz pārtikas, ūdens, kā arī labvēlīgi dzīves apstākļi. Jebkurā ekosistēmā veci indivīdi pastāvīgi tiek aizstāti ar jauniem, slimiem ar veseliem, spēcīgiem un izturīgiem. Tas ir normāls jebkura no tiem pastāvēšanas nosacījums. Tas ir iespējams tikai ar nosacījumu, ka tiek nodrošināta savlaicīga pašreproducēšana.
Šādas ekosistēmas īpašību izpausme ir katras sugas alēļu ģenētiskās saglabāšanas garantija. Pretējā gadījumā veselas dzīvo būtņu ģintis un veidi, klases un ģimenes tiktu pakļautas izmiršanai bez turpmākas atjaunošanas.
Pēctecība
Svarīgas ekosistēmu īpašības ir arī ekosistēmu maiņa. Šo procesu sauc par pēctecību. Tas notiek ārējo abiotisko faktoru izmaiņu ietekmē un ilgst no vairākiem desmitiem gadu līdz miljoniem. Šīs parādības būtība ir vienas ekosistēmas secīga aizstāšana ar citu gan iekšējo faktoru ietekmē, kas rodas starp dzīviem organismiem, gan ārējiem nedzīvas dabas apstākļiem.
Arī būtisks mantošanas iemesls ir cilvēku saimnieciskā darbība. Tātad mežus nomaina pļavas un purvi, ezeri pārvēršas tuksnešos vai palieņu pļavās, lauki aizaug ar kokiem un veidojas mežs. Protams, arī fauna piedzīvo būtiskas izmaiņas.
Cik ilgi notiks pēctecība? Tieši tādā stadijā, kad veidojas ērtākā un konkrētiem apstākļiem pielāgotā biogeocenoze. Piemēram, Tālo skujkoku mežiAustrumi (taiga) ir jau iedibināta vietējā biocenoze, kas tālāk nemainīsies. Tā veidojās tūkstošiem gadu, un šajā laikā notika vairāk nekā viena ekosistēmas maiņa.
Emergent Properties
Šīs ekosistēmu īpašības ir jaunizveidotas, jaunas un iepriekš neraksturīgas pazīmes, kas parādās biogeocenozē. Tie rodas visu vai vairāku kopējās sistēmas dalībnieku sarežģīta darba rezultātā.
Tipisks piemērs ir koraļļu rifu kopiena, kas ir koelenterātu un aļģu mijiedarbības rezultāts. Koraļļi ir galvenais avots milzīgam biomasas daudzumam, elementiem un savienojumiem, kas šajā kopienā pirms tiem nepastāvēja.
Ekosistēmu funkcijas
Ekosistēmu īpašības un funkcijas ir cieši savstarpēji saistītas. Tā, piemēram, tāds īpašums kā integritāte nozīmē pastāvīgas mijiedarbības uzturēšanu starp visiem dalībniekiem. Tai skaitā ar nedzīvās dabas faktoriem. Un viena no funkcijām ir tieši dažādu enerģijas veidu harmoniska pāreja savā starpā, kas iespējama elementu iekšējās aprites apstākļos starp visām iedzīvotāju daļām un pašām biocenozēm savā starpā.
Kopumā ekosistēmu lomu nosaka tajās pastāvošās mijiedarbības veidi. Jebkurai biogeocenozei tās pastāvēšanas rezultātā būtu jādod zināms bioloģisks biomasas pieaugums. Tā būs viena no funkcijām. Pieaugums ir atkarīgs no dzīvās un nedzīvās dabas faktoru kombinācijas un var būt ļoti atšķirīgs. Tādējādi biomasa ir daudz lielāka vietās ar augstu mitruma līmeni un labu apgaismojumu. Tas nozīmē, ka tā izaugsme būs daudz lielāka, salīdzinot, piemēram, tuksnesī.
Vēl viena ekosistēmas funkcija ir transformējoša. Tas nozīmē virzītu enerģijas maiņu, tās pārveidošanu dažādās formās dzīvo būtņu ietekmē.
Struktūra
Ekosistēmu sastāvs un īpašības nosaka to struktūru. Kāda ir biogeocenozes struktūra? Acīmredzot tas ietver visas galvenās saites (gan dzīvās, gan abiotiskās). Svarīgi ir arī tas, ka kopumā visa struktūra ir noslēgts cikls, kas vēlreiz apliecina ekosistēmu pamatīpašības.
Jebkurā biogeocenozē ir divas galvenās saites.
1. Ekotops - abiotiskas dabas faktoru kopums. Viņu savukārt pārstāv:
- klimats (atmosfēra, mitrums, gaisma);
- edafotopoms (augsnes augsnes sastāvdaļa).
2. Biocenoze - visu veidu dzīvo būtņu kopums noteiktā ekosistēmā. Ietver trīs galvenās saites:
- zoocenoze - visas dzīvnieku radības;
- fitocenoze - visi augu organismi;
- mikrobocenoze - visi baktēriju pārstāvji.
Saskaņā ar iepriekš minēto struktūru ir acīmredzams, ka visas saites ir cieši savstarpēji saistītas un veido vienotu tīklu. Šī saikne izpaužas, pirmkārt, enerģijas absorbēšanā un pārveidē. Citiem vārdiem sakot, pārtikas ķēdēs un tīklospopulācijās un starp tām.
Šādu biogeocenozes struktūru 1940. gadā ierosināja V. N. Sukačovs, un tā joprojām ir aktuāla.
Nobriedusi ekosistēma
Dažādu biogeocenožu vecums var būt ļoti atšķirīgs. Protams, jaunas un nobriedušas ekosistēmas raksturīgajām iezīmēm vajadzētu atšķirties. Un tā arī ir.
Kāda nobriedušas ekosistēmas īpašība to atšķir no salīdzinoši nesen izveidojušās? Ir vairāki no tiem, apsveriet tos visus:
- Katras populācijas sugas ir izveidojušās, stabilas un netiek aizstātas (neizspiestas) ar citām.
- Indivīdu dažādība ir nemainīga un vairs nemainās.
- Visa kopiena brīvi pašregulējas, ir augsta homeostāzes pakāpe.
- Katrs organisms ir pilnībā pielāgojies vides apstākļiem, biocenozes un ekotopa līdzāspastāvēšana ir pēc iespējas ērtāka.
Katra ekosistēma tiks pakļauta pēctecībai, līdz tiks noteikta tās kulminācija – pastāvīga visproduktīvākā un pieņemamākā sugu daudzveidība. Toreiz biogeocenoze sāka pakāpeniski pārveidoties par nobriedušu kopienu.
Biogeocenozes organismu grupas
Ir dabiski, ka visas dzīvās būtnes vienā ekosistēmā ir savstarpēji saistītas vienā veselumā. Tajā pašā laikā tiem ir arī milzīga ietekme uz augsnes sastāvu, gaisu, ūdeni - uz visiem abiotiskajiem komponentiem.
Ir pieņemts izdalīt vairākas organismu grupas pēc to spējas absorbēt un pārveidot enerģiju katrā biogeocenozē.
- Producenti ir tiekas ražo organiskās vielas no neorganiskiem komponentiem. Tie ir zaļie augi un daži baktēriju veidi. Viņu enerģijas absorbcijas veids ir autotrofisks, tie tieši absorbē saules starojumu.
- Patērētāji jeb biofāgi – tie, kas patērē gatavu organisko vielu, ēdot dzīvas būtnes. Tie ir plēsēji, kukaiņi, daži augi. Tas ietver arī zālēdājus.
- Saprotrofi ir organismi, kas spēj sadalīt organiskās vielas, tādējādi patērējot barības vielas. Tas ir, tie barojas ar augu un dzīvnieku mirušajām atliekām.
Acīmredzot visi sistēmas dalībnieki atrodas savstarpēji atkarīgā stāvoklī. Bez augiem zālēdāji nevarēs iegūt barību, un bez tiem plēsēji ies bojā. Saprofāgi savienojumus nepārstrādās, nepieciešamo neorganisko savienojumu daudzums netiks atjaunots. Visas šīs attiecības sauc par barības ķēdēm. Lielās kopienās ķēdes pārvēršas tīklos, veidojas piramīdas. Ar trofisko mijiedarbību saistīto jautājumu izpēte ir ekoloģijas zinātne.
Cilvēku loma ekosistēmu ietekmēšanā
Šodien par to tiek daudz runāts. Visbeidzot, cilvēks ir sapratis visu to postījumu apmēru, kas pēdējo 200 gadu laikā ir nodarīti ekosistēmai. Šādas uzvedības sekas ir kļuvušas acīmredzamas: skābie lietus, siltumnīcas efekts, globālā sasilšana, saldūdens krājumu samazināšanās, augsnes noplicināšanās, meža platību samazināšanās utt. Jūs varat norādīt uz problēmām bezgalīgi ilgu laiku, jo to ir ļoti daudz.
Tas viss ir cilvēka loma ekosistēmā un joprojām ir tā. Masveida urbanizācija, industrializācija, tehnoloģiju attīstība, kosmosa izpēte un citas cilvēka darbības noved ne tikai pie nedzīvās dabas stāvokļa sarežģījumiem, bet arī pie izzušanas un planētas biomasas samazināšanās.
Katrai ekosistēmai ir nepieciešama cilvēku aizsardzība, it īpaši mūsdienās. Tāpēc mūsu katra uzdevums ir sniegt viņai atbalstu. Tas neprasa daudz - valdības līmenī tiek izstrādātas dabas aizsardzības metodes, parastajiem cilvēkiem vajadzētu tikai ievērot noteiktos noteikumus un censties saglabāt ekosistēmas neskartas, neievadot to sastāvā pārmērīgu daudzumu dažādu vielu un elementu.
