Ekosistēma ir bioloģiskā sistēma, kas sastāv no dzīvo organismu kopuma, to dzīvotnes, kā arī no savienojumu sistēmas, kas starp tiem apmainās ar enerģiju. Pašlaik šis termins ir galvenais ekoloģijas jēdziens.
Ēka
Ekosistēmu īpašības tiek pētītas salīdzinoši nesen. Zinātnieki tajā izšķir divus galvenos komponentus - biotisko un abiotisko. Pirmā tiek iedalīta heterotrofiskajos (ietver organismus, kas saņem enerģiju organisko vielu oksidēšanās rezultātā – patērētāji un sadalītāji) un autotrofiskajos (organismi saņem primāro enerģiju fotosintēzei un ķīmijsintēzei, t.i., ražotājiem).
Vienīgais un svarīgākais visas ekosistēmas pastāvēšanai nepieciešamais enerģijas avots ir ražotāji, kas absorbē saules enerģiju, siltumu un ķīmiskās saites. Tāpēc autotrofi ir visas ekosistēmas pirmā trofiskā līmeņa pārstāvji. Otro, trešo un ceturto līmeni veido patērētāji. Tie aizveras ar sadalītājiem, kas spēj pārvērst nedzīvu organisko vielu abiotiskā komponentā.
Ekosistēmu īpašības, īsumā parko varat lasīt šajā rakstā, nozīmē dabiskas attīstības un atjaunošanas iespēju.
Ekosistēmas galvenās sastāvdaļas
Ekosistēmas struktūra un īpašības ir galvenie jēdzieni, ar ko nodarbojas ekoloģija. Ir ierasts izcelt šādus rādītājus:
- klimata režīms, apkārtējās vides temperatūra, kā arī mitruma un apgaismojuma apstākļi;
- organiskas vielas, kas vielu ciklā saista abiotiskās un biotiskās sastāvdaļas;
- neorganiskie savienojumi, kas iekļauti enerģijas ciklā;
- ražotāji ir organismi, kas rada primāros produktus;
- fagotrofi - heterotrofi, kas barojas ar citiem organismiem vai lielām organisko vielu daļiņām;
- saprotrofi - heterotrofi, kas spēj iznīcināt mirušo organisko vielu, mineralizēt to un atgriezt ciklā.
Pēdējo trīs komponentu kombinācija veido ekosistēmas biomasu.
Ekosistēma, kuras īpašības un organizācijas principi tiek pētīti ekoloģijā, funkcionē pateicoties organismu blokiem:
- Saprofāgi - barojas ar mirušām organiskām vielām.
- Biofāgi - ēd citus dzīvos organismus.
Ekosistēmu ilgtspēja un bioloģiskā daudzveidība
Ekosistēmu īpašības ir saistītas ar tajā dzīvojošo sugu daudzveidību. Jo lielāka ir bioloģiskā daudzveidība un sarežģītāka barības ķēde, jo lielāka ir ekosistēmas noturība.
Bioloģiskā daudzveidība ir ļoti svarīga, jo tā ļaujveidot lielu skaitu kopienu, kas atšķiras pēc formas, struktūras un funkcijām un sniedz reālu iespēju to veidošanai. Tāpēc, jo lielāka ir bioloģiskā daudzveidība, jo vairāk kopienu var dzīvot, un jo vairāk var notikt bioģeoķīmiskas reakcijas, vienlaikus nodrošinot biosfēras kompleksu pastāvēšanu.
Vai šādi spriedumi par ekosistēmas īpašībām ir pareizi? Šo koncepciju raksturo integritāte, stabilitāte, pašregulācija un pašreproducējamība. Daudzi zinātniski eksperimenti un novērojumi sniedz apstiprinošu atbildi uz šo jautājumu.
Ekosistēmu produktivitāte
Produktivitātes pētījuma laikā tika izvirzīti tādi jēdzieni kā biomasa un augošas kultūras. Otrais termins nosaka visu organismu masu, kas dzīvo uz ūdens vai zemes platības vienības. Bet biomasa ir arī šo ķermeņu svars, bet enerģijas vai sausās organiskās vielas izteiksmē.
Biomasa ietver veselus ķermeņus (ieskaitot mirušos audus dzīvniekiem un augiem.) Biomasa kļūst par nekromasu tikai tad, kad mirst viss organisms.
Kopienas primārā ražošana ir biomasas veidošanās, ko veic ražotāji bez izņēmuma enerģijas, ko var iztērēt elpošanai uz laukuma vienību laika vienībā.
Atšķiriet bruto un neto primāro produkciju. Atšķirība starp tām ir elpošanas izmaksas.
Kopienas neto produktivitāte ir organisko vielu uzkrāšanās ātrums, kasnepatērē heterotrofus un rezultātā sadalītājus. Ir pieņemts rēķināt par gadu vai augšanas sezonu.
Kopienas sekundārā produktivitāte ir patērētāju enerģijas uzkrāšanās ātrums. Jo vairāk patērētāju ekosistēmā, jo vairāk enerģijas tiek apstrādāts.
Pašregulācija
Ekosistēmu īpašības ietver arī pašregulāciju, kuras efektivitāti regulē iedzīvotāju daudzveidība un to savstarpējās pārtikas attiecības. Kad viena primārā patērētāja skaits samazinās, plēsēji pāriet uz citām sugām, kas tiem agrāk bija sekundāras nozīmes.
Garas ķēdes var krustoties, tādējādi radot dažādu pārtikas attiecību iespēju atkarībā no upuru skaita vai ražas. Labvēlīgākajos laikos sugu skaits var tikt atjaunots - līdz ar to attiecības biogenocenozē normalizējas.
Neprātīga cilvēka iejaukšanās ekosistēmā var radīt negatīvas sekas. Divpadsmit trušu pāri, kas četrdesmit gadu laikā atvesti uz Austrāliju, ir savairojušies līdz vairākiem simtiem miljonu īpatņu. Tas notika, jo nebija pietiekami daudz plēsēju, kas ar tiem barojas. Rezultātā pūkaini dzīvnieki iznīcina visu veģetāciju kontinentālajā daļā.
Biosfēra
Biosfēra ir augstākā līmeņa ekosistēma, kas apvieno visas ekosistēmas vienā veselumā un nodrošina dzīvības iespēju uz planētas Zeme.
Biosfēras kā globālas ekosistēmas īpašību pētījumizinātnes ekoloģija. Ir svarīgi zināt, kā tiek sakārtoti procesi, kas ietekmē visu organismu dzīvi kopumā.
Biosfēras sastāvs ietver šādas sastāvdaļas:
- Hidrosfēra ir Zemes ūdens apvalks. Tas ir mobils un iekļūst visur. Ūdens ir unikāls savienojums, kas ir viens no jebkura organisma dzīvības pamatiem.
- Atmosfēra ir Zemes vieglākais gaisa apvalks, kas robežojas ar kosmosu. Pateicoties viņai, notiek enerģijas apmaiņa ar kosmosu;
- Litosfēra ir ciets Zemes apvalks, kas sastāv no magmatiskiem un nogulumiežiem.
- Pedosfēra - litosfēras augšējais slānis, ieskaitot augsni un augsnes veidošanās procesu. Tas robežojas ar visiem iepriekšējiem apvalkiem un noslēdz visus enerģijas un matērijas ciklus biosfērā.
Biosfēra nav slēgta sistēma, jo to gandrīz pilnībā nodrošina saules enerģija.
Mākslīgās ekosistēmas
Mākslīgās ekosistēmas ir sistēmas, kas izveidotas cilvēka darbības rezultātā. Tas ietver agrocenozes un dabiskās ekonomiskās sistēmas.
Cilvēka radītās ekosistēmas sastāvs un pamatīpašības maz atšķiras no reālās. Tam ir arī ražotāji, patērētāji un sadalītāji. Taču ir atšķirības matērijas pārdalē un enerģijas plūsmās.
Mākslīgās ekosistēmas no dabiskajām atšķiras ar šādiem parametriem:
- Daudz mazāk sugu un nepārprotams vienas vai vairāku no tām pārsvars.
- Salīdzinoši maza stabilitāte un spēcīga atkarība no visa veida enerģijas (ieskaitotpersona).
- Īsas barības ķēdes zemās sugu daudzveidības dēļ.
- Neslēgta vielu aprite, jo cilvēki ir izņēmuši kopienas produktus vai ražu. Tajā pašā laikā dabiskās ekosistēmas, gluži pretēji, cik vien iespējams iekļauj ciklā.
Mākslīgā vidē radītas ekosistēmas īpašības ir zemākas par dabiskajām. Ja jūs neatbalstāt enerģijas plūsmas, tad pēc noteikta laika dabiskie procesi tiks atjaunoti.
Meža ekosistēma
Meža ekosistēmas sastāvs un īpašības atšķiras no citām ekosistēmām. Šajā vidē nokrīt daudz vairāk nokrišņu nekā virs lauka, taču lielākā daļa no tiem nekad nesasniedz zemes virsmu un iztvaiko tieši no lapām.
Lapu koku mežu ekosistēmu pārstāv vairāki simti augu sugu un vairāki tūkstoši dzīvnieku sugu.
Mežā augošie augi ir īsti konkurenti un cīnās par saules gaismu. Jo zemāks līmenis, jo ēnā tolerantākas sugas tajā apmetās.
Galvenie patērētāji ir zaķi, grauzēji, putni un lielie zālēdāji. Visas barības vielas, kas vasarā atrodas augu lapās, rudenī nonāk zaros un saknēs.
Arī primārie patērētāji ir kāpuri un mizgrauži. Katru pārtikas līmeni pārstāv liels skaits sugu. Zālēdāju kukaiņu loma ir ļoti svarīga. Tie ir apputeksnētāji un kalpo kā barības avots nākamajam pārtikas ķēdes līmenim.
Saldūdens ekosistēma
Lielūdenskrātuves piekrastes zonā tiek radīti vislabvēlīgākie apstākļi dzīvo organismu dzīvei. Tieši šeit ūdens sasilst vislabāk un satur visvairāk skābekļa. Un tieši šeit dzīvo liels skaits augu, kukaiņu un mazu dzīvnieku.
Pārtikas attiecību sistēma saldūdenī ir ļoti sarežģīta. Augstākie augi patērē zālēdāju zivis, mīkstmiešus un kukaiņu kāpurus. Pēdējie savukārt ir barības avots vēžveidīgajiem, zivīm un abiniekiem. Plēsīgās zivis barojas ar mazākām sugām. Šeit barību atrod arī zīdītāji.
Bet organisko vielu paliekas nokrīt rezervuāra dibenā. Viņi attīsta baktērijas, ko patērē vienšūņi un filtrē gliemenes.
