Vides problēmas pašlaik ir vienas no aktuālākajām un prioritārākajām uz planētas. Liela uzmanība tiek pievērsta tam, kā cilvēki izmanto ezeru ekosistēmas un mežus. Aiz lielās zinātnes slēpjas termini, kas mūsdienās būtu jāzina ne tikai skolēnam, bet ikvienam sevi cienošam pieaugušajam. Mēs bieži dzirdam "ekosistēmu piesārņojumu", ko tas nozīmē? Kādas ir ekosistēmas daļas? Disciplīnas pamati tiek doti jau pamatskolā. Kā piemēru varam izcelt tēmu "Meža ekosistēma" (3. klase).
Kāpēc ekoloģija kā zinātne radās?
Šī ir salīdzinoši jauna bioloģiskā disciplīna, kas radās cilvēces darba aktivitātes straujās attīstības rezultātā. Dabas resursu pastiprināta izmantošana ir radījusi disharmoniju starp cilvēkiem un apkārtējo pasauli. Termins "ekoloģija", ko 1866. gadā ierosināja E. Hekels, burtiski tulkots no grieķu valodas kā "zinātne par mājām, dzīvotni, pajumti". Citiem vārdiem sakot, šī ir mācība par dzīvo organismu attiecībām ar vidi.
Ekoloģija, tāpat kā jebkura cita zinātne, neradāsuzreiz. Bija vajadzīgi gandrīz 70 gadi, līdz parādījās jēdziens "ekosistēma".
Zinātnes attīstības posmi un pirmie termiņi
19. gadsimtā zinātnieki uzkrāja zināšanas, nodarbojās ar ekoloģisko procesu aprakstīšanu, jau pieejamo materiālu vispārināšanu un sistematizēšanu. Sāka parādīties pirmie naki termini. Piemēram, K. Mobiuss piedāvāja jēdzienu "biocenoze". Tas attiecas uz dzīvo organismu kopumu, kas pastāv tādos pašos apstākļos.
Nākamajā zinātnes attīstības posmā tiek izdalīta galvenā mērīšanas kategorija - ekosistēma (A. J. Tensley 1935. gadā un R. Lindermans 1942. gadā). Zinātnieki ir pētījuši enerģijas un trofiskos (uztura) vielmaiņas procesus ekosistēmas dzīvo un nedzīvo komponentu līmenī.
Trešajā posmā tika analizēta dažādu ekosistēmu mijiedarbība. Tad tie visi tika apvienoti tādā lietā kā biosfēra.
Pēdējos gados zinātne galvenokārt ir vērsta uz cilvēka mijiedarbību ar vidi, kā arī uz antropogēno faktoru postošo ietekmi.
Kas ir ekosistēma?
Tas ir dzīvo būtņu komplekss ar to dzīvotni, kas funkcionāli apvienots vienotā veselumā. Starp šiem ekoloģiskajiem komponentiem noteikti ir savstarpēja atkarība. Pastāv saikne starp dzīviem organismiem un to vidi vielu, enerģijas un informācijas līmenī.
Šo terminu 1935. gadā pirmo reizi ierosināja britu botāniķis A. Tanslijs. Viņš arī noteica, no kurām daļām sastāv ekosistēma. Krievu biologs V. N. Sukačovs ieviesa jēdzienu "biogeocenoze" (1944d.), kas ir mazāk apjomīgs attiecībā pret ekosistēmu. Biogeocenožu varianti var būt egļu mežs, purvs. Ekosistēmu piemēri ir okeāns, Volgas upe.
Visus dzīvos organismus var ietekmēt biotiskie, abiotiskie un antropogēnie vides faktori. Piemēram:
- varde apēda odu (biotiskais faktors);
- cilvēks lietū kļuva slapjš (abiotiskais faktors);
- cilvēki izcērt mežu (antropogēns faktors).
Komponentes
No kādām daļām sastāv ekosistēma? Ir divas galvenās ekosistēmas sastāvdaļas vai daļas – biotops un biocenoze. Biotops ir vieta vai teritorija, kurā dzīvo dzīvā kopiena (biocenoze).
Biotopa jēdziens ietver ne tikai pašu biotopu (piemēram, augsni vai ūdeni), bet arī abiotiskus (nedzīvus) faktorus. Tie ietver klimatiskos apstākļus, temperatūru, mitrumu utt.
Struktūra
Jebkurai ekoloģiskajai sistēmai ir noteikta struktūra. To raksturo noteiktu dzīvo organismu šķirņu klātbūtne, kas var ērti eksistēt šajā konkrētajā vidē. Piemēram, brieža vabole dzīvo kalnu apvidos.
Visu veidu dzīvie organismi ir sadalīti ekosistēmā, kas strukturēta: horizontāli vai vertikāli. Vertikālo struktūru attēlo augu organismi, kas atkarībā no tiem nepieciešamā saules enerģijas daudzuma sarindojas pa līmeņiem vai stāviem.
Bieži testos skolēniem tiek dots uzdevums sadalīt stāvus meža ekosistēmā (3. klase). Apakšējais stāvs ir pakaiši (pagrabs), kas veidojas kritušo lapu, skuju, mirušo organismu uc dēļ. Nākamo līmeni (virsmu) aizņem sūnas, ķērpji, sēnes. Nedaudz augstāk - zāle, starp citu, dažos mežos šī stāva var arī nebūt. Tālāk seko krūmu un jauno koku dzinumu slānis, kam seko mazi koki, un augšējo stāvu aizņem lieli, augsti koki.
Horizontāla struktūra ir dažādu organismu vai mikrogrupu veidu mozaīkas izkārtojums atkarībā no to barības ķēdēm.
Svarīgas funkcijas
Dzīvi organismi, kas apdzīvo noteiktu ekoloģisku sistēmu, barojas viens no otra, lai saglabātu savu dzīvības aktivitāti. Tādā veidā veidojas ekosistēmas barības vai trofiskās ķēdes, kas sastāv no saitēm.
Producenti vai autotrofi pieder pirmajai saitei. Tie ir organismi, kas ražo (ražo), sintezē organiskās vielas no neorganiskām. Piemēram, augs patērē oglekļa dioksīdu un fotosintēzes laikā atbrīvo skābekli un glikozi, organisko savienojumu.
Starpposms - sadalītāji (saprotrofi vai iznīcinātāji-iznīcinātāji). Tajos ietilpst tie organismi, kas spēj sadalīt nedzīvu augu vai dzīvnieku atliekas. Rezultātā organiskās vielas pārvēršas neorganiskās vielās. Sadalītāji ir mikroskopiskas sēnītes, baktērijas.
Trešā saite ir patērētāju grupa (patērētāji vai heterotrofi), kas ietverCilvēks. Šīs dzīvās būtnes nevar sintezēt organiskos savienojumus no neorganiskiem, tāpēc tās iegūst tos gatavus no vides. Pirmās kārtas patērētāji ir zālēdāju organismi (govs, zaķis u.c.), un nākamie pasūtījumi ir plēsēji plēsēji (tīģeris, lūsis, lauva), visēdāji (lācis, cilvēks).
Ekosistēmu veidi
Jebkura ekoloģiskā sistēma ir atvērta. Tā var pastāvēt arī izolētā veidā, tās robežas ir izplūdušas. Atkarībā no izmēra izšķir ļoti mazas jeb mikroekoloģiskās sistēmas (cilvēka mutes dobums), vidējas jeb mezoekoloģiskās sistēmas (mežmala, līcis) un makroekoloģiskās sistēmas (okeāns, Āfrika).
Atkarībā no izcelsmes metodes pastāv spontāni radītas vai dabiskas ekosistēmas un mākslīgas vai cilvēka radītas. Dabas veidošanās ekosistēmu piemēri: jūra, strauts; mākslīgais - dīķis.
Pēc to atrašanās vietas kosmosā izšķir ūdens (peļķe, okeāns) un sauszemes (tundra, taiga, meža stepe) ekoloģiskās sistēmas. Pirmie, savukārt, ir sadalīti jūras un saldūdens. Saldūdens var būt lotiskais (strauts vai upe), lēca (rezervuārs, ezers, dīķis) un mitrājs (purvs).
Ekosistēmu un to cilvēku izmantošanas piemēri
Cilvēkam var būt antropogēna ietekme uz ekosistēmu. Jebkurš cilvēku dabas izmantojums ietekmē ekoloģisko sistēmu reģiona, valsts vai planētas līmenī.
Pārmērīgas ganīšanas rezultātāneracionāla dabas apsaimniekošana un mežu izciršana, tiek iznīcinātas uzreiz divas mezoekosistēmas (lauks, mežs), kuru vietā veidojas antropogēns tuksnesis. Diemžēl šādu ekosistēmu piemēru ir daudz.
Tam, kā cilvēki izmanto ezeru ekosistēmas, ir liela reģionālā nozīme. Piemēram, termiskā piesārņojuma gadījumā sakarsēta ūdens novadīšanas rezultātā ezerā tas pārpurvojas. Dzīvās radības (zivis, vardes u.c.) mirst, aktīvi vairojas zilaļģes. Galvenais pasaules saldūdens krājums ir koncentrēts ezeros. Līdz ar to šo ūdenstilpņu piesārņojums izraisa ne tikai reģionālās, bet arī globālās pasaules ekosistēmas traucējumus.
