Kaikki planeettamme organismien monimuotoisuus liittyy erottamattomasti toisiinsa. Ei ole olemassa sellaista olentoa, joka voisi olla erillään kaikista, tiukasti yksilöllisesti. Kuitenkaan eivät vain organismit ole läheisessä yhteydessä, vaan myös ulkoisen ja sisäisen ympäristön tekijät vaikuttavat koko biomiin. Yhdessä koko elävän ja elottoman luonnon kompleksia edustaa ekosysteemien rakenne ja niiden ominaisuudet. Mikä tämä käsite on, mitkä parametrit sille on ominaista, yritetään ymmärtää artikkeli.
Ekosysteemien käsite
Mikä on ekosysteemi? Ekologian näkökulmasta tämä on kaikentyyppisten organismien yhteistä yhteiselämän toimintaa riippumatta luokkaan kuulumisesta ja ympäristötekijöistä, sekä bioottisista että abioottisista.
Ekosysteemien ominaisuudet selittyvät niiden ominaisuuksilla. Tämä termi mainittiin ensimmäisen kerran vuonna 1935. A. Tansley ehdotti sen käyttämistä kuvaamaan "kompleksia, joka ei koostu pelkästään organismeista vaan myös niiden ympäristöstä". Itse käsite on melko laaja, se on ekologian suurin yksikkö ja myös tärkeä. Toinen nimi on biogeocenosis, vaikka näiden käsitteiden erot ovat edelleen olemassapieni syö.
Ekosysteemien pääominaisuus on orgaanisen ja epäorgaanisen aineen jatkuva vuorovaikutus niissä, energia, lämmön uudelleenjakautuminen, alkuaineiden kulkeutuminen, elävien olentojen monimutkainen vaikutus toisiinsa. Kaiken kaikkiaan on useita tärkeimpiä ominaispiirteitä, joita kutsutaan ominaisuuksiksi.
Ekosysteemien perusominaisuudet
On kolme pääasiallista:
- itsesääntely;
- kestävä kehitys;
- itsejäljennys;
- vaihtaa toinen toiseen;
- rehellisyys;
- syntyviä ominaisuuksia.
Kysymykseen, mikä on ekosysteemien pääominaisuus, voidaan vastata eri tavoin. Ne kaikki ovat tärkeitä, koska vain niiden yhdistetty läsnäolo mahdollistaa tämän käsitteen olemassaolon. Tarkastellaan jokaista ominaisuutta yksityiskohtaisesti ymmärtääksemme sen tärkeyden ja olemuksen.
Ekosysteemin itsesääntely
Tämä on ekosysteemin pääominaisuus, mikä edellyttää elämän itsenäistä hallintaa kussakin biogeocenoosissa. Eli eliöryhmällä, joka on läheisessä suhteessa muihin eläviin olentoihin sekä ympäristötekijöihin, on suora vaikutus koko rakenteeseen kokonaisuutena. Heidän elintärkeä toimintansa voi vaikuttaa ekosysteemin vakauteen ja itsesääntelyyn.
Esimerkiksi jos puhumme petoeläimistä, ne syövät saman lajin kasvinsyöjiä täsmälleen, kunnes niiden lukumäärä vähenee. Edelleen syöminen pysähtyy, ja saalistajavaihtaa toiseen ravintolähteeseen (eli erilaiseen kasvinsyöjään). Siten käy ilmi, että laji ei ole täysin tuhoutunut, se pysyy levossa, kunnes vaadittu runsausindikaattori on palautunut.
Ekosysteemissä ei voi tapahtua lajien luonnollista sukupuuttoa sen seurauksena, että muut yksilöt syövät sen. Tästä itsesääntelyssä on kyse. Eli eläimet, kasvit, sienet, mikro-organismit hallitsevat toisiaan, vaikka ne ovat ruokaa.
Myös itsesääntely on ekosysteemien pääominaisuus myös siksi, että sen ansiosta erilaisten energiamuotojen muunnos tapahtuu hallitulla tavalla. Epäorgaaniset aineet, orgaaniset yhdisteet, alkuaineet - kaikki ovat läheisessä yhteydessä ja yleisessä kierrossa. Kasvit käyttävät suoraan aurinkoenergiaa, eläimet syövät kasveja, muuttaen tämän energian kemiallisiksi sidoksiksi, kuolemansa jälkeen mikro-organismit hajottavat ne jälleen epäorgaanisiksi aineiksi. Prosessi on jatkuva ja syklinen ilman ulkopuolista häiriötä, jota kutsutaan itsesäätelyksi.
Kestävä kehitys
Ekosysteemillä on muitakin ominaisuuksia. Itsesääntely liittyy läheisesti resilienssiin. Se, kuinka kauan tämä tai tuo ekosysteemi säilyy, miten se säilyy ja muuttuuko muut, riippuu useista syistä.
Todellinen talli on se, jossa ei ole paikkaa ihmisen puuttumiselle. Siinä on jatkuvasti vakaasti korkea määrä kaikentyyppisiä organismeja, ympäristöolosuhteiden vaikutuksesta ei tapahdu muutoksia taine ovat merkityksettömiä. Periaatteessa mikä tahansa ekosysteemi voi olla kestävä.
Ihminen voi häiritä tätä tilaa puuttumalla asiaan ja rikkomalla vakiintunutta järjestystä (metsien hävittäminen, eläinten ampuminen, hyönteisten hävittäminen jne.). Myös luonto itse voi vaikuttaa kestävyyteen, jos ilmasto-olosuhteet muuttuvat dramaattisesti ilman, että organismeille annetaan aikaa sopeutua. Esimerkiksi luonnonkatastrofit, ilmastonmuutos, veden niukkuus jne.
Mitä enemmän eri lajien monimuotoisuutta on, sitä pidempään ekosysteemit ovat olemassa. Ekosysteemin ominaisuudet - vakaus ja itsesääntely - ovat perusta, jolle tämä käsite yleensä perustuu. On olemassa termi, joka tiivistää nämä ominaisuudet - homeostaasi. Eli pysyvyyden säilyttäminen kaikessa - lajien monimuotoisuus, niiden runsaus, ulkoiset ja sisäiset tekijät. Esimerkiksi tundran ekosysteemit muuttuvat todennäköisemmin kuin trooppiset metsät. Loppujen lopuksi niissä olevien elävien olentojen geneettinen monimuotoisuus ei ole niin suuri, mikä tarkoittaa. ja eloonjäämisprosentti laskee jyrkästi.
Itsetoistettavuus
Jos mietit tarkkaan kysymystä siitä, mikä on ekosysteemien pääominaisuus, voit päätyä siihen johtopäätökseen, että itsetoistettavuus ei ole yhtä tärkeä edellytys niiden olemassaololle. Itse asiassa ilman jatkuvaa komponenttien, kuten:
- organismit;
- maaperän koostumus;
- veden läpinäkyvyys;
- ilman happikomponentti ja niin edelleen.
Kestävyydestä ja itsesääntelystä on vaikea puhua. Jotta biomassa elpyisi jatkuvasti ja määrätuettuina on tärkeää saada riittävästi ruokaa, vettä sekä suotuisat elinolosuhteet. Minkä tahansa ekosysteemin sisällä vanhoja yksilöitä korvataan jatkuvasti nuorilla, sairailla terveillä, vahvoilla ja sitkeillä yksilöillä. Tämä on normaali edellytys niiden olemassaololle. Tämä on mahdollista vain oikea-aikaisen itsetoistettavuuden ehdolla.
Tällaisen ekosysteemin ominaisuuksien ilmentyminen takaa jokaisen lajin alleelien geneettisen säilymisen. Muuten kokonaiset elävien olentojen suvut ja tyypit, luokat ja perheet kuolisivat sukupuuttoon ilman myöhempää ennallistamista.
Jatkossa
Ekosysteemien tärkeitä ominaisuuksia ovat myös ekosysteemien muuttuminen. Tätä prosessia kutsutaan peräkkäisyydeksi. Se tapahtuu ulkoisten abioottisten tekijöiden muutoksen vaikutuksesta ja kestää useista kymmenistä vuosista miljooniin. Tämän ilmiön ydin on yhden ekosysteemin peräkkäinen korvautuminen toisella sekä elävien organismien välillä syntyvien sisäisten tekijöiden että elottoman luonnon ulkoisten olosuhteiden vaikutuksesta pitkään.
Myös merkittävä syy periytymiseen on ihmisen taloudellinen toiminta. Joten metsät korvautuvat niityillä ja suoilla, järvet muuttuvat aavikoiksi tai tulvaniityiksi, pellot kasvavat puilla ja muodostuu metsä. Luonnollisesti myös eläimistössä tapahtuu merkittäviä muutoksia.
Kuinka kauan peräkkäisyys kestää? Juuri siihen vaiheeseen, kun muodostuu sopivin ja erityisiin olosuhteisiin mukautettu biogeocenoosi. Esimerkiksi Kaukan havumetsätItä (taiga) on jo vakiintunut alkuperäiskansojen biokenoosi, joka ei muutu edelleen. Se muodostui tuhansien vuosien aikana, jonka aikana tapahtui useampi kuin yksi ekosysteemimuutos.
Emergent Properties
Nämä ekosysteemien ominaisuudet ovat äskettäin ilmaantuneita, uusia ja aiemmin epätyypillisiä piirteitä, jotka ilmenevät biogeosenoosissa. Ne syntyvät kaikkien tai useiden koko järjestelmän osallistujien monimutkaisen työn tuloksena.
Tyypillinen esimerkki on koralliriuttayhteisö, joka on seurausta coelenteraattien ja levien välisestä vuorovaikutuksesta. Korallit ovat v altavan määrän biomassaa, alkuaineita ja yhdisteitä, joita ei ollut olemassa tässä yhteisössä ennen niitä, päälähde.
Ekosysteemin toiminnot
Ekosysteemien ominaisuudet ja toiminnot liittyvät läheisesti toisiinsa. Joten esimerkiksi sellainen ominaisuus kuin eheys edellyttää jatkuvan vuorovaikutuksen ylläpitämistä kaikkien osallistujien välillä. Mukaan lukien elottoman luonnon tekijät. Ja yksi toiminnoista on juuri erilaisten energiatyyppien harmoninen siirtyminen toisiinsa, mikä on mahdollista elementtien sisäisen kierron ehdolla kaikkien väestön osien välillä ja biokenoosien itsensä välillä.
Yleensä ekosysteemien rooli määräytyy niiden sisällä tapahtuvan vuorovaikutuksen tyypin mukaan. Minkä tahansa biogeosenoosin pitäisi antaa tietty biologinen lisäys biomassalle sen olemassaolon seurauksena. Tämä on yksi toiminnoista. Kasvu riippuu elävien ja elottomien tekijöiden yhdistelmästä ja voi vaihdella suuresti. Näin ollen biomassa on paljon suurempi alueilla, joilla on korkea kosteus ja hyvä valaistus. Tämä tarkoittaa, että sen kasvu on paljon suurempaa verrattuna esimerkiksi autiomaahan.
Ekosysteemin toinen tehtävä on transformaatio. Se merkitsee suunnattua energian muutosta, sen muuttumista eri muotoihin elävien olentojen vaikutuksesta.
Rakenne
Ekosysteemien koostumus ja ominaisuudet määräävät niiden rakenteen. Mikä on biogeocenoosin rakenne? Ilmeisesti se sisältää kaikki tärkeimmät linkit (sekä elävät että abioottiset). Tärkeää on myös se, että yleisesti ottaen koko rakenne on suljettu kiertokulku, mikä vahvistaa jälleen kerran ekosysteemien perusominaisuudet.
Kaikessa biogeosenoosissa on kaksi päälinkkiä.
1. Ekotooppi - joukko abioottisia tekijöitä. Häntä puolestaan edustaa:
- ilmasto (ilmapiiri, kosteus, valo);
- edafotopoomi (maaperän komponentti).
2. Biokenoosi - kaikentyyppisten elävien olentojen kokonaisuus tietyssä ekosysteemissä. Sisältää kolme päälinkkiä:
- eläintauti - kaikki eläinolennot;
- fytokenoosi - kaikki kasviorganismit;
- mikrobokenoosi - kaikki bakteerien edustajat.
Yllä olevan rakenteen mukaan on selvää, että kaikki linkit ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa ja muodostavat yhden verkon. Tämä yhteys ilmenee ennen kaikkea energian imeytymisessä ja muuntamisessa. Toisin sanoen ravintoketjuissa ja verkoissapopulaatioiden sisällä ja välillä.
Tällaista biogeosenoosin rakennetta ehdotti V. N. Sukachev vuonna 1940, ja se on edelleen ajankohtainen.
Aikuinen ekosysteemi
Eri biogeosenoosien ikä voi vaihdella suuresti. Luonnollisesti nuoren ja kypsän ekosysteemin ominaispiirteiden tulee olla erilaisia. Ja niin se on.
Mikä kypsän ekosysteemin ominaisuus erottaa sen suhteellisen hiljattain muodostuneesta ekosysteemistä? Niitä on useita, harkitse niitä kaikkia:
- Jokaisen populaation lajit ovat muodostuneet, pysyviä eivätkä ne korvaa (syrjäydy) toisilla.
- Yksilöjen monimuotoisuus on jatkuvaa eikä muutu enää.
- Koko yhteisö säätelee vapaasti itseään, homeostaasi on korkea.
- Jokainen organismi on täysin sopeutunut ympäristöolosuhteisiin, biokenoosin ja ekotoopin rinnakkaiselo on mahdollisimman mukavaa.
Jokainen ekosysteemi käy läpi peräkkäisyyttä, kunnes sen huipentuma saavutetaan – pysyvä tuottavin ja hyväksyttävin lajien monimuotoisuus. Silloin biogeosenoosi alkoi vähitellen muuttua kypsäksi yhteisöksi.
Eliöryhmät biogeocenoosissa
On luonnollista, että kaikki elävät olennot yhdessä ekosysteemissä ovat yhteydessä toisiinsa yhdeksi kokonaisuudeksi. Samalla niillä on myös v altava vaikutus maaperän koostumukseen, ilmaan, veteen - kaikkiin abioottisiin komponentteihin.
On tapana erottaa useita organismiryhmiä niiden kyvyn mukaan absorboida ja muuntaa energiaa kussakin biogeokenoosissa.
- Tuottajat ovat niitäjoka tuottaa orgaanista ainetta epäorgaanisista komponenteista. Nämä ovat vihreitä kasveja ja tietyntyyppisiä bakteereja. Niiden tapa absorboida energiaa on autotrofinen, ne absorboivat suoraan auringon säteilyä.
- Kuluttajat tai biofaagit - ne, jotka kuluttavat valmiita orgaanisia aineita syömällä eläviä olentoja. Nämä ovat lihansyöjiä, hyönteisiä, joitain kasveja. Tämä sisältää myös kasvinsyöjät.
- Saprotrofit ovat organismeja, jotka pystyvät hajottamaan orgaanista ainesta ja kuluttavat siten ravinteita. Eli ne syövät kasvien ja eläinten kuolleita jäänteitä.
Ilmeisesti kaikki järjestelmän osallistujat ovat toisistaan riippuvaisessa asemassa. Ilman kasveja kasvinsyöjät eivät voi saada ruokaa, ja ilman niitä saalistajat kuolevat. Saprofagit eivät käsittele yhdisteitä, tarvittavien epäorgaanisten yhdisteiden määrää ei palauteta. Kaikkia näitä suhteita kutsutaan ravintoketjuiksi. Suurissa yhteisöissä ketjut muuttuvat verkostoiksi, muodostuu pyramideja. Troofisiin vuorovaikutuksiin liittyvien kysymysten tutkiminen on ekologian tiedettä.
Ihmisen rooli ekosysteemeihin vaikuttamisessa
Tästä puhutaan tänään paljon. Lopulta ihminen on ymmärtänyt ekosysteemille viimeisten 200 vuoden aikana aiheutuneiden vahinkojen täyden mittakaavan. Tällaisen käytöksen seuraukset ovat tulleet ilmeisiksi: happosateet, kasvihuoneilmiö, ilmaston lämpeneminen, makean veden saatavuuden väheneminen, maaperän köyhtyminen, metsäalueiden väheneminen ja niin edelleen. Voit osoittaa ongelmia äärettömän pitkään, koska niitä on v altava määrä.
Kaikki tämä on juuri se rooli, joka ihmisellä on ollut ja on edelleen ekosysteemissä. Massakaupungistuminen, teollistuminen, teknologian kehittyminen, avaruustutkimus ja muu ihmisen toiminta ei johda pelkästään elottoman luonnon tilan komplikaatioon, vaan myös sukupuuttoon ja planeetan biomassan vähenemiseen.
Jokainen ekosysteemi tarvitsee ihmisen suojelua, varsinkin nykyään. Siksi meidän jokaisen tehtävä on tarjota hänelle tukea. Tämä ei vaadi paljon - hallituksen tasolla kehitetään luonnonsuojelumenetelmiä, tavallisten ihmisten tulisi vain noudattaa vahvistettuja sääntöjä ja yrittää pitää ekosysteemit ehjinä ilman, että niiden koostumukseen lisätään liiallista määrää erilaisia aineita ja alkuaineita.
