ظرفیت اکوسیستم ورق تقلب: اکوسیستم و خواص آن

اکولوژی در نظر می گیردتعامل بین موجودات زنده و طبیعت بی جان این کنش متقابل اولاً در یک سیستم معین (نظام اکولوژیکی، اکوسیستم) رخ می دهد و ثانیاً آشفته نیست، بلکه به شیوه ای خاص سازمان یافته و تابع قوانین است. اکوسیستم مجموعه‌ای از تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان و تغذیه‌کننده‌های ریزه‌ای است که از طریق تبادل ماده، انرژی و اطلاعات با یکدیگر و با محیط اطراف خود در تعامل هستند به گونه‌ای که این سیستم واحد برای مدت طولانی پایدار بماند. بنابراین، یک اکوسیستم طبیعی با سه ویژگی مشخص می شود:

• 1) یک اکوسیستم لزوماً ترکیبی از اجزای زنده و غیر زنده است
• 2) در داخل اکوسیستم، یک چرخه کامل انجام می شود که با ایجاد ماده آلی شروع می شود و با تجزیه آن به اجزای معدنی پایان می یابد.
• 3) اکوسیستم برای مدتی پایدار می ماند که توسط ساختار معینی از اجزای زنده و غیر زنده تأمین می شود.

نمونه هایی از اکوسیستم های طبیعی عبارتند از دریاچه، جنگل، صحرا، تندرا، خشکی، اقیانوس، زیست کره. همانطور که از مثال ها مشخص است، اکوسیستم های ساده تر در اکوسیستم های پیچیده تر گنجانده شده اند. در همان زمان، سلسله مراتبی از سازماندهی سیستم ها، در این مورد، اکولوژیک تحقق می یابد. بنابراین دستگاه طبیعت باید به عنوان یک سیستم در نظر گرفته شود، متشکل از اکوسیستم های تو در تو، که بالاترین آنها یک اکوسیستم جهانی منحصر به فرد - زیست کره است. در چارچوب آن، تبادل انرژی و ماده بین تمام اجزای زنده و غیر زنده در مقیاس سیاره ای وجود دارد. فاجعه ای که همه بشر را تهدید می کند این است که یکی از نشانه هایی که یک اکوسیستم باید نقض می شد: زیست کره به عنوان یک اکوسیستم توسط فعالیت های انسانی از حالت ثبات خارج شده است. به دلیل مقیاس و تنوع روابط متقابل، نباید از این بابت از بین برود، در حالی که ساختار خود را اولاً بی جان و پس از آن ناگزیر زندگی می کند، به حالت پایدار جدیدی خواهد رفت. انسان به عنوان یک گونه بیولوژیک، کمترین شانس را برای سازگاری با شرایط جدید به سرعت در حال تغییر خارجی دارد و احتمالاً اولین کسی است که ناپدید می شود. نمونه آموزنده و گویا در این مورد، داستان جزیره ایستر است. در یکی از جزایر پلینزی به نام جزیره ایستر، در نتیجه فرآیندهای مهاجرتی پیچیده در قرن هفتم، تمدن بسته جدا شده از کل جهان بوجود آمد. در آب و هوای نیمه گرمسیری مساعد، طی صدها سال وجود، به ارتفاعات خاصی رسیده است و فرهنگ و نوشتاری اصیل را ایجاد کرده است که تا به امروز قابل رمزگشایی نیست. و در قرن هفدهم بدون هیچ اثری از بین رفت و ابتدا گیاهان و جانوران جزیره را از بین برد و سپس خود را در وحشیگری و آدمخواری پیشرونده نابود کرد. آخرین ساکنان جزیره دیگر اراده و مواد لازم برای ساختن «کشتی‌های نوح» را نداشتند - قایق یا قایق. به یاد خود، جامعه ناپدید شده جزیره ای نیمه بیابانی با مجسمه های سنگی غول پیکر - شاهدان قدرت سابق خود را ترک کرد. بنابراین اکوسیستم مهمترین واحد ساختاری ساختار جهان پیرامون است. همانطور که مشاهده می شود، اساس اکوسیستم ها از ماده زنده تشکیل شده است که با ساختار زنده و زیستگاهی که توسط ترکیبی از عوامل محیطی تعیین می شود مشخص می شود.

زیست بوم، یا سیستم اکولوژیکی(از یونانی باستان οἶκος - مسکن، سکونت و سیستم - سیستم) - یک سیستم بیولوژیکی متشکل از جامعه ای از موجودات زنده ( بیوسنوززیستگاه آنها ( بیوتوپ) سیستمی از ارتباطات است که ماده و انرژی را بین آنها مبادله می کند.

دانشمندان اکوسیستم ها را به میکرواکوسیستم ها (به عنوان مثال درخت)، مزواکوسیستم ها (جنگل، برکه) و اکوسیستم های کلان (اقیانوس، قاره) متمایز می کنند. زیست کره به اکوسیستم جهانی تبدیل شده است.

ویژگی-ویژگی هایی وجود دارد که به شما امکان می دهد مفهوم اکوسیستمی را که به عنوان یک موضوع مقررات قانونی عمل می کند، تعریف کنید. این شامل:

1. بسته شدن اکوسیستم. عملکرد مستقل آن می توان گفت که مثلاً یک قطره آب، یک جنگل، یک دریا و غیره. اکوسیستم هستند، زیرا هر یک از این اجسام دارای سیستم ارگانیسم های پایدار خود هستند (سیلات در یک قطره، ماهی در دریا و غیره). ماهیت بسته سیستم های اکولوژیکی همه استفاده کنندگان از منابع طبیعی را موظف می کند که پیامدهای زیست محیطی اقدامات خود را در نظر بگیرند، حتی اگر جلوه های قابل مشاهده ای از تأثیر بر طبیعت وجود نداشته باشد. بنابراین، قرار دادن یک جاده در یک منطقه باز، در نگاه اول، محیط زیست را تحت تاثیر قرار نمی دهد. اما تحت شرایط خاص، جاده می تواند به منبع فاجعه زیست محیطی تبدیل شود، به عنوان مثال، اگر بدون در نظر گرفتن جریان آب سیل، که در صورت انباشته شدن، می تواند پوشش زمین را از بین ببرد، احداث شود.

2. به هم پیوستگی اکوسیستم ها. این ویژگی مستلزم یک رویکرد یکپارچه برای استفاده از اشیاء طبیعی است که در عمل به آن منظره می گویند. به عنوان مثال، هنگام تخصیص زمین برای زمین های زراعی یا انجام احیای زمین، لازم است مسیرهای مهاجرت نمایندگان جانوران وحشی در نظر گرفته شود، بوته ها، باتلاق ها، کپسول ها و غیره دست نخورده باقی بمانند، یعنی دست نخورده نگه دارند. مناظر ایجاد شده در منطقه را بر هم بزند. رویکرد چشم انداز امکان اطمینان از یک اولویت کلی اکولوژیکی در مدیریت طبیعت را فراهم می کند که بر اساس آن همه انواع استفاده از اشیاء طبیعی باید تابع الزامات رفاه اکولوژیکی محیط طبیعی باشد.

3. تولید زیستیاین ویژگی به بازتولید خود اکوسیستم، انجام یک عملکرد خاص کمک می کند، که در نتیجه وضعیت حقوقی متفاوت یک شی طبیعی را تعیین می کند. بنابراین، زمین های افزایش باروری باید برای نیازهای کشاورزی اختصاص داده شود، و برای اهداف دیگر - غیرمولد. بهره وری همچنین هنگام تعیین هزینه برای استفاده از یک شی طبیعی، هنگام اخذ مالیات، در صورت جبران خسارت یا وقوع یک رویداد بیمه شده در نظر گرفته می شود.

نمونه اکوسیستم - حوضچه ای با گیاهانی که در آن زندگی می کنند، ماهی ها، بی مهرگان، میکروارگانیسم هایی که جزء زنده سیستم را تشکیل می دهند، بیوسنوز. یک برکه به عنوان یک اکوسیستم با رسوبات کف با یک ترکیب خاص، ترکیب شیمیایی (ترکیب یونی، غلظت گازهای محلول) و پارامترهای فیزیکی (شفافیت آب، روند تغییرات دمای سالانه)، و همچنین شاخص های خاصی از بهره وری بیولوژیکی مشخص می شود. وضعیت تغذیه ای مخزن و شرایط خاص این مخزن.

نمونه دیگری از یک سیستم اکولوژیکی - جنگل برگریز در مرکز روسیه با ترکیب معینی از بستر جنگل، خاک مشخصه این نوع جنگل ها و جامعه گیاهی پایدار، و در نتیجه، با شاخص های ریز اقلیم کاملاً تعریف شده (دما، رطوبت، نور) و مجموعه ای از حیوانات. موجودات مربوط به چنین شرایط محیطی.

جنبه مهمی که تعیین انواع و مرزهای اکوسیستم ها را ممکن می سازد، ساختار تغذیه ای جامعه و نسبت تولیدکنندگان زیست توده، مصرف کنندگان آن و موجودات تخریب کننده زیست توده و همچنین شاخص های بهره وری و متابولیسم ماده و انرژی است. .

اکوسیستم یک سیستم پیچیده، خودسازمانده، خودتنظیم کننده و خود در حال توسعه است. ویژگی اصلی یک اکوسیستم وجود نسبتا بسته، پایدار در فضا و زمان است جریان های ماده و انرژیبین بخش های زنده و غیر زنده یک اکوسیستم از این نتیجه می شود که هر سیستم بیولوژیکی را نمی توان یک اکوسیستم نامید، به عنوان مثال، یک آکواریوم یا یک کنده پوسیده نیست.

چنین سیستم هایی را باید اجتماعات درجه پایین تر یا عالم خرد نامید. گاهی از مفهوم رخساره برای آنها استفاده می شود (مثلاً در زمین شناسی)، اما قادر به توصیف کامل چنین سیستم هایی به ویژه با منشاء مصنوعی نیست.

اکوسیستم یک سیستم باز است و با جریان های ورودی و خروجی ماده و انرژی مشخص می شود. اساس وجود تقریباً هر اکوسیستمی جریان انرژی نور خورشید است که نتیجه واکنش گرما هسته ای خورشید به صورت مستقیم (فتوسنتز) یا غیر مستقیم (تجزیه مواد آلی) است. استثنا اکوسیستم های اعماق دریا (سیگاری های "سیاه" و "سفید") هستند که منبع انرژی در آنها گرمای داخلی زمین و انرژی واکنش های شیمیایی است.

با توجه به تعاریف، تفاوتی بین مفاهیم «اکوسیستم» و «بیوژئوسنوز» وجود ندارد، بیوژئوسنوز را می‌توان مترادف کامل واژه اکوسیستم دانست. با این حال، عقیده گسترده ای وجود دارد که بیوژئوسنوز می تواند به عنوان آنالوگ یک اکوسیستم در همان سطح اولیه عمل کند، زیرا اصطلاح "biogeocenosis" تاکید بیشتری بر ارتباط یک بیوسنوز با یک منطقه خاص از زمین یا زمین دارد. محیط آبی، در حالی که یک اکوسیستم دلالت بر هر منطقه انتزاعی دارد. بنابراین، بیوژئوسنوزها معمولاً یک مورد خاص از یک اکوسیستم در نظر گرفته می شوند.

یک اکوسیستم را می توان به دو بخش - زیستی و غیر زنده تقسیم کرد. بیوتیک به اجزای اتوتروف (ارگانیسم هایی که انرژی اولیه را برای وجود خود از فتوسنتز یا تولیدکنندگان دریافت می کنند) و هتروتروف (جاندارانی که از فرآیندهای اکسیداسیون مواد آلی انرژی دریافت می کنند - مصرف کنندگان و تجزیه کننده ها) تقسیم می شود که ساختار تغذیه ای اکوسیستم را تشکیل می دهند. .

تنها منبع انرژی برای وجود یک اکوسیستم و حفظ فرآیندهای مختلف در آن، تولیدکنندگانی هستند که انرژی خورشید (گرما، پیوندهای شیمیایی) را با راندمان 0.1 - 1٪، به ندرت 3 - 4.5٪ جذب می کنند. مقدار اولیه. اتوتروف ها اولین سطح تغذیه ای یک اکوسیستم را نشان می دهند. سطوح تغذیه ای بعدی اکوسیستم به دلیل مصرف کنندگان (سطوح 2، 3، 4 و بعدی) تشکیل می شود و توسط تجزیه کننده هایی بسته می شود که ماده آلی بی جان را به شکل معدنی (جزء غیر زنده) تبدیل می کند که می تواند توسط یک عنصر اتوتروف جذب شود.

معمولا مفهوم اکوتوپ به عنوان زیستگاه ارگانیسم ها تعریف شد که با ترکیب خاصی از شرایط محیطی مشخص می شود: خاک، خاک، اقلیم خرد و غیره. با این حال، در این مورد، این مفهوم در واقع تقریباً با مفهوم یکسان است. هوای بالا.

به عنوان مثال، گدازه ای که در جزیره هاوایی به اقیانوس می ریزد یک اکوتوپ ساحلی جدید را تشکیل می دهد.

در حال حاضر، اکوتوپ، بر خلاف بیوتوپ، به عنوان یک قلمرو یا منطقه آبی خاص با کل مجموعه و ویژگی های خاک، خاک، ریزاقلیم و سایر عوامل به شکل بدون تغییر توسط موجودات شناخته می شود. نمونه هایی از اکوتوپ خاک های آبرفتی، جزایر آتشفشانی یا مرجانی تازه تشکیل شده، معادن سنگ مصنوعی و سایر مناطق تازه تشکیل شده هستند. در این مورد هوای بالابخشی از اکوتوپ است.

بیوتوپ- یک اکوتوپ تبدیل شده توسط بیوتا یا به طور دقیق تر، یک قطعه از سرزمین که از نظر شرایط زندگی برای انواع خاصی از گیاهان یا حیوانات، یا برای تشکیل یک بیوسنوز خاص، همگن است.

مبحث 1.2.: اکوسیستم و خواص آن

1. اکوسیستم - مفهوم اساسی بوم شناسی …………………………………………………………4

2. ساختار زیستی اکوسیستم ها…………………………………………………………

3. عوامل محیطی……………………………………………………………………………

4. عملکرد اکوسیستم ها…………………………………………………………………..12

5. تأثیر انسان بر اکوسیستم…………………………………………………………………

نتیجه گیری…………………………………………………………………………….16

فهرست مراجع………………………………………………………………………………………………………………………………………………

معرفی

کلمه "بوم شناسی" این از دو کلمه یونانی تشکیل شده است: "oicos" به معنای خانه، مسکن و "لوگوس" - علم و به معنای واقعی کلمه به عنوان علم خانه، زیستگاه ترجمه می شود. برای اولین بار این اصطلاح توسط جانورشناس آلمانی ارنست هکل در سال 1886 استفاده شد و بوم شناسی را به عنوان رشته ای از دانش تعریف کرد که اقتصاد طبیعت را مطالعه می کند - مطالعه رابطه کلی حیوانات با طبیعت زنده و غیر زنده، شامل همه روابط دوستانه و غیر دوستانه که حیوانات و گیاهان به طور مستقیم یا غیرمستقیم با آنها تماس دارند. این درک از بوم شناسی به طور کلی شناخته شده و امروزه کلاسیک شده است اکولوژی علم مطالعه رابطه موجودات زنده با محیط اطرافشان است.

ماده زنده آنقدر متنوع است که در سطوح مختلف سازمانی و از دیدگاه های مختلف مورد مطالعه قرار می گیرد.

سطوح زیر از سازماندهی بیوسیستم ها وجود دارد (به برنامه های کاربردی (شکل 1) مراجعه کنید).

سطوح موجودات، جمعیت ها و اکوسیستم ها منطقه مورد علاقه بوم شناسی کلاسیک هستند.

بسته به موضوع مطالعه و زاویه دیدی که از آن مطالعه می شود، جهت های علمی مستقلی در اکولوژی شکل گرفته است.

توسط ابعاد اشیاء مطالعه اکولوژی به اتکولوژی (یک ارگانیسم و ​​محیط آن)، اکولوژی جمعیت (جمعیت و محیط آن)، سینکولوژی (جوامع و محیط آنها)، بیوژئوسیتولوژی (مطالعه اکوسیستم ها) و اکولوژی جهانی (مطالعه زمین) تقسیم می شود. زیست کره).

بسته به موضوع مطالعه بوم شناسی به اکولوژی میکروارگانیسم ها، قارچ ها، گیاهان، حیوانات، انسان ها، آگرواکولوژی، صنعتی (مهندسی)، اکولوژی انسانی و غیره تقسیم می شود.

توسط اجزای محیط تمایز بین اکولوژی زمین، آب شیرین، دریا، بیابان، ارتفاعات و سایر فضاهای محیطی و جغرافیایی.

بوم شناسی اغلب شامل تعداد زیادی از شاخه های دانش مرتبط، عمدتاً از حوزه حفاظت از محیط زیست است.

در این مقاله ابتدا به مبانی اکولوژی عمومی توجه شده است، یعنی: قوانین کلاسیک تعامل موجودات زنده با محیط

1. اکوسیستم - مفهوم اساسی اکولوژی

اکولوژی تعامل موجودات زنده و طبیعت بی جان را در نظر می گیرد. این کنش متقابل اولاً در یک سیستم معین (نظام اکولوژیکی، اکوسیستم) رخ می دهد و ثانیاً آشفته نیست، بلکه به شیوه ای خاص سازمان یافته و تابع قوانین است.

زیست بوممجموعه‌ای از تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان و تغذیه‌کننده‌های ریزه‌ای نامیده می‌شود که با یکدیگر و با محیط خود از طریق تبادل ماده، انرژی و اطلاعات به گونه‌ای در تعامل هستند که این سیستم واحد برای مدت طولانی پایدار بماند.

بنابراین، یک اکوسیستم طبیعی با سه ویژگی مشخص می شود:

1) یک اکوسیستم لزوماً ترکیبی از اجزای زنده و غیر زنده است ((به پیوست (شکل 2) مراجعه کنید).

2) در داخل اکوسیستم، یک چرخه کامل انجام می شود که با ایجاد ماده آلی شروع می شود و با تجزیه آن به اجزای معدنی پایان می یابد.

3) اکوسیستم برای مدتی پایدار می ماند که توسط ساختار معینی از اجزای زنده و غیر زنده تأمین می شود.

نمونه هایی از اکوسیستم های طبیعی عبارتند از دریاچه، جنگل، صحرا، تندرا، خشکی، اقیانوس، زیست کره.

همانطور که از مثال ها مشخص است، اکوسیستم های ساده تر در اکوسیستم های پیچیده تر گنجانده شده اند. در همان زمان، سلسله مراتبی از سیستم های سازمانی، در این مورد، اکولوژیکی تحقق می یابد.

بنابراین، ساختار طبیعت را باید به عنوان یک کل سیستمی، متشکل از اکوسیستم های تو در تو در نظر گرفت، که بالاترین آن یک اکوسیستم جهانی منحصر به فرد - زیست کره است. در چارچوب آن، تبادل انرژی و ماده بین تمام اجزای زنده و غیر زنده در مقیاس سیاره ای وجود دارد. فاجعه ای که همه بشریت را تهدید می کند در این واقعیت نهفته است که یکی از نشانه هایی که یک اکوسیستم باید نقض می شد: بیوسفر به عنوان یک اکوسیستم توسط فعالیت های انسانی از حالت ثبات خارج شده است. به دلیل مقیاس و تنوع روابط متقابل، نباید از این امر نابود شود، در حالی که ساختار خود را تغییر می دهد، اول از همه بی جان، و سپس به ناچار زنده است. انسان به عنوان یک گونه زیستی، شانس کمتری نسبت به سایرین برای سازگاری با شرایط جدید به سرعت در حال تغییر خارجی دارد و به احتمال زیاد ابتدا ناپدید خواهد شد. نمونه آموزنده و گویا در این مورد، تاریخ جزیره ایستر است.

در یکی از جزایر پلینزی به نام جزیره ایستر، در نتیجه فرآیندهای مهاجرتی پیچیده در قرن هفتم، تمدن بسته جدا شده از کل جهان بوجود آمد. در آب و هوای نیمه گرمسیری مساعد، طی صدها سال وجود، به ارتفاعات خاصی رسیده است و فرهنگ و نوشتاری اصیل را ایجاد کرده است که تا به امروز قابل رمزگشایی نیست. و در قرن هفدهم بدون هیچ اثری از بین رفت و ابتدا گیاهان و جانوران جزیره را از بین برد و سپس خود را در وحشیگری و آدمخواری پیشرونده نابود کرد. آخرین ساکنان جزیره اراده و مواد لازم برای ساختن "بدون کشتی" - قایق یا قایق - را نداشتند. به یاد خود، جامعه ناپدید شده جزیره ای نیمه بیابانی با مجسمه های سنگی غول پیکر - شاهدان قدرت سابق خود را ترک کرد.

بنابراین اکوسیستم مهمترین واحد ساختاری ساختار جهان پیرامون است. همانطور که در شکل دیده میشود. 1 (به پیوست مراجعه کنید)، اساس اکوسیستم ها ماده زنده است که مشخص می شود زیستی ساختار و زیستگاه، تعیین شده توسط کل فاکتورهای محیطی . بیایید آنها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

2. ساختار بیوتیک اکوسیستم ها

اکوسیستم مبتنی بر وحدت ماده زنده و غیر زنده است. جوهر این وحدت به شرح زیر نشان داده شده است. از عناصر طبیعت بی جان، عمدتاً مولکول های CO2 و H2O، تحت تأثیر انرژی خورشیدی، مواد آلی سنتز می شوند که تمام زندگی روی این سیاره را تشکیل می دهند. فرآیند ایجاد ماده آلی در طبیعت همزمان با فرآیند متضاد - مصرف و تجزیه مجدد این ماده به ترکیبات معدنی اصلی اتفاق می افتد. کلیت این فرآیندها در اکوسیستم های سطوح مختلف سلسله مراتبی انجام می شود. برای اینکه این فرآیندها متعادل شوند، طبیعت در طول میلیاردها سال به طور مشخص عمل کرده است ساختار ماده زنده سیستم .

نیروی محرکه در هر سیستم مادی انرژی است. عمدتاً از خورشید وارد اکوسیستم ها می شود. گیاهان، به دلیل رنگدانه کلروفیل موجود در آنها، انرژی تابش خورشید را می گیرند و از آن برای سنتز پایه هر ماده آلی - گلوکز C6H12O6 استفاده می کنند.

بنابراین انرژی جنبشی تابش خورشیدی به انرژی پتانسیل ذخیره شده در گلوکز تبدیل می شود. از گلوکز، همراه با مواد مغذی معدنی به دست آمده از خاک - مواد مغذی - تمام بافت های جهان گیاهی تشکیل می شود - پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها، لیپیدها، DNA، RNA، یعنی مواد آلی سیاره.

علاوه بر گیاهان، برخی از باکتری ها نیز می توانند مواد آلی تولید کنند. آنها بافت های خود را ایجاد می کنند و مانند گیاهان، انرژی بالقوه را از دی اکسید کربن بدون مشارکت انرژی خورشیدی در آنها ذخیره می کنند. در عوض، آنها از انرژی تولید شده توسط اکسیداسیون ترکیبات معدنی مانند آمونیاک، آهن و به ویژه گوگرد (در حوضه های عمیق اقیانوسی، جایی که نور خورشید به آن نفوذ نمی کند، اما جایی که سولفید هیدروژن به وفور انباشته می شود، استفاده می کنند، اکوسیستم های منحصر به فردی پیدا شده است. ). این به اصطلاح انرژی سنتز شیمیایی است، بنابراین موجودات زنده نامیده می شوند مواد شیمیایی .

بنابراین گیاهان ایکموسنتزی با کمک انرژی محیطی مواد آلی را از ترکیبات غیرآلی ایجاد می کنند. نامیده می شوند تهیه کنندگان یا اتوتروف ها آزادسازی انرژی بالقوه ذخیره شده توسط تولیدکنندگان، وجود انواع دیگر حیات را در این سیاره تضمین می کند. گونه هایی که مواد آلی ایجاد شده توسط تولیدکنندگان را به عنوان منبع ماده و انرژی برای فعالیت زندگی خود مصرف می کنند نامیده می شوند مصرف کنندگان یا هتروتروف ها .

مصرف کنندگان متنوع ترین موجودات (از میکروارگانیسم ها تا نهنگ های آبی) هستند: تک یاخته ها، حشرات، خزندگان، ماهی ها، پرندگان و در نهایت، پستانداران، از جمله انسان.

مصرف کنندگان نیز به نوبه خود بر اساس تفاوت در منابع غذایی خود به تعدادی زیر گروه تقسیم می شوند.

حیواناتی که مستقیماً از تولیدکنندگان تغذیه می کنند، مصرف کنندگان اولیه یا مصرف کنندگان درجه اول نامیده می شوند. آنها خودشان توسط مصرف کنندگان ثانویه خورده می شوند، مثلاً خرگوشی که هویج می خورد مصرف کننده درجه اول است، آلیس که یک خرگوش را شکار می کند مصرف کننده درجه دوم است. برخی از انواع موجودات زنده با چندین سطح مطابقت دارند. به عنوان مثال، وقتی شخصی سبزیجات می خورد - مصرف کننده مرتبه اول است، گوشت گاو - مصرف کننده مرتبه دوم، و خوردن ماهی درنده، به عنوان مصرف کننده مرتبه سوم عمل می کند.

مصرف کنندگان اولیه که فقط از گیاهان تغذیه می کنند نامیده می شوند گیاهخواران یا فیتوفاژها .مصرف کنندگان سفارشات دوم و بالاتر - گوشتخواران . گونه هایی که هم گیاهان و هم حیوانات را می خورند همه چیزخوار هستند مانند انسان.

بقایای گیاهی و جانوری مرده مانند برگ های افتاده، لاشه حیوانات، محصولات سیستم دفعی را ریزه می گویند. ارگانیک است! ارگانیسم های زیادی وجود دارند که در تغذیه از ریزه ها تخصص دارند. آنها نامیده می شوند تجزیه کنندگان کرکس ها، شغال ها، کرم ها، خرچنگ ها، موریانه ها، مورچه ها و غیره می توانند به عنوان مثال باشند. همانطور که در مورد مصرف کنندگان معمولی، دتریتوفاژهای اولیه وجود دارند که مستقیماً از ریزه ها، ثانویه و غیره تغذیه می کنند.

در نهایت، بخش قابل توجهی از ریزه های موجود در اکوسیستم، به ویژه برگ های افتاده، چوب مرده، به شکل اصلی خود توسط حیوانات خورده نمی شود، اما در فرآیند تغذیه از قارچ ها و باکتری ها پوسیده و تجزیه می شود.

از آنجایی که نقش قارچ‌ها و باکتری‌ها بسیار خاص است، معمولاً به گروه خاصی از تری‌وفاژها تقسیم می‌شوند و به آنها می‌گویند. تجزیه کننده ها . کاهنده ها به عنوان نظم دهنده روی زمین عمل می کنند و چرخه بیوژئوشیمیایی مواد را می بندند و مواد آلی را به اجزای معدنی اصلی آن - دی اکسید کربن و آب - تجزیه می کنند.

بنابراین، با وجود تنوع اکوسیستم ها، همه آنها دارای تنوع هستند ساختاریشباهت در هر یک از آنها، گیاهان فتوسنتزی را می توان متمایز کرد - تولید کنندگان، سطوح مختلف مصرف کنندگان، تغذیه کننده های ریز و تجزیه کننده. تشکیل می دهند ساختار زیستی اکوسیستم ها .

3. عوامل محیطی

طبیعت بی جان و زنده اطراف گیاهان، حیوانات و انسان ها نامیده می شود زیستگاه بسیاری از اجزای منفرد محیط که بر موجودات زنده تأثیر می گذارند نامیده می شوند فاکتورهای محیطی.

با توجه به ماهیت منشاء، عوامل غیر زنده، زیستی و انسانی متمایز می شوند. عوامل غیر زنده - اینها خواص طبیعت بی جان هستند که به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر موجودات زنده تأثیر می گذارد.

عوامل بیوتیک - اینها همه اشکال تأثیر موجودات زنده بر یکدیگر هستند.

قبلاً تأثیر انسان بر موجودات زنده به عنوان عوامل زیستی نیز نامیده می شد، اما اکنون دسته خاصی از عوامل ایجاد شده توسط انسان متمایز می شود. عوامل انسانی - اینها همه اشکال فعالیت جامعه بشری است که منجر به تغییر طبیعت به عنوان زیستگاه و سایر گونه ها می شود و مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارد.

بنابراین، هر موجود زنده ای تحت تأثیر طبیعت بی جان، موجودات سایر گونه ها، از جمله انسان، قرار می گیرد و به نوبه خود بر هر یک از این اجزا تأثیر می گذارد.

قوانین تاثیر عوامل محیطی بر موجودات زنده

با وجود تنوع عوامل محیطی و ماهیت متفاوت منشأ آنها، قوانین و الگوهای کلی تأثیر آنها بر موجودات زنده وجود دارد.

برای زندگی موجودات، ترکیب خاصی از شرایط ضروری است. اگر همه شرایط محیطی به استثنای یک مورد مساعد باشد، این شرایط است که برای زندگی ارگانیسم مورد نظر تعیین کننده می شود. این رشد ارگانیسم را محدود می کند (محدود می کند) بنابراین نامیده می شود عامل محدود کننده در ابتدا مشخص شد که رشد موجودات زنده به دلیل فقدان هر جزء محدود می شود، مثلاً نمک های معدنی، رطوبت، نور و غیره. در اواسط قرن نوزدهم، شیمیدان آلی آلمانی، یوستاس لیبیگ، اولین کسی بود که به طور تجربی ثابت کرد که رشد گیاه به عنصر تغذیه بستگی دارد که در مقدار نسبتاً حداقلی وجود دارد. او این پدیده را قانون حداقل ها نامید. به افتخار نویسنده، قانون لیبیگ نیز نامیده می شود.

در فرمولاسیون مدرن قانون حداقل به نظر می رسد این است: استقامت یک موجود زنده توسط ضعیف ترین حلقه در زنجیره نیازهای اکولوژیکی آن تعیین می شود. با این حال، همانطور که بعدا مشخص شد، نه تنها کمبود، بلکه بیش از حد یک عامل نیز می تواند محدود کننده باشد، به عنوان مثال، مرگ یک محصول در اثر باران، اشباع بیش از حد خاک با کود و غیره. این مفهوم که در کنار یک حداقل، یک عامل محدود کننده نیز می تواند حداکثر باشد، 70 سال پس از لیبیگ توسط جانورشناس آمریکایی دبلیو شلفورد، که قانون مدارا را تدوین کرد، مطرح شد. مطابق با قانون تحمل، عامل محدود کننده شکوفایی یک جمعیت (ارگانیسم) می تواند هم حداقل و هم حداکثر تأثیر محیطی داشته باشد و محدوده بین آنها میزان استقامت (حد تحمل) یا ظرفیت اکولوژیکی ارگانیسم را تعیین می کند. به این عامل ((به پیوست شکل 3 مراجعه کنید).

محدوده مطلوب عامل محیطی نامیده می شود منطقه بهینه (فعالیت عادی). هر چه انحراف اثر عامل از بهینه بیشتر باشد، این عامل بیشتر از فعالیت حیاتی جمعیت جلوگیری می کند. این محدوده نامیده می شود منطقه ظلم . حداکثر و حداقل مقادیر قابل تحمل فاکتور، نقاط بحرانی هستند که فراتر از آن وجود یک موجود زنده یا جمعیت دیگر امکان پذیر نیست.

طبق قانون تحمل، هر گونه مازاد ماده یا انرژی یک اصل آلاینده است. بنابراین، آب اضافی، حتی در مناطق خشک، مضر است و آب را می توان به عنوان یک آلاینده رایج در نظر گرفت، اگرچه صرفاً در مقادیر بهینه لازم است. به طور خاص، آب اضافی از تشکیل خاک طبیعی در منطقه چرنوزم جلوگیری می کند.

گونه هایی که به شرایط محیطی کاملاً تعریف شده برای وجود خود نیاز دارند، استنوبیوتیک و گونه هایی که با محیط زیست محیطی با طیف وسیعی از تغییرات پارامتر سازگار می شوند، یوری بیوتیک نامیده می شوند.

از جمله قوانینی که تأثیر متقابل یک فرد یا یک فرد را با محیط خود تعیین می کند، ما را مشخص می کنیم قانون انطباق شرایط محیطی با پیش تعیین ژنتیکی یک موجود زنده .ادعا دارد که گونه های موجودات می توانند تا آن زمان وجود داشته باشند و تا آنجا که محیط طبیعی اطراف آن با امکانات ژنتیکی سازگاری این گونه با نوسانات و تغییرات آن مطابقت دارد.

عوامل زیستگاه غیرزیستی

عوامل غیر زیستی خواصی از طبیعت بی جان هستند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر موجودات زنده تأثیر می گذارند. روی انجیر 5 (به پیوست مراجعه کنید) طبقه بندی عوامل غیر زنده را نشان می دهد. بیا شروع کنیم با عوامل اقلیمی محیط خارجی.

دما مهمترین عامل اقلیمی است. این بستگی به شدت متابولیسم موجودات و توزیع جغرافیایی آنها دارد. هر موجودی قادر است در محدوده خاصی از دما زندگی کند. و اگرچه برای انواع مختلف ارگانیسم ها (ایوریترمال و گرمازا) این فواصل متفاوت است، برای اکثر آنها منطقه دمای بهینه، که در آن عملکردهای حیاتی به طور فعال و موثر انجام می شود، نسبتا کوچک است. محدوده دمایی که در آن زندگی می تواند وجود داشته باشد تقریباً 300 درجه سانتیگراد است: از 200- تا 100+ درجه سانتیگراد. اما بیشتر گونه‌ها و بیشتر فعالیت‌ها به محدوده باریک‌تری از دما محدود می‌شوند. برخی از ارگانیسم ها، به ویژه در مرحله خواب، می توانند حداقل برخی اوقات در دماهای بسیار پایین زنده بمانند. انواع خاصی از میکروارگانیسم ها، عمدتاً باکتری ها و جلبک ها، قادر به زندگی و تکثیر در دمای نزدیک به نقطه جوش هستند. حد بالایی برای باکتری‌های چشمه‌های آب گرم 88 درجه سانتی‌گراد، برای جلبک‌های سبز آبی 80 درجه سانتی‌گراد و برای مقاوم‌ترین ماهی‌ها و حشرات حدود 50 درجه سانتی‌گراد است. به طور کلی، حدود بالایی این عامل نسبت به پایین‌ترین حد بحرانی‌تر است. اگرچه بسیاری از ارگانیسم ها در نزدیکی مرزهای بالایی محدوده تحمل عمل می کنند.

در آبزیان، دامنه تحمل دما معمولاً نسبت به حیوانات خشکی‌زی باریک‌تر است، زیرا دامنه نوسانات دما در آب کمتر از خشکی است.

بنابراین، دما یک عامل مهم و اغلب محدود کننده است. ریتم های دما تا حد زیادی فعالیت فصلی و روزانه گیاهان و حیوانات را کنترل می کنند.

ته نشینی و رطوبت اصلی ترین کمیت های اندازه گیری شده در بررسی این عامل است.میزان بارندگی عمدتاً به مسیرها و ماهیت حرکات بزرگ توده های هوا بستگی دارد. به عنوان مثال، بادهایی که از اقیانوس می‌وزند، بیشتر رطوبت را در دامنه‌های رو به اقیانوس باقی می‌گذارند و در نتیجه «سایه باران» در پشت کوه‌ها ایجاد می‌شود که به شکل‌گیری بیابان کمک می‌کند. با حرکت به داخل خشکی، هوا مقدار مشخصی رطوبت را جمع می کند و میزان بارندگی دوباره افزایش می یابد. بیابان ها معمولاً در پشت رشته کوه های مرتفع یا در امتداد سواحل قرار دارند که در آن بادها از مناطق خشک داخلی بزرگ و نه از اقیانوس می وزند، مانند صحرای نامی در جنوب غربی آفریقا. توزیع بارش در طول فصول یک عامل محدود کننده بسیار مهم است. ارگانیسم ها

رطوبت - پارامتری که محتوای بخار آب موجود در هوا را مشخص می کند. رطوبت مطلق مقدار بخار آب در واحد حجم هوا است. در رابطه با وابستگی مقدار بخار حفظ شده توسط هوا به دما و فشار، مفهوم رطوبت نسبی معرفی شد - این نسبت بخار موجود در هوا به بخار اشباع در دما و فشار معین است. در طبیعت ریتم روزانه رطوبت وجود دارد - افزایش در شب، کاهش در طول روز و نوسانات آن به صورت عمودی و افقی، این عامل به همراه نور و دما نقش مهمی در تنظیم فعالیت موجودات دارد. آب سطحی موجود برای موجودات زنده به میزان بارش در یک منطقه مشخص بستگی دارد، اما این مقادیر همیشه یکسان نیستند. بنابراین، با استفاده از منابع زیرزمینی، جایی که آب از مناطق دیگر می آید، حیوانات و گیاهان می توانند آب بیشتری نسبت به آب دریافتی با بارش دریافت کنند. برعکس، گاهی اوقات آب باران بلافاصله برای موجودات غیر قابل دسترس می شود.

تابش خورشید امواج الکترومغناطیسی با طول های مختلف است. برای طبیعت زنده کاملا ضروری است، زیرا منبع خارجی اصلی انرژی است، باید در نظر داشت که طیف تابش الکترومغناطیسی خورشید بسیار گسترده است و محدوده فرکانس آن به طرق مختلف بر ماده زنده تأثیر می گذارد.

برای ماده زنده، علائم کیفی نور مهم هستند - طول موج، شدت و مدت قرار گرفتن در معرض.

تابش یونیزه کننده الکترون ها را از اتم ها جدا می کند و آنها را به اتم های دیگر می چسباند تا جفت یون های مثبت و منفی تشکیل دهند. منبع آن مواد رادیواکتیو موجود در سنگ ها است، علاوه بر این، از فضا می آید.

انواع مختلف موجودات زنده در توانایی آنها برای مقاومت در برابر دوزهای زیادی از قرار گرفتن در معرض تابش تفاوت زیادی دارند. اکثر مطالعات نشان می‌دهند که سلول‌هایی که به سرعت تقسیم می‌شوند، حساس‌ترین سلول‌ها به تابش هستند.

در گیاهان عالی، حساسیت به تشعشعات یونیزان مستقیماً با اندازه هسته سلول یا بهتر است بگوییم با حجم کروموزوم ها یا محتوای DNA نسبت دارد.

ترکیب گاز جو نیز یک عامل مهم اقلیمی است. تقریباً 3-3.5 میلیارد سال پیش، جو حاوی نیتروژن، آمونیاک، هیدروژن، متان و بخار آب بود و اکسیژن آزاد در آن وجود نداشت. ترکیب اتمسفر تا حد زیادی توسط گازهای آتشفشانی تعیین شد. به دلیل کمبود اکسیژن، هیچ صفحه ازن برای جلوگیری از اشعه ماوراء بنفش خورشید وجود نداشت. با گذشت زمان، به دلیل فرآیندهای غیر زنده، اکسیژن در اتمسفر سیاره انباشته شد و تشکیل لایه اوزون آغاز شد.

باد حتی می تواند ظاهر گیاهان را تغییر دهد، به ویژه در آن زیستگاه ها، به عنوان مثال، در مناطق کوهستانی، که در آن عوامل دیگر اثر محدود کننده دارند. به طور تجربی نشان داده شده است که در زیستگاه های کوهستانی باز، باد رشد گیاهان را محدود می کند: وقتی دیواری برای محافظت از گیاهان در برابر باد ساخته شد، ارتفاع گیاهان افزایش یافت. طوفان ها از اهمیت بالایی برخوردار هستند، اگرچه عمل آنها کاملاً محلی است. طوفان ها و بادهای معمولی می توانند حیوانات و گیاهان را در فواصل طولانی حمل کنند و در نتیجه ترکیب جوامع را تغییر دهند.

فشار اتمسفر ظاهراً عامل محدودکننده عمل مستقیم نیست، اما ارتباط مستقیمی با آب و هوا و اقلیم دارد که تأثیر محدودکننده مستقیم دارند.

شرایط آب یک زیستگاه عجیب و غریب برای موجودات ایجاد می کند که عمدتاً از نظر چگالی و ویسکوزیته با زمینی متفاوت است. تراکم آب حدود 800 بار، و ویسکوزیته حدود 55 برابر بیشتر از هوا. با هم تراکم و ویسکوزیته مهمترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی محیط آبی عبارتند از: طبقه بندی دما، یعنی تغییر دما در امتداد عمق بدنه آبی و دوره ای. تغییر دما در طول زمان، همچنین شفافیت آب، که رژیم نور را در زیر سطح آن تعیین می کند: فتوسنتز جلبک های سبز و بنفش، فیتوپلانکتون و گیاهان عالی به شفافیت بستگی دارد.

همانطور که در جو، نقش مهمی ایفا می کند ترکیب گاز محیط آبی در زیستگاه های آبی، مقدار اکسیژن، دی اکسید کربن و سایر گازهای محلول در آب و بنابراین در دسترس موجودات در طول زمان بسیار متفاوت است. در آب های با محتوای بالای مواد آلی، اکسیژن عامل محدود کننده بسیار مهم است.

اسیدیته - غلظت یون هیدروژن (pH) - ارتباط نزدیکی با سیستم کربنات دارد مقدار pH در محدوده 0 pH تا 14 متغیر است: در pH = 7 محیط خنثی است، در pH.<7 - кислая, при рН>7 - قلیایی. اگر اسیدیته به مقادیر شدید نزدیک نشود، جوامع می توانند تغییرات این عامل را جبران کنند - تحمل جامعه به محدوده pH بسیار قابل توجه است. آب هایی با pH پایین حاوی مواد مغذی کمی هستند، بنابراین بهره وری در اینجا بسیار پایین است.

شوری - محتوای کربنات ها، سولفات ها، کلریدها و غیره - یکی دیگر از عوامل مابیوتیک قابل توجه در آب است. نمک های کمی در آب های شیرین وجود دارد که حدود 80 درصد آن کربنات است. محتوای مواد معدنی در اقیانوس ها به طور متوسط ​​35 گرم در لیتر است. ارگانیسم‌های موجود در اقیانوس‌های باز معمولاً استنوهالین هستند، در حالی که موجودات موجود در آب‌های شور ساحلی معمولاً یوری هالین هستند. غلظت نمک در مایعات بدن و بافت‌های بیشتر موجودات دریایی با غلظت نمک موجود در آب دریا ایزوتونیک است، بنابراین هیچ مشکلی در تنظیم اسمزی وجود ندارد.

جریان نه تنها به شدت بر غلظت گازها و مواد مغذی تأثیر می گذارد، بلکه مستقیماً به عنوان یک عامل محدود کننده عمل می کند. بسیاری از گیاهان و جانوران رودخانه‌ای از نظر مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی به شیوه‌ای خاص برای حفظ موقعیت خود در رودخانه سازگار شده‌اند: آنها محدودیت‌های کاملاً مشخصی برای تحمل فاکتور جریان دارند.

فشار هیدرواستاتیک در اقیانوس از اهمیت بالایی برخوردار است. با غوطه ور شدن در آب به مدت 10 متر، فشار 1 اتمسفر (105 Pa) افزایش می یابد. در عمیق ترین قسمت اقیانوس، فشار به 1000 اتمسفر (108 Pa) می رسد. بسیاری از حیوانات قادر به تحمل نوسانات شدید فشار هستند، به خصوص اگر هوای آزاد در بدن خود نداشته باشند. در غیر این صورت ممکن است آمبولی گازی ایجاد شود. فشارهای بالا، مشخصه اعماق زیاد، به عنوان یک قاعده، فرآیندهای حیاتی را مهار می کند.

خاک.

خاک لایه ای از ماده است که در بالای صخره های پوسته زمین قرار دارد. دانشمند روسی - طبیعت شناس واسیلی واسیلیویچ دوکوچایف در سال 1870 اولین کسی بود که خاک را به عنوان یک محیط پویا و نه یک محیط بی اثر در نظر گرفت. او ثابت کرد که خاک دائما در حال تغییر و توسعه است و فرآیندهای شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی در منطقه فعال آن اتفاق می افتد. خاک در نتیجه تعامل پیچیده آب و هوا، گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها تشکیل می شود. ترکیب خاک شامل چهار جزء ساختاری اصلی است: پایه معدنی (معمولاً 50-60٪ از کل ترکیب خاک)، مواد آلی (تا 10٪)، هوا (15-25٪) و آب (25-30٪). ).

اسکلت معدنی خاک - این یک جزء معدنی است که از سنگ مادر در نتیجه هوازدگی آن تشکیل شده است.

مواد آلی خاک از تجزیه موجودات مرده، قطعات و فضولات آنها تشکیل می شود. بقایای آلی کاملاً تجزیه نشده بستر نامیده می شود و محصول نهایی تجزیه - یک ماده بی شکل که دیگر در آن تشخیص ماده اولیه ممکن نیست - هوموس نامیده می شود. هوموس به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خود ساختار و تهویه خاک را بهبود می بخشد و همچنین توانایی حفظ آب و مواد مغذی را افزایش می دهد.

در خاک بسیاری از گونه های موجودات گیاهی و جانوری زندگی می کنند که بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن تأثیر می گذارد: باکتری ها، جلبک ها، قارچ ها یا تک یاخته ها، کرم های بندپایان. زیست توده آنها در خاکهای مختلف (کیلوگرم در هکتار) است: باکتری 1000-7000، قارچ میکروسکوپی - 100-1000، جلبک 100-300، بندپایان - 1000، کرم ها 350-1000.

عامل اصلی توپوگرافی ارتفاع از سطح دریا است. با افزایش ارتفاع، میانگین دما کاهش می یابد، اختلاف دمای روزانه افزایش می یابد، میزان بارندگی، سرعت باد و شدت تابش افزایش می یابد، فشار اتمسفر و غلظت گاز کاهش می یابد. همه این عوامل بر گیاهان و جانوران تأثیر می گذارد و باعث پهنه بندی عمودی می شود.

رشته کوه می تواند به عنوان موانع آب و هوایی عمل کند. کوه ها همچنین به عنوان موانعی در برابر گسترش و مهاجرت موجودات زنده عمل می کنند و می توانند نقش یک عامل محدود کننده را در فرآیندهای گونه زایی ایفا کنند.

یکی دیگر از عوامل توپوگرافی - قرار گرفتن در معرض شیب . در نیمکره شمالی، دامنه های رو به جنوب، نور خورشید بیشتری دریافت می کنند، بنابراین شدت نور و دما در اینجا بیشتر از پایین دره ها و در دامنه های نوردهی شمالی است. در نیمکره جنوبی، وضعیت برعکس است.

یک عامل مهم در امداد نیز است شیب شیب . شیب های تند با زهکشی سریع و فرسایش خاک مشخص می شوند، بنابراین در اینجا خاک ها نازک و خشک تر هستند.

برای شرایط غیر زنده، همه قوانین در نظر گرفته شده در مورد تأثیر عوامل محیطی بر موجودات زنده معتبر است. آگاهی از این قوانین به ما امکان می دهد به این سوال پاسخ دهیم: چرا مناطق مختلف سیاره متفاوت شکل گرفته اند اکوسیستم ها? دلیل اصلی، خاص بودن شرایط غیر زیستی هر منطقه است.

روابط بیوتیک و نقش گونه ها در یک اکوسیستم

مناطق پراکنش و تعداد موجودات هر گونه نه تنها با شرایط محیط غیر زنده خارجی، بلکه به واسطه روابط آنها با موجودات دیگر گونه ها نیز محدود می شود. محیط زندگی بلافصل یک موجود زنده آن است محیط زیستی ، عوامل این محیط نامیده می شوند زیستی . نمایندگان هر گونه می توانند در محیطی وجود داشته باشند که در آن ارتباط با موجودات دیگر شرایط زندگی عادی را برای آنها فراهم می کند.

ویژگی های مشخصه روابط انواع مختلف را در نظر بگیرید.

رقابت جامع ترین نوع رابطه در طبیعت است که در آن دو جمعیت یا دو فرد در مبارزه برای شرایط لازم برای زندگی بر یکدیگر تأثیر می گذارند. منفی .

رقابت ممکن است باشد درون گونه ای و بین گونه ای.

درون گونه ایمبارزه بین افراد از یک گونه رخ می دهد، رقابت بین گونه ای بین افراد از گونه های مختلف رخ می دهد. تعامل رقابتی ممکن است شامل فضای زندگی، غذا یا مواد مغذی، نور، سرپناه و بسیاری از عوامل حیاتی دیگر باشد.

بین گونه هارقابت صرف نظر از اینکه بر چه مبنایی باشد، می‌تواند بین دو گونه تعادل ایجاد کند، یا جمعیت یک گونه را با جمعیت دیگری جایگزین کند، یا باعث شود یک گونه، دیگری را در مکانی دیگر جابجا کند یا آن را مجبور به تغییر کند. برای استفاده از منابع دیگر مشخص کرد که دو یکسان از نظر اکولوژیکی و نیازهای گونه نمی توانند در یک مکان همزیستی داشته باشند و دیر یا زود یکی از رقبا دیگری را جابجا می کند. این به اصطلاح اصل طرد یا اصل گاوز است.

از آنجایی که فعل و انفعالات غذایی در ساختار اکوسیستم غالب است، مشخص ترین شکل تعامل بین گونه ها در زنجیره های تغذیه ای است. شکار ، که در آن فردی از یک گونه که شکارچی نامیده می شود، از موجودات (یا قسمت هایی از موجودات) گونه دیگری به نام طعمه تغذیه می کند و شکارچی جدا از طعمه زندگی می کند. در چنین مواردی گفته می شود که این دو گونه در یک رابطه شکارچی و طعمه درگیر هستند.

خنثی گرایی - این نوعی رابطه است که در آن هیچ یک از جمعیت ها تأثیری بر دیگری ندارد: بر رشد جمعیت در تعادل و تراکم آنها تأثیر نمی گذارد. با این حال، در واقعیت، با استفاده از مشاهدات و آزمایشات در شرایط طبیعی، تشخیص اینکه دو گونه کاملاً مستقل از یکدیگر هستند، بسیار دشوار است.

با جمع بندی در نظر گرفتن روابط فرم بیوتیک، می توانیم به نتایج زیر دست یابیم:

1) روابط بین موجودات زنده یکی از تنظیم کننده های اصلی فراوانی و توزیع فضایی موجودات در طبیعت است.

2) فعل و انفعالات منفی بین موجودات زنده در مراحل اولیه توسعه جامعه یا در شرایط طبیعی آشفته ظاهر می شود. در انجمن های جدید یا جدید، احتمال وقوع تعاملات منفی قوی بیشتر از انجمن های قدیمی است.

3) در روند تکامل و توسعه اکوسیستم ها، تمایل به کاهش نقش تعاملات منفی به قیمت اثرات مثبت وجود دارد که بقای گونه های متقابل را افزایش می دهد.

همه این شرایط یک فرد باید هنگام انجام اقداماتی برای مدیریت سیستم های اکولوژیکی و جمعیت های فردی به منظور استفاده از آنها در جهت منافع خود و همچنین پیش بینی عواقب غیر مستقیمی که ممکن است در این مورد رخ دهد، در نظر بگیرد.

4. عملکرد اکوسیستم ها

انرژی در اکوسیستم ها

به یاد بیاورید که اکوسیستم مجموعه ای از موجودات زنده است که به طور مداوم انرژی، ماده و اطلاعات را با یکدیگر و با محیط مبادله می کنند. ابتدا فرآیند تبادل انرژی را در نظر بگیرید.

انرژی به عنوان توانایی انجام کار تعریف می شود. خواص انرژی با قوانین ترمودینامیک توصیف می شود.

قانون اول (آغاز) ترمودینامیک یا قانون بقای انرژی بیان می کند که انرژی می تواند از شکلی به شکل دیگر تغییر کند، اما از بین نمی رود و دوباره ایجاد نمی شود.

قانون دوم (آغاز) ترمودینامیک یا قانون آنتروپی بیان می کند که در یک سیستم بسته، آنتروپی فقط می تواند افزایش یابد. اعمال شده به انرژی در اکوسیستم هافرمول زیر مناسب است: فرآیندهای مرتبط با تبدیل انرژی می توانند به طور خود به خودی فقط در شرایطی اتفاق بیفتند که انرژی از یک فرم متمرکز به حالت پراکنده منتقل شود، یعنی تجزیه شود. آنتروپی . هر چه ترتیب سیستم بالاتر باشد، آنتروپی آن کمتر است.

بنابراین، هر سیستم زنده، از جمله یک اکوسیستم، فعالیت حیاتی خود را حفظ می کند، اولاً به دلیل وجود بیش از حد انرژی آزاد در محیط (انرژی خورشید). ثانیاً توانایی به دلیل چیدمان اجزای تشکیل دهنده آن، جذب و تمرکز این انرژی و استفاده از آن برای پخش آن در محیط.

بنابراین، ابتدا جذب و سپس تمرکز انرژی با انتقال از یک سطح تغذیه‌ای به سطح دیگر باعث افزایش نظم، سازماندهی یک سیستم زنده، یعنی کاهش آنتروپی آن می‌شود.

انرژی و بهره وری اکوسیستم ها

بنابراین، زندگی در یک اکوسیستم به دلیل عبور بی وقفه انرژی از ماده زنده ای که از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر منتقل می شود، حفظ می شود. در حالی که یک تبدیل دائمی انرژی از یک شکل به شکل دیگر وجود دارد. علاوه بر این، در طول تبدیل انرژی، بخشی از آن به صورت گرما از بین می رود.

سپس این سوال مطرح می‌شود که اعضای جامعه سطوح مختلف تغذیه‌ای در اکوسیستم باید در چه نسبت‌های کمی بین خود باشند تا نیاز خود به انرژی را تامین کنند؟

کل ذخیره انرژی در جرم ماده آلی - زیست توده متمرکز است، بنابراین شدت تشکیل و تخریب مواد آلی در هر سطح با عبور انرژی از اکوسیستم تعیین می شود (زیست توده همیشه می تواند در واحدهای انرژی بیان شود).

سرعت تشکیل مواد آلی را بهره وری می گویند. بین بهره وری اولیه و ثانویه تمایز قائل شوید.

در هر اکوسیستمی، زیست توده تشکیل می شود و از بین می رود، و این فرآیندها به طور کامل توسط زندگی سطح تغذیه ای پایین - تولید کنندگان تعیین می شود. همه موجودات دیگر فقط مواد آلی ایجاد شده توسط گیاهان را مصرف می کنند و بنابراین، بهره وری کلی اکوسیستم به آنها بستگی ندارد.

نرخ بالای تولید زیست توده در اکوسیستم‌های طبیعی و مصنوعی مشاهده می‌شود، جایی که عوامل غیرزیست مطلوب هستند، و به ویژه زمانی که انرژی اضافی از خارج تامین می‌شود، که هزینه‌های پشتیبانی حیات خود سیستم را کاهش می‌دهد. این انرژی اضافی می تواند به اشکال مختلف باشد: به عنوان مثال، در یک مزرعه کشت شده، به شکل انرژی سوخت فسیلی و کاری که توسط یک شخص یا حیوان انجام می شود.

بنابراین، برای تأمین انرژی برای همه افراد جامعه موجودات زنده در یک اکوسیستم، نسبت کمی مشخصی بین تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان در ردیف‌های مختلف، تغذیه‌کننده‌های ریزگردها و تجزیه‌کننده‌ها ضروری است. با این حال، برای زندگی هر موجودی، و از این رو سیستم به عنوان یک کل، تنها انرژی کافی نیست، آنها لزوما باید اجزای معدنی مختلف، عناصر کمیاب، مواد آلی لازم برای ساخت مولکول های ماده زنده را دریافت کنند.

چرخه عناصر در اکوسیستم

اجزای لازم برای ساختن یک موجود زنده در ابتدا از کجا می آیند؟ آنها توسط همین تولیدکنندگان به زنجیره غذایی عرضه می شوند. آنها مواد معدنی معدنی و آب را از خاک، CO2 از هوا، و از گلوکز تشکیل شده در طول فتوسنتز استخراج می کنند، با کمک بیوژن ها، مولکول های آلی پیچیده را بیشتر می سازند - کربوهیدرات ها، پروتئین ها، لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک، ویتامین ها و غیره.

برای اینکه عناصر لازم برای موجودات زنده در دسترس باشند، باید همیشه در دسترس باشند.

در این رابطه قانون بقای ماده محقق می شود. فرمول بندی آن به صورت زیر راحت است: اتم ها در واکنش های شیمیایی هرگز ناپدید نمی شوند، تشکیل نمی شوند یا به یکدیگر تبدیل نمی شوند. آنها فقط مرتب می شوند تا مولکول ها و ترکیبات مختلف را تشکیل دهند (جذب یا آزادسازی همزمان انرژی). به همین دلیل، اتم ها را می توان در طیف گسترده ای از ترکیبات استفاده کرد و ذخایر آنها هرگز تمام نمی شود. این همان چیزی است که در اکوسیستم های طبیعی به شکل چرخه های عناصر اتفاق می افتد. در این مورد، دو گردش خون متمایز می شود: بزرگ (زمین شناسی) و کوچک (زیست).

چرخه آب یکی از فرآیندهای بزرگ در سطح کره زمین است. نقش عمده ای در پیوند چرخه های زمین شناسی و زیستی ایفا می کند. در بیوسفر، آب با عبور مداوم از حالتی به حالت دیگر چرخه های کوچک و بزرگی را ایجاد می کند. تبخیر آب از سطح اقیانوس، تراکم بخار آب در جو و بارش در سطح اقیانوس چرخه کوچکی را تشکیل می دهند. اگر بخار آب توسط جریان هوا به زمین منتقل شود، گردش خون بسیار پیچیده تر می شود. در این حالت بخشی از نزولات جوی تبخیر می شود و به جو باز می گردد، قسمت دیگر رودخانه ها و مخازن را تغذیه می کند، اما در نهایت با رواناب رودخانه و زیرزمینی دوباره به اقیانوس باز می گردد و در نتیجه چرخه بزرگی را تکمیل می کند. یکی از ویژگی‌های مهم چرخه آب این است که در تعامل با لیتوسفر، جو و ماده زنده، تمام بخش‌های هیدروکره را به هم مرتبط می‌کند: اقیانوس، رودخانه‌ها، رطوبت خاک، آب‌های زیرزمینی و رطوبت اتمسفر. آب جزء ضروری همه موجودات زنده است. آب های زیرزمینی با نفوذ به بافت های گیاه در فرآیند تعرق، املاح معدنی لازم برای زندگی خود گیاهان را به ارمغان می آورد.

با خلاصه کردن قوانین عملکرد اکوسیستم ها، اجازه دهید یک بار دیگر مفاد اصلی آنها را فرموله کنیم:

1) اکوسیستم های طبیعی به هزینه انرژی خورشیدی بدون آلودگی غیرآلاینده وجود دارند که مقدار آن بیش از حد و نسبتاً ثابت است.

2) انتقال انرژی و ماده از طریق اجتماع موجودات زنده در اکوسیستم در طول زنجیره غذایی اتفاق می افتد. همه انواع موجودات زنده در یک اکوسیستم با توجه به عملکردهایی که در این زنجیره انجام می دهند به تولید کنندگان، مصرف کنندگان، تغذیه کننده های ریزگردها و تجزیه کننده ها تقسیم می شوند - این ساختار زیستی جامعه است. نسبت کمی تعداد موجودات زنده بین سطوح تغذیه ای نشان دهنده ساختار تغذیه ای جامعه است که میزان عبور انرژی و ماده از طریق جامعه را تعیین می کند، یعنی بهره وری اکوسیستم.

3) اکوسیستم های طبیعی به دلیل ساختار زیستی خود، وضعیت پایدار خود را به طور نامحدود حفظ می کنند، بدون اینکه از کاهش منابع و آلودگی توسط زباله های خود رنج ببرند. به دست آوردن منابع و خلاص شدن از شر زباله در چرخه همه عناصر رخ می دهد.

5. تأثیر انسان بر اکوسیستم.

تأثیر انسان بر محیط طبیعی خود بسته به هدفی که از مطالعه این موضوع دارد، از جنبه های مختلفی قابل بررسی است. از دیدگاه بوم شناسی توجه به تأثیر انسان بر سیستم های اکولوژیکی از نقطه نظر مطابقت یا تضاد اعمال انسان با قوانین عینی عملکرد اکوسیستم های طبیعی جالب است. بر اساس دیدگاه زیست کره به عنوان اکوسیستم جهانیهمه انواع فعالیت های انسان در بیوسفر منجر به تغییراتی می شود: ترکیب زیست کره، چرخه ها و تعادل مواد تشکیل دهنده آن. تعادل انرژی زیست کره؛ biota جهت و درجه این تغییرات به گونه ای است که خود مرد نام آنها را گذاشته است بحران زیست محیطی بحران بوم شناختی مدرن با تظاهرات زیر مشخص می شود:

تغییر تدریجی آب و هوای سیاره به دلیل تغییر در تعادل گازهای موجود در جو؛

تخریب عمومی و محلی (بالاتر از قطب ها، مناطق جداگانه زمین) تخریب صفحه ازن بیوسفر.

آلودگی اقیانوس جهانی با فلزات سنگین، ترکیبات آلی پیچیده، محصولات نفتی، مواد رادیواکتیو، اشباع آب با دی اکسید کربن؛

گسیختگی پیوندهای اکولوژیکی طبیعی بین آب های اقیانوس و خشکی در نتیجه ساخت سدها بر روی رودخانه ها، منجر به تغییر رواناب جامد، مسیرهای تخم ریزی و غیره می شود.

آلودگی اتمسفر با تشکیل رسوب اسیدی، مواد بسیار سمی در نتیجه واکنش های شیمیایی و فتوشیمیایی؛

آلودگی آب‌های خشکی، از جمله آب‌های رودخانه‌ای که برای تامین آب آشامیدنی استفاده می‌شود، با مواد بسیار سمی از جمله دیوکسین‌ها، فلزات سنگین، فنل‌ها.

بیابان زایی سیاره زمین؛

تخریب لایه خاک، کاهش مساحت زمین حاصلخیز مناسب برای کشاورزی.

آلودگی رادیواکتیو مناطق خاص در ارتباط با دفع زباله های رادیواکتیو، حوادث انسان ساز و غیره؛

انباشت زباله های خانگی و زباله های صنعتی در سطح زمین، به ویژه پلاستیک های عملاً تجزیه ناپذیر؛

کاهش مناطق جنگل‌های استوایی و شمالی، که منجر به عدم تعادل در جو گاز، از جمله کاهش غلظت اکسیژن در جو سیاره می‌شود.

آلودگی فضای زیرزمینی، از جمله آب‌های زیرزمینی، که آنها را برای تامین آب نامناسب می‌سازد و حیات کم مطالعه‌شده در لیتوسفر را تهدید می‌کند.

ناپدید شدن عظیم و سریع بهمن گونه گونه های ماده زنده؛

وخامت محیط زندگی در مناطق پرجمعیت، عمدتاً مناطق شهری؛

تهی شدن عمومی و کمبود منابع طبیعی برای توسعه بشر.

تغییر اندازه، انرژی و نقش بیوژئوشیمیایی موجودات، تغییر شکل زنجیره های غذایی، تولید مثل انبوه انواع خاصی از موجودات.

نقض سلسله مراتب اکوسیستم ها، افزایش یکنواختی سیستمیک در این سیاره.

نتیجه

هنگامی که در اواسط دهه شصت قرن بیستم، مشکلات زیست محیطی در مرکز توجه جامعه جهانی قرار گرفت، این سوال مطرح شد: چقدر زمان برای بشریت باقی مانده است؟ کی شروع به درو کردن پاداش های بی توجهی به محیط خود خواهد کرد؟ دانشمندان محاسبه کرده اند: در 30-35 سال. آن زمان فرا رسیده است. ما شاهد یک بحران جهانی زیست محیطی بوده ایم که توسط فعالیت های انسانی تحریک شده است. در عین حال، سی سال گذشته بیهوده نبوده است: پایه علمی محکم تری برای درک مشکلات زیست محیطی ایجاد شده است، نهادهای نظارتی در همه سطوح تشکیل شده اند، گروه های زیست محیطی عمومی متعددی سازماندهی شده اند، قوانین و مقررات مفیدی به وجود آمده است. تصویب شده و توافقات بین المللی نیز حاصل شده است.

با این حال، این پیامدها هستند، نه علل، که در حال از بین رفتن هستند. توجه به انفجار جمعیت خود، پاک کردن اکوسیستم های طبیعی از روی زمین.

نتیجه اصلی از مطالب مورد بحث در آموزش کاملاً واضح است: سیستم هایی که با اصول و قوانین طبیعی در تضاد هستند ناپایدار هستند . تلاش برای حفظ آنها به طور فزاینده ای پرهزینه و پیچیده می شود و به هر حال محکوم به شکست است.

برای تصمیم گیری درازمدت باید به اصولی که توسعه پایدار را تعیین می کند، توجه کرد:

تثبیت جمعیت؛

انتقال به یک سبک زندگی صرفه جویی در انرژی و منابع؛

توسعه منابع انرژی سازگار با محیط زیست؛

ایجاد فناوری های صنعتی کم ضایعات؛

بازیافت زباله؛

ایجاد یک تولید متوازن کشاورزی که منابع خاک و آب را تهی نکند و زمین و غذا را آلوده نکند.

حفاظت از تنوع زیستی در این سیاره

کتابشناسی - فهرست کتب

1. NebelB. علم درباره محیط زیست: جهان چگونه کار می کند: در 2 جلد - م.: میر، 1372.

2. Odum Yu. بوم شناسی: در 2 جلد - م .: میر، 1365.

3. ReimersN. و.حفاظت از طبیعت و محیط زیست انسان: فرهنگ- کتاب مرجع. - م.: روشنگری، 1992. - 320 ص.

4. StadnitskyG. V.، Rodionov A.I. اکولوژی.

5. م.: بالاتر. مدرسه، 1988. - 272 ص.

ویژگی های اصلی اکوسیستم ها عبارتند از: اندازه، ظرفیت، پایداری، قابلیت اطمینان، خود ترمیمی، خودتنظیمی و خودپالایی.

اندازه اکوسیستم- این فضایی است که در آن می توان فرآیندهای خودتنظیمی و خوددرمانی تمام اجزا و عناصر تشکیل دهنده اکوسیستم را انجام داد. میکرواکوسیستم ها (به عنوان مثال، یک گودال با ساکنانش، یک مورچه)، مزواکوسیستم ها (جنگل، رودخانه، برکه) و اکوسیستم های کلان (توندرا، صحرا، اقیانوس) وجود دارد.

ظرفیت اکوسیستم- این حداکثر جمعیت یک گونه است که این اکوسیستم قادر است تحت شرایط محیطی خاص برای مدت طولانی حفظ کند. به عنوان مثال، ظرفیت یک سایت تعداد حیوانات وحشی یا اهلی است که می توانند در واحد سطح یک سایت به طور نامحدود زندگی و تولید مثل کنند.

تاب آوری اکوسیستم- این توانایی یک اکوسیستم برای حفظ ساختار و ویژگی های عملکردی خود تحت تأثیر عوامل خارجی و داخلی است، به عنوان مثال. توانایی آن در واکنش، متناسب با شدت ضربه. اکوسیستم های طبیعی قادر به مقاومت در برابر اثرات مخرب مختلف هستند و در صورت احیای شرایط عادی، به حالتی نزدیک به حالت اولیه باز می گردند. تراکم یک گونه در شرایط نامساعد کاهش می یابد، اما در شرایط بهینه، باروری افزایش می یابد، سرعت رشد و نمو و تراکم گونه ها احیا می شود. به عنوان معیاری برای ثبات اکوسیستم ها، تنوع گونه ای آنها اغلب در نظر گرفته می شود. اکوسیستم‌های پیچیده پایدارترین هستند؛ روابط غنی‌سازی پیچیده در آنها شکل می‌گیرد. اکوسیستم هایی با ساختار ساده شده بسیار ناپایدار هستند؛ نوسانات شدید در تعداد جمعیت های فردی در آنها رخ می دهد. به عنوان مثال، اکوسیستم های پیچیده جنگل های بارانی به طور استثنایی پایدار هستند، در حالی که در قطب شمال فقدان گونه هایی که بتوانند جایگزین گونه های اصلی به عنوان غذا شوند، منجر به نوسانات شدید در جمعیت می شود.

قابلیت اطمینان اکوسیستم- این توانایی یک اکوسیستم برای خود ترمیم و خودتنظیمی نسبتاً کامل است (در طول دوره متوالی یا تکاملی وجود خود)، یعنی حفظ پارامترهای اساسی خود در زمان و مکان. یکی از ویژگی های مهم قابلیت اطمینان، حفظ ساختار، عملکرد و جهت توسعه اکوسیستم است که بدون آن این اکوسیستم با ساختار، عملکرد و گاهی جهت توسعه متفاوت جایگزین می شود. ساده ترین مکانیسم برای حفظ قابلیت اطمینان اکولوژیکی یک اکوسیستم، جایگزینی گونه ای است که به دلایلی بازنشسته شده است با گونه ای دیگر که از نظر اکولوژیکی نزدیک است. اگر چنین گونه ای در اکوسیستم وجود نداشته باشد، گونه ای دورتر جایگزین آن می شود.

خود درمانی اکوسیستم های طبیعی- این بازگشت مستقل اکوسیستم ها به حالت تعادل پویا است که تحت تأثیر عوامل طبیعی و انسانی از آن خارج شده اند.

خود تنظیمی اکوسیستم های طبیعی- این توانایی اکوسیستم های طبیعی برای بازگرداندن مستقل تعادل خصوصیات داخلی پس از هر گونه تأثیر طبیعی یا انسانی با استفاده از اصل بازخورد بین اجزای آن است. یک اکوسیستم قادر است ساختار و عملکرد خود را در محدوده خاصی از شرایط خارجی حفظ کند. خود تنظیمی، به عنوان مثال، در این واقعیت آشکار می شود که تعداد افراد هر گونه موجود در اکوسیستم در یک سطح مشخص و نسبتاً ثابت حفظ می شود. خود ترمیمی و خودتنظیمی اکوسیستم های طبیعی به ویژه بر توانایی اکوسیستم ها برای خودپالایی استوار است.

خودپالایی اکوسیستم ها- این تخریب طبیعی یک آلاینده در محیط در نتیجه فرآیندهای طبیعی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است که در آن اتفاق می افتد.

1. عوامل فیزیکی خودپالایی بدنه های آبی انحلال، اختلاط و ته نشین شدن در کف آلودگی های ورودی و همچنین تأثیر اشعه ماوراء بنفش خورشید بر باکتری ها و ویروس ها است. تحت تأثیر عوامل فیزیکی در مناطق با آب و هوای معتدل، رودخانه پس از 200-300 کیلومتر از محل آلودگی و در شمال دور - پس از 2000 کیلومتر، خود را پاک می کند.

2. فاکتورهای خودتصفیه شیمیایی عبارتند از اکسیداسیون مواد آلی و معدنی. برای ارزیابی خودپالایش شیمیایی یک مخزن، شاخص هایی مانند:

الف) BOD - نیاز بیولوژیکی اکسیژن - مقدار اکسیژنی است که برای اکسیداسیون تمام مواد آلی توسط باکتری ها و تک یاخته ها (معمولاً در 5 روز BITK) در 1 لیتر آب آلوده لازم است.

ب) COD - اکسیژن مورد نیاز شیمیایی - مقدار اکسیژن (ml/l یا g/l آب) مورد نیاز برای اکسیداسیون کامل آلاینده ها با کمک معرف های شیمیایی (معمولاً بی کرومات پتاسیم).

3. عوامل بیولوژیکی خود تصفیه - این تمیز کردن بدنه های آبی با کمک جلبک ها، کپک ها و مخمرها، صدف ها، آمیب ها و سایر موجودات زنده است. به عنوان مثال، هر نرم تن روزانه بیش از 30 لیتر آب را فیلتر می کند و آن را از انواع ناخالصی ها پاک می کند.

اکوسیستم های طبیعی بر اساس سه اصل اصلی عمل می کنند:

اولین اصل عملکرد اکوسیستم های طبیعی - به دست آوردن منابع و خلاص شدن از شر زباله ها در چرخه همه عناصر رخ می دهد (هماهنگ با قانون حفظ جرم). چرخه عناصر بیوژنیک به دلیل سنتز و پوسیدگی مواد آلی در اکوسیستم که بر اساس واکنش فتوسنتز است، نامیده می شود. چرخه زیستی مادهعلاوه بر عناصر بیوژنیک، مهمترین عناصر معدنی برای موجودات زنده و بسیاری از ترکیبات مختلف در چرخه زیستی دخیل هستند. بنابراین، کل فرآیند چرخه ای دگرگونی های شیمیایی ناشی از بیوتا نیز نامیده می شود چرخه بیوژئوشیمیاییجلد.

اکوسیستم شامل تمامی موجودات زنده (گیاهان، جانوران، قارچ ها و میکروارگانیسم ها) می شود که تا حدی با یکدیگر و محیط بی جان خود (اقلیم، خاک، نور خورشید، هوا، جو، آب و غیره) در تعامل هستند. .

اکوسیستم اندازه مشخصی ندارد. می تواند به بزرگی یک کویر یا یک دریاچه یا به کوچکی یک درخت یا یک گودال باشد. آب، دما، گیاهان، حیوانات، هوا، نور و خاک همه با هم تعامل دارند.

جوهر اکوسیستم

در یک اکوسیستم، هر موجودی جایگاه یا نقش خاص خود را دارد.

اکوسیستم یک دریاچه کوچک را در نظر بگیرید. در آن می توانید انواع موجودات زنده از میکروسکوپی گرفته تا حیوانات و گیاهان را پیدا کنید. آنها به چیزهایی مانند آب، نور خورشید، هوا و حتی مقدار مواد مغذی موجود در آب بستگی دارند. (برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد پنج نیاز اساسی موجودات زنده کلیک کنید).

نمودار اکوسیستم دریاچه

هر زمان که یک "غیرخودی" (یک موجود زنده یا یک عامل خارجی مانند افزایش دما) به اکوسیستم وارد شود، عواقب فاجعه باری ممکن است رخ دهد. این به این دلیل است که ارگانیسم (یا عامل) جدید قادر به برهم زدن تعادل طبیعی تعامل و ایجاد آسیب یا تخریب بالقوه برای اکوسیستم غیر بومی است.

به طور کلی، اعضای زنده یک اکوسیستم، همراه با عوامل غیرزیست خود، به یکدیگر وابسته هستند. این بدان معنی است که عدم وجود یک عضو یا یک عامل غیر زنده می تواند کل سیستم اکولوژیکی را تحت تأثیر قرار دهد.

اگر نور و آب کافی وجود نداشته باشد، یا اگر خاک از نظر مواد مغذی کم باشد، گیاهان ممکن است بمیرند. اگر گیاهان بمیرند، حیواناتی که به آنها وابسته هستند نیز در خطر هستند. اگر حیواناتی که به گیاهان وابسته هستند بمیرند، سایر حیواناتی که به آنها وابسته هستند نیز خواهند مرد. اکوسیستم در طبیعت نیز به همین صورت عمل می کند. تمام قطعات آن باید با هم کار کنند تا تعادل را حفظ کنند!

متأسفانه، اکوسیستم ها می توانند در اثر بلایای طبیعی مانند آتش سوزی، سیل، طوفان و فوران های آتشفشانی از بین بروند. فعالیت های انسانی نیز به تخریب بسیاری از اکوسیستم ها کمک می کند.

انواع اصلی اکوسیستم ها

سیستم های اکولوژیکی ابعاد نامحدودی دارند. آنها می توانند در یک فضای کوچک، به عنوان مثال، در زیر یک سنگ، یک کنده درخت پوسیده یا در یک دریاچه کوچک وجود داشته باشند و همچنین مناطق بزرگی را اشغال کنند (مانند کل جنگل های استوایی). از نقطه نظر فنی، سیاره ما را می توان یک اکوسیستم عظیم نامید.

نمودار یک اکوسیستم کنده پوسیده کوچک

انواع اکوسیستم بسته به مقیاس:

• میکرواکوسیستم- یک اکوسیستم در مقیاس کوچک مانند برکه، گودال، کنده درخت و غیره.
• مزواکوسیستم- یک اکوسیستم، مانند یک جنگل یا یک دریاچه بزرگ.
• بیوم.یک اکوسیستم بسیار بزرگ یا مجموعه ای از اکوسیستم ها با عوامل زیستی و غیر زنده مشابه، مانند یک جنگل بارانی کامل با میلیون ها حیوان و درخت، و بسیاری از آب های مختلف.

مرزهای اکوسیستم با خطوط واضح مشخص نمی شوند. آنها اغلب با موانع جغرافیایی مانند بیابان ها، کوه ها، اقیانوس ها، دریاچه ها و رودخانه ها از هم جدا می شوند. از آنجایی که مرزها کاملاً ثابت نیستند، اکوسیستم ها تمایل به ادغام با یکدیگر دارند. به همین دلیل است که یک دریاچه می تواند اکوسیستم های کوچکتر زیادی با ویژگی های منحصر به فرد خود داشته باشد. دانشمندان این مخلوط را "اکوتن" می نامند.

انواع اکوسیستم بر اساس نوع وقوع:

علاوه بر انواع اکوسیستم های فوق، به سیستم های اکولوژیکی طبیعی و مصنوعی نیز تقسیم می شود. یک اکوسیستم طبیعی توسط طبیعت (جنگل، دریاچه، استپ و غیره) و یک اکوسیستم مصنوعی توسط انسان (باغ، زمین باغ، پارک، مزرعه و غیره) ایجاد می شود.

انواع اکوسیستم

دو نوع اکوسیستم اصلی وجود دارد: آبی و زمینی. هر اکوسیستم دیگری در جهان در یکی از این دو دسته قرار می گیرد.

اکوسیستم های زمینی

اکوسیستم های زمینی را می توان در هر نقطه از جهان یافت و به زیر تقسیم می شود:

اکوسیستم های جنگلی

اینها اکوسیستم هایی هستند که دارای پوشش گیاهی فراوان یا تعداد زیادی ارگانیسم هستند که در فضای نسبتاً کوچکی زندگی می کنند. بنابراین، تراکم موجودات زنده در اکوسیستم های جنگلی بسیار زیاد است. یک تغییر کوچک در این اکوسیستم می تواند بر کل تعادل آن تأثیر بگذارد. همچنین در چنین اکوسیستم هایی می توانید تعداد زیادی از نمایندگان جانوران را پیدا کنید. علاوه بر این، اکوسیستم های جنگلی به موارد زیر تقسیم می شوند:

• جنگل های همیشه سبز گرمسیری یا جنگل های بارانی استوایی:دریافت میانگین بارندگی بیش از 2000 میلی متر در سال. آنها با پوشش گیاهی متراکم که توسط درختان بلندی که در ارتفاعات مختلف قرار دارند مشخص می شوند. این سرزمین ها پناهگاه گونه های مختلف جانوری است.
• جنگل های برگریز استوایی:در کنار تنوع عظیمی از گونه های درختی، درختچه ها نیز در اینجا یافت می شوند. این نوع جنگل در بسیاری از نقاط جهان یافت می شود و محل زندگی انواع گیاهان و جانوران است.
• : آنها تعداد زیادی درخت دارند. درختان همیشه سبز در آن غالب هستند که در طول سال شاخ و برگ های خود را تجدید می کنند.
• جنگل های پهن برگ:آنها در مناطق معتدل مرطوب قرار دارند که بارندگی کافی دارند. در ماه های زمستان، درختان برگ های خود را می ریزند.
• : تایگا که مستقیماً در جلو قرار دارد، با درختان مخروطی همیشه سبز، دمای زیر صفر به مدت شش ماه و خاک های اسیدی مشخص می شود. در فصل گرم سال می توان با تعداد زیادی پرندگان مهاجر، حشرات و .

اکوسیستم بیابانی

اکوسیستم های بیابانی در مناطق کویری قرار دارند و کمتر از 250 میلی متر در سال بارندگی دارند. آنها حدود 17٪ از کل توده زمین را اشغال می کنند. به دلیل دمای بسیار بالای هوا، دسترسی ضعیف و نور شدید خورشید، و نه به اندازه سایر اکوسیستم ها غنی است.

اکوسیستم علفزار

علفزارها در مناطق گرمسیری و معتدل جهان قرار دارند. مساحت علفزار عمدتاً از علفزارها با تعداد کمی درخت و درختچه تشکیل شده است. در علفزارها حیوانات چرا، حشره خوار و گیاهخوار زندگی می کنند. دو نوع اصلی اکوسیستم علفزار وجود دارد:

• : علفزارهای گرمسیری که فصل خشکی دارند و درختان تک رشدی از ویژگی های آن هستند. آنها غذای تعداد زیادی از علفخواران را فراهم می کنند و همچنین محل شکار بسیاری از شکارچیان هستند.
• چمنزارها (علفزارهای معتدل):این منطقه با پوشش چمنی متوسط ​​و کاملاً عاری از بوته ها و درختان بزرگ است. در چمنزارها، چمن‌زارها و علف‌های بلند و شرایط آب و هوایی خشک نیز مشاهده می‌شود.
• مراتع استپی:قلمروهای مرتع خشک که در نزدیکی بیابان های نیمه خشک قرار دارند. پوشش گیاهی این علفزارها کوتاهتر از ساواناها و چمنزارها است. درختان کمیاب هستند و معمولاً در حاشیه رودخانه ها و نهرها یافت می شوند.

اکوسیستم های کوهستانی

ارتفاعات طیف متنوعی از زیستگاه ها را فراهم می کند که در آن تعداد زیادی جانور و گیاه می توان یافت. در ارتفاعات معمولاً شرایط آب و هوایی سخت حاکم است که در آن فقط گیاهان آلپ می توانند زنده بمانند. حیواناتی که در ارتفاعات کوهستانی زندگی می کنند دارای کت های خز ضخیم هستند تا از سرما محافظت کنند. دامنه های پایین تر معمولاً پوشیده از جنگل های سوزنی برگ است.

اکوسیستم های آبی

اکوسیستم آبی - اکوسیستمی واقع در یک محیط آبی (به عنوان مثال، رودخانه ها، دریاچه ها، دریاها و اقیانوس ها). این شامل گیاهان آبزی، جانوران و ویژگی های آب است و به دو نوع سیستم های اکولوژیکی دریایی و آب شیرین تقسیم می شود.

اکوسیستم های دریایی

آنها بزرگترین اکوسیستم هایی هستند که حدود 71 درصد از سطح زمین را پوشش می دهند و 97 درصد از آب سیاره را در خود جای داده اند. آب دریا حاوی مقدار زیادی مواد معدنی و املاح محلول است. سیستم اکولوژیکی دریایی به دو دسته تقسیم می شود:

• اقیانوسی (بخش نسبتا کم عمق اقیانوس که در فلات قاره قرار دارد)؛
• منطقه عمقی (منطقه آب عمیق که نور خورشید به آن نفوذ نمی کند).
• ناحیه بنتال (منطقه ای که ارگانیسم های کفزی ساکن هستند)؛
• منطقه جزر و مد (مکانی بین جزر و مد کم و زیاد)؛
• مصب;
• صخره های مرجانی؛
• باتلاق های نمکی؛
• دریچه های هیدروترمال که در آن تغذیه کننده های شیمیایی است.

بسیاری از ارگانیسم ها در اکوسیستم های دریایی زندگی می کنند که عبارتند از: جلبک های قهوه ای، مرجان ها، سرپایان، خارپوستان، داینوفلاژلات ها، کوسه ها و غیره.

اکوسیستم های آب شیرین

برخلاف اکوسیستم های دریایی، اکوسیستم های آب شیرین تنها 0.8 درصد از سطح زمین را پوشش می دهند و 0.009 درصد از کل منابع آب جهان را شامل می شوند. سه نوع اصلی اکوسیستم آب شیرین وجود دارد:

• راکد: آبهایی که جریان ندارند، مانند استخر، دریاچه یا برکه.
• جریان: آبهای سریع مانند نهرها و رودخانه ها.
• تالاب ها: مکان هایی که خاک به طور دائم یا متناوب در آن غرقاب می شود.

اکوسیستم های آب شیرین محل زندگی خزندگان، دوزیستان و حدود 41 درصد از گونه های ماهی جهان است. آبهای سریع معمولاً حاوی غلظت بالاتری از اکسیژن محلول هستند و در نتیجه از تنوع زیستی بیشتری نسبت به برکه ها یا دریاچه های راکد حمایت می کنند.

ساختار، اجزاء و عوامل اکوسیستم

اکوسیستم به عنوان یک واحد اکولوژیکی عملکردی طبیعی متشکل از موجودات زنده (بیوسنوز) و محیط بی جان آنها (غیر زیستی یا فیزیکوشیمیایی) تعریف می شود که با یکدیگر تعامل دارند و یک سیستم پایدار ایجاد می کنند. برکه، دریاچه، کویر، مرتع، چمنزار، جنگل و غیره. نمونه های رایج اکوسیستم ها هستند.

هر اکوسیستم از اجزای غیر زنده و زیستی تشکیل شده است:

ساختار اکوسیستم

اجزای غیر زنده

اجزای غیر زنده عوامل نامرتبط زندگی یا محیط فیزیکی هستند که بر ساختار، توزیع، رفتار و تعامل موجودات زنده تأثیر می‌گذارند.

اجزای غیر زنده عمدتاً با دو نوع نشان داده می شوند:

• عوامل اقلیمیکه شامل باران، دما، نور، باد، رطوبت و غیره است.
• عوامل ادافیکاز جمله اسیدیته خاک، توپوگرافی، کانی سازی و غیره.

اهمیت اجزای غیر زنده

جو برای موجودات زنده دی اکسید کربن (برای فتوسنتز) و اکسیژن (برای تنفس) فراهم می کند. فرآیندهای تبخیر، تعرق و بین جو و سطح زمین رخ می دهد.

تشعشعات خورشیدی جو را گرم کرده و آب را تبخیر می کند. نور برای فتوسنتز نیز ضروری است. به گیاهان انرژی برای رشد و متابولیسم و ​​همچنین محصولات ارگانیک برای تغذیه سایر اشکال حیات می دهد.

بیشتر بافت های زنده از درصد بالایی از آب تشکیل شده است، تا 90٪ یا بیشتر. تعداد کمی از سلول ها می توانند زنده بمانند اگر محتوای آب کمتر از 10٪ باشد و اکثر آنها وقتی محتوای آب کمتر از 30-50٪ باشد می میرند.

آب وسیله ای است که مواد غذایی معدنی از طریق آن وارد گیاهان می شود. همچنین برای فتوسنتز ضروری است. گیاهان و حیوانات از سطح و خاک زمین آب می گیرند. منبع اصلی آب نزولات جوی است.

اجزای بیوتیک

موجودات زنده، از جمله گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها (باکتری‌ها و قارچ‌ها) موجود در یک اکوسیستم اجزای زیستی هستند.

بر اساس نقش آنها در سیستم اکولوژیکی، اجزای زیستی را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد:

• تهیه کنندگانتولید مواد آلی از مواد معدنی با استفاده از انرژی خورشیدی؛
• مصرف کنندگانتغذیه از مواد آلی آماده تولید شده توسط تولید کنندگان (گیاهخواران، شکارچیان و غیره)؛
• کاهنده هاباکتری ها و قارچ هایی که ترکیبات آلی مرده تولید کنندگان (گیاهان) و مصرف کنندگان (حیوانات) را برای تغذیه از بین می برند و مواد ساده (غیر آلی و آلی) را در محیط منتشر می کنند که به عنوان محصولات جانبی متابولیسم آنها تشکیل می شود.

این مواد ساده در نتیجه تبادل چرخه ای مواد بین جامعه زیستی و محیط غیرزیست اکوسیستم دوباره تولید می شوند.

سطوح اکوسیستم

برای درک لایه های یک اکوسیستم، شکل زیر را در نظر بگیرید:

نمودار ردیف اکوسیستم

شخصی

فرد هر موجود زنده یا موجودی است. افراد با افراد گروه های دیگر تولید مثل نمی کنند. حیوانات، بر خلاف گیاهان، معمولاً در این مفهوم گنجانده می شوند، زیرا برخی از نمایندگان فلور می توانند با گونه های دیگر آمیخته شوند.

در نمودار بالا، می بینید که ماهی قرمز با محیط تعامل دارد و منحصراً با اعضای گونه خود تولید مثل می کند.

جمعیت

جمعیت گروهی از افراد یک گونه معین است که در یک منطقه جغرافیایی خاص در یک زمان معین زندگی می کنند. (نمونه آن ماهی قرمز و نمایندگان گونه های آن است). توجه داشته باشید که یک جمعیت شامل افراد یک گونه است که ممکن است تفاوت های ژنتیکی مختلفی مانند رنگ کت/چشم/پوست و اندازه بدن داشته باشند.

انجمن

جامعه شامل همه موجودات زنده در یک منطقه معین در یک زمان معین می شود. ممکن است دارای جمعیتی از موجودات زنده از گونه های مختلف باشد. در نمودار بالا، توجه کنید که چگونه ماهی قرمز، ماهی قزل آلا، خرچنگ و چتر دریایی در یک محیط خاص وجود دارند. یک جامعه بزرگ معمولاً شامل تنوع زیستی است.

زیست بوم

یک اکوسیستم شامل جوامعی از موجودات زنده است که با محیط در تعامل هستند. در این سطح، موجودات زنده به عوامل غیرزیست دیگری مانند سنگ، آب، هوا و دما وابسته هستند.

بیوم

به عبارت ساده، مجموعه ای از اکوسیستم هایی است که با عوامل غیرزیست سازگار با محیط، ویژگی های مشابهی دارند.

زیست کره

وقتی به زیست‌های مختلف نگاه می‌کنیم، که هر کدام به دیگری تبدیل می‌شوند، جامعه عظیمی از مردم، حیوانات و گیاهان تشکیل می‌شود که در زیستگاه‌های خاصی زندگی می‌کنند. مجموع تمام اکوسیستم های موجود بر روی زمین است.

زنجیره غذایی و انرژی در یک اکوسیستم

همه موجودات زنده باید بخورند تا انرژی لازم برای رشد، حرکت و تولید مثل را به دست آورند. اما این موجودات زنده چه می خورند؟ گیاهان انرژی خود را از خورشید می گیرند، برخی از حیوانات گیاهان و برخی دیگر حیوانات را می خورند. این نسبت تغذیه در یک اکوسیستم زنجیره غذایی نامیده می شود. زنجیره‌های غذایی معمولاً نشان‌دهنده توالی افرادی هستند که از چه کسی در یک جامعه بیولوژیکی تغذیه می‌کنند.

موارد زیر برخی از موجودات زنده ای هستند که می توانند در زنجیره غذایی قرار گیرند:

نمودار زنجیره غذایی

زنجیره غذایی مشابه نیست. شبکه تغذیه ای ترکیبی از بسیاری از زنجیره های غذایی است و ساختاری پیچیده است.

انتقال انرژی

انرژی در طول زنجیره های غذایی از یک سطح به سطح دیگر منتقل می شود. بخشی از انرژی برای رشد، تولید مثل، حرکت و سایر نیازها استفاده می شود و برای سطح بعدی در دسترس نیست.

زنجیره‌های غذایی کوتاه‌تر انرژی بیشتری نسبت به زنجیره‌های طولانی‌تر ذخیره می‌کنند. انرژی مصرف شده توسط محیط جذب می شود.