Az ökoszisztéma kapacitása. Csallólap: Ökoszisztéma és tulajdonságai

Az ökológia mérlegeli az élő szervezetek és az élettelen természet közötti kölcsönhatás. Ez a kölcsönhatás egyrészt egy bizonyos rendszeren (ökológiai rendszeren, ökoszisztémán) belül jön létre, másrészt nem kaotikus, hanem meghatározott módon szerveződik, törvényszerű. Az ökoszisztéma termelők, fogyasztók és törmelék-etetők összessége, amelyek anyag-, energia- és információcserén keresztül kölcsönhatásba lépnek egymással és környezetükkel oly módon, hogy ez az egységes rendszer hosszú ideig stabil marad. Így a természetes ökoszisztémát három jellemző jellemzi:

• 1) az ökoszisztéma szükségszerűen élő és élettelen összetevők kombinációja
• 2) az ökoszisztémán belül egy teljes ciklust hajtanak végre, kezdve a szerves anyagok létrehozásával és annak szervetlen komponensekre való lebontásával;
• 3) az ökoszisztéma egy ideig stabil marad, amit a biotikus és abiotikus komponensek bizonyos szerkezete biztosít.

Példák a természetes ökoszisztémákra: tó, erdő, sivatag, tundra, szárazföld, óceán, bioszféra. Amint a példákból látható, az egyszerűbb ökoszisztémák a bonyolultabbak közé tartoznak. Ugyanakkor megvalósul a rendszerek szerveződésének hierarchiája, jelen esetben az ökológiaié. Így a természet eszköze rendszernek kell tekinteni, amely egymásba ágyazott ökoszisztémákból áll, amelyek közül a legmagasabb egy egyedülálló globális ökoszisztéma - a bioszféra. Ennek keretein belül energia- és anyagcsere zajlik minden élő és élettelen komponens között bolygószinten. Az egész emberiséget fenyegető katasztrófa az, hogy az egyik jele annak, hogy egy ökoszisztémát meg kellett volna sérteni: a bioszférát mint ökoszisztémát emberi tevékenység hozta ki a stabilitás állapotából. A kölcsönhatások mértéke és sokfélesége miatt ettől nem szabad meghalnia, új, stabil állapotba kerül, miközben szerkezete megváltozik, elsősorban élettelenné, majd elkerülhetetlenül élővé. Az embernek, mint biológiai fajnak van a legkevesebb esélye arra, hogy alkalmazkodjon az új, gyorsan változó külső körülményekhez, és valószínűleg ő tűnik el először. Tanulságos és szemléletes példa erre a Húsvét-sziget története. Az egyik polinéz szigeten, a Húsvét-szigeten a 7. századi összetett migrációs folyamatok eredményeként az egész világtól elzárt, zárt civilizáció jött létre. Kedvező szubtrópusi éghajlaton, több száz éves fennállása alatt bizonyos fejlődési magasságokat ért el, eredeti kultúrát és írást teremtve, amelyet a mai napig nem lehet megfejteni. A 17. században pedig nyomtalanul elpusztult, először a sziget növény- és állatvilágát pusztította el, majd a progresszív vadságban és kannibalizmusban saját magát is elpusztította. Az utolsó szigetlakóknak már nem volt akaratuk és anyaguk megmentő „Noé bárkáit” – csónakokat vagy tutajokat – megépíteni. Az eltűnt közösség önmaga emlékére egy félsivatagos szigetet hagyott hátra hatalmas kőalakokkal – egykori hatalmának tanúival. Tehát az ökoszisztéma a környező világ szerkezetének legfontosabb szerkezeti egysége. Amint látható, az ökoszisztémák alapját az élő anyag alkotja, amelyet biotikus szerkezet jellemez, és egy környezeti tényezők kombinációja által meghatározott élőhely.

Ökoszisztéma, vagy ökológiai rendszer(az ógörög szóból οἶκος - lakóhely, lakóhely és σύστημα - rendszer) - élő szervezetek közösségéből álló biológiai rendszer ( biocenózis), élőhelyeik ( biotóp), olyan kapcsolatrendszer, amely anyag- és energiacserét folytat közöttük.

A tudósok az ökoszisztémákat mikroökoszisztémákra (például fa), mezoökoszisztémákra (erdő, tavacska) és makroökoszisztémákra (óceán, kontinens) különböztetik meg. A bioszféra globális ökoszisztémává vált.

Vannak olyan tulajdonságok-jellemzők, amelyek lehetővé teszik a jogi szabályozás tárgyaként működő ökoszisztéma fogalmának meghatározását. Ezek tartalmazzák:

1. Az ökoszisztéma bezárása. Független működése. Mondhatjuk, hogy például egy csepp víz, erdő, tenger stb. ökoszisztémák, mivel ezeknek az objektumoknak mindegyikének megvan a maga stabil szervezetrendszere (csillók egy cseppben, halak a tengerben stb.). Az ökológiai rendszerek zártsága arra kötelezi a természeti erőforrások minden felhasználóját, hogy figyelembe vegye tetteik környezeti következményeit, még akkor is, ha a természetre gyakorolt ​​hatásnak nincsenek látható megnyilvánulásai. Tehát az út nyílt területen történő lefektetése első pillantásra nem befolyásolja a környezetet. De bizonyos körülmények között az út környezeti katasztrófa forrásává válhat, például ha úgy fektetik le, hogy nem veszik figyelembe az árvíz áramlását, amely felhalmozódása esetén tönkreteheti a talajtakarót.

2. Ökoszisztémák összekapcsolása. Ez a tulajdonság szükségessé teszi a természeti objektumok integrált megközelítését, amelyet a gyakorlatban tájnak neveznek. Például a szántóföldi terület kiosztásánál vagy a meliorációnál figyelembe kell venni a vadon élő állatvilág képviselőinek vonulási útvonalait, az egyes bokrokat, mocsarakat, zátonyokat stb. érintetlenül kell tartani, azaz nem zavarják a területen kialakult tájat. A tájszemlélet lehetővé teszi az általános ökológiai prioritás biztosítását a természetgazdálkodásban, miszerint a természeti objektumok minden fajta felhasználását a természeti környezet ökológiai jólétének követelményeihez kell kötni.

3. Bioproduktivitás. Ez a tulajdonság hozzájárul az ökoszisztéma önszaporodásához, egy bizonyos funkció ellátásához, ami ennek következtében meghatározza a természeti objektum eltérő jogi státuszát. Tehát a megnövekedett termékenységű földeket a mezőgazdaság szükségleteire kell kiosztani, és más célokra - nem produktívak. A termelékenységet a természeti tárgy használati díjának megállapításánál, adóztatásnál, kártérítés vagy biztosítási esemény bekövetkezte esetén is figyelembe veszik.

Ökoszisztéma példa - tó, benne élő növényekkel, halakkal, gerinctelenekkel, a rendszer élő alkotórészét alkotó mikroorganizmusokkal, biocenózis. A tavat, mint ökoszisztémát meghatározott összetételű, kémiai összetételű (ionos összetétel, oldott gázok koncentrációja) és fizikai paraméterek (vízátlátszóság, éves hőmérséklet-változások trendje), valamint a biológiai termelékenység bizonyos mutatói, a fenéküledékek jellemzik. a tározó trofikus állapota és a tározó sajátos körülményei.

Egy másik példa az ökológiai rendszerre - lombhullató erdő Közép-Oroszországban, bizonyos összetételű erdei avarral, az ilyen típusú erdőkre jellemző talajjal és stabil növényközösséggel, és ennek eredményeként szigorúan meghatározott mikroklíma mutatókkal (hőmérséklet, páratartalom, fény) és állatkomplexummal az ilyen környezeti feltételeknek megfelelő szervezetek.

Fontos szempont, amely lehetővé teszi az ökoszisztémák típusainak és határainak meghatározását, a közösség trofikus szerkezete és a biomassza-termelők, -fogyasztók és a biomassza-pusztító szervezetek aránya, valamint a termelékenység, anyag- és energiaanyagcsere mutatói. .

Az ökoszisztéma összetett, önszerveződő, önszabályozó és önfejlesztő rendszer. Az ökoszisztéma fő jellemzője a viszonylag zárt, térben és időben stabil jelenléte anyag- és energiaáramlások az ökoszisztéma biotikus és abiotikus részei között. Ebből következik, hogy nem minden biológiai rendszer nevezhető ökoszisztémának, például egy akvárium vagy egy korhadt tuskó nem.

Az ilyen rendszereket alacsonyabb rangú közösségeknek vagy mikrokozmoszoknak kell nevezni. Néha a fácies fogalmát használják rájuk (például a geoökológiában), de ez nem képes teljes mértékben leírni az ilyen, különösen mesterséges eredetű rendszereket.

Az ökoszisztéma nyitott rendszer, és az anyag- és energia bemeneti és kimeneti áramlása jellemzi. Szinte minden ökoszisztéma létezésének alapja a napfényenergia áramlása, amely a Nap termonukleáris reakciójának következménye, akár közvetlen (fotoszintézis), akár közvetett (szerves anyag bomlása) formában. Kivételt képeznek a mélytengeri ökoszisztémák ("fekete" és "fehér" dohányzók), amelyek energiaforrása a föld belső hője és a kémiai reakciók energiája.

A definícióknak megfelelően az „ökoszisztéma” és a „biogeocenózis” fogalma között nincs különbség, a biogeocenózis az ökoszisztéma kifejezés teljes szinonimájának tekinthető. Széles körben elterjedt azonban az a vélemény, hogy a biogeocenózis a kezdeti szinten az ökoszisztéma analógjaként szolgálhat, mivel a "biogeocenózis" kifejezés nagyobb hangsúlyt fektet a biocenózisnak egy adott szárazföldi vagy szárazföldi területtel való összekapcsolására. vízi környezet, míg az ökoszisztéma bármilyen absztrakt területet jelent. Ezért a biogeocenózisokat általában egy ökoszisztéma speciális esetének tekintik.

Az ökoszisztéma két összetevőre osztható - biotikusra és abiotikusra. A biotik autotróf (olyan organizmusok, amelyek létezéshez elsődleges energiát kapnak foto- és kemoszintézisből vagy termelőkből) és heterotróf (organizmusok, amelyek a szerves anyagok oxidációs folyamataiból kapnak energiát - fogyasztók és lebontók) komponensekre, amelyek az ökoszisztéma trofikus szerkezetét alkotják. .

Az ökoszisztéma létének és a benne zajló különféle folyamatok fenntartásának egyetlen energiaforrása a napenergiát (hőt, kémiai kötéseket) 0,1-1%-os hatásfokkal elnyelő termelők, ritkán a napenergia 3-4,5%-a. kezdeti összeg. Az autotrófok az ökoszisztéma első trófikus szintjét képviselik. Az ökoszisztéma ezt követő trofikus szintjei a fogyasztók miatt alakulnak ki (2., 3., 4. és azt követő szintek), és azokat lebontók zárják le, amelyek az élettelen szerves anyagot ásványi formává (abiotikus komponens) alakítják át, amelyet egy autotróf elem képes asszimilálni.

Általában a koncepció ökotóp Az élőlények élőhelyeként határozták meg, amelyet a környezeti feltételek bizonyos kombinációja jellemez: talajok, talajok, mikroklíma stb. Ebben az esetben azonban ez a fogalom gyakorlatilag teljesen azonos a fogalommal. klímatető.

Például a Hawaii szigetén az óceánba ömlő láva új part menti ökotópot alkot.

Jelenleg ökotóp alatt, ellentétben a biotóppal, egy bizonyos területet vagy vízterületet értünk, amely a talajok, a talajok, a mikroklíma és egyéb tényezők teljes készletével és jellemzőivel rendelkezik, olyan formában, amelyet az élőlények nem változtatnak meg. Az ökotópok példái a hordaléktalajok, az újonnan kialakult vulkáni vagy korallszigetek, az ember alkotta kőbányák és más újonnan kialakult területek. Ebben az esetben klímatető az ökotóp része.

Biotóp- bióta által átalakított ökotóp, pontosabban olyan területrész, amely bizonyos típusú növények vagy állatok életkörülményei tekintetében homogén, vagy egy bizonyos biocenózis kialakulásához.

Téma 1.2.: Ökoszisztéma és tulajdonságai

1. Ökoszisztéma – az ökológia alapfogalma ……………………………………………………4

2. Az ökoszisztémák biotikus szerkezete……………………………………………………………5.

3. Környezeti tényezők ……………………………………………………………………….6

4. Az ökoszisztémák működése……………………………………………………………..12

5. Emberi hatás az ökoszisztémára……………………………………………………14

Következtetés………………………………………………………………………………….16

Hivatkozási jegyzék…………………………………………………………………………….17

Bevezetés

Szó "ökológia" Két görög szóból áll: "oicos", ami házat, lakást jelent, és "logos" - tudomány, és szó szerint a ház, élőhely tudományaként fordítják. Ezt a kifejezést először Ernst Haeckel német zoológus használta 1886-ban, amikor az ökológiát olyan tudásterületként határozta meg, amely a természet gazdaságtanával foglalkozik - az állatok és az élő és élettelen természet közötti általános kapcsolat vizsgálata. baráti és barátságtalan kapcsolatokat egyaránt, amelyekkel az állatok és növények közvetlenül vagy közvetve érintkeznek. Az ökológiának ez a felfogása általánosan elismertté, ma pedig klasszikussá vált Az ökológia az élő szervezetek és környezetük kapcsolatának tanulmányozásával foglalkozó tudomány.

Az élő anyag annyira változatos, hogy a szervezet különböző szintjein és különböző nézőpontokból vizsgálják.

A bioszisztémák szervezettségének a következő szintjei vannak (lásd az alkalmazásokat (1. ábra)).

Az élőlények, populációk és ökoszisztémák szintje a klasszikus ökológia érdeklődési területe.

A vizsgálat tárgyától és a vizsgált látószögtől függően az ökológiában önálló tudományos irányok alakultak ki.

Által tárgyak méretei Az ökológia tanulmányozása autekológiára (egy organizmus és környezete), populációökológiára (egy populáció és környezete), szinekológiára (közösségek és környezetük), biogeocitológiára (az ökoszisztémák tanulmányozása) és globális ökológiára (a Föld állapotának tanulmányozása) oszlik. bioszféra).

Attól függően, hogy a vizsgálat tárgya Az ökológia a mikroorganizmusok, gombák, növények, állatok, emberek ökológiájára, agroökológiára, ipari (mérnöki), humánökológiára stb.

Által környezet összetevői különbséget tenni a szárazföld, az édesvíz, a tenger, a sivatagok, a hegyvidékek és más környezeti és földrajzi terek ökológiája között.

Az ökológia gyakran nagyszámú kapcsolódó tudáságat foglal magában, főként a környezetvédelem területéről.

Ebben a cikkben mindenekelőtt az általános ökológia alapjait tekintjük át, azaz az élő szervezetek és a környezet kölcsönhatásának klasszikus törvényei.

1. Ökoszisztéma - az ökológia alapfogalma

Az ökológia az élő szervezetek és az élettelen természet kölcsönhatását veszi figyelembe. Ez a kölcsönhatás egyrészt egy bizonyos rendszeren (ökológiai rendszeren, ökoszisztémán) belül jön létre, másrészt nem kaotikus, hanem meghatározott módon szerveződik, törvényszerű.

ökoszisztéma termelők, fogyasztók és törmeléketetők halmazának nevezzük, amelyek anyag-, energia- és információcserén keresztül kölcsönhatásba lépnek egymással és környezetükkel oly módon, hogy ez az egységes rendszer hosszú ideig stabil marad.

Így a természetes ökoszisztémát három jellemző jellemzi:

1) az ökoszisztéma szükségszerűen élő és élettelen összetevők kombinációja ((lásd a függeléket (2. ábra));

2) az ökoszisztémán belül egy teljes ciklust hajtanak végre, kezdve a szerves anyagok létrehozásával és annak szervetlen komponensekre való lebontásával;

3) az ökoszisztéma egy ideig stabil marad, amit a biotikus és abiotikus komponensek bizonyos szerkezete biztosít.

Példák a természetes ökoszisztémákra: tó, erdő, sivatag, tundra, szárazföld, óceán, bioszféra.

Amint a példákból látható, az egyszerűbb ökoszisztémák a bonyolultabbak közé tartoznak. Ugyanakkor megvalósul a szervezeti rendszerek hierarchiája, jelen esetben az ökológiai rendszerek.

Így a természet szerkezetét rendszerszintű egésznek kell tekinteni, amely egymásba ágyazott ökoszisztémákból áll, amelyek közül a legmagasabb az egyedülálló globális ökoszisztéma - a bioszféra. Ennek keretein belül energia- és anyagcsere zajlik minden élő és élettelen komponens között bolygószinten. Az egész emberiséget fenyegető katasztrófa abban rejlik, hogy az egyik jele annak, hogy egy ökoszisztémát meg kellett volna sérteni: a bioszférát mint ökoszisztémát emberi tevékenység hozta ki a stabilitás állapotából. Mértéke és kölcsönhatásainak sokfélesége miatt ebből nem szabad elpusztulnia, új, stabil állapotba kerül, miközben szerkezetét megváltoztatja, először élettelen, majd elkerülhetetlenül élő. Az embernek, mint biológiai fajnak, másoknál kisebb esélye van alkalmazkodni az új, gyorsan változó külső feltételekhez, és valószínűleg előbb eltűnik. Tanulságos és szemléletes példa erre a Húsvét-sziget története.

Az egyik polinéz szigeten, a Húsvét-szigeten a 7. századi összetett migrációs folyamatok eredményeként az egész világtól elzárt, zárt civilizáció jött létre. Kedvező szubtrópusi klímán, több száz éves fennállása alatt bizonyos fejlődési magasságokat ért el, eredeti kultúrát és írást teremtve, amelyet a mai napig nem lehet megfejteni. A 17. században pedig nyomtalanul elpusztult, először a sziget növény- és állatvilágát pusztította el, majd a progresszív vadságban és kannibalizmusban saját magát is elpusztította. Az utolsó szigetlakóknak nem maradt akaratuk és anyaguk mentő "no-bárkák" - csónakok vagy tutajok - építéséhez. Az eltűnt közösség önmaga emlékére egy félsivatagos szigetet hagyott hátra hatalmas kőalakokkal – egykori hatalmának tanúival.

Tehát az ökoszisztéma a környező világ szerkezetének legfontosabb szerkezeti egysége. ábrából látható. 1 (lásd Melléklet), az ökoszisztémák alapja az élő anyag, jellemzett biotikus szerkezet , és élőhely, a teljesség határozza meg környezeti tényezők . Tekintsük őket részletesebben.

2. Az ökoszisztémák biotikus szerkezete

Az ökoszisztéma az élő és élettelen anyag egységén alapul. Ennek az egységnek a lényege az alábbiakban látható. Az élettelen természet elemeiből, főként a CO2 és H2O molekulákból a napenergia hatására olyan szerves anyagok szintetizálódnak, amelyek a bolygó összes élőlényét alkotják. A természetben a szerves anyagok keletkezésének folyamata egyidejűleg megy végbe az ellentétes folyamattal - ennek az anyagnak az elfogyasztásával és lebomlásával az eredeti szervetlen vegyületekké. E folyamatok összessége különböző hierarchiaszintű ökoszisztémákon belül megy végbe. Annak érdekében, hogy ezek a folyamatok kiegyensúlyozottak legyenek, a természet évmilliárdok alatt kidolgozott egy bizonyosat a rendszer élő anyagának szerkezete .

Minden anyagi rendszer hajtóereje az energia. Az ökoszisztémákba főleg a Napból kerül be. A növények a bennük lévő klorofill pigmentnek köszönhetően felfogják a Nap sugárzásának energiáját, és felhasználják bármely szerves anyag - a glükóz C6H12O6 - alapjának szintetizálására.

A napsugárzás kinetikus energiája így a glükózban tárolt potenciális energiává alakul át. Glükózból a talajból nyert ásványi tápanyagokkal együtt - tápanyagok - a növényvilág összes szövete kialakul - fehérjék, szénhidrátok, zsírok, lipidek, DNS, RNS, vagyis a bolygó szerves anyagai.

A növények mellett egyes baktériumok is képesek szerves anyagokat termelni. Létrehozzák szöveteiket, bennük, mint a növényekben, a szén-dioxidból potenciális energiát tárolva a napenergia részvétele nélkül. Ehelyett a szervetlen vegyületek, például az ammónia, a vas és különösen a kén oxidációja során keletkező energiát használják fel (a mély óceáni medencékben, ahová a napfény nem hatol be, de ahol bőségesen halmozódik fel a kénhidrogén, egyedülálló ökoszisztémákat találtak ). Ez az úgynevezett kémiai szintézis energiája, ezért az organizmusokat ún kemoszintetikus anyagok .

Így az ichemoszintetikus növények a környezeti energia segítségével szerves anyagokat hoznak létre szervetlen összetevőkből. Felhívták őket termelők vagy autotrófok .A termelők által tárolt potenciális energia felszabadulása biztosítja a bolygó minden más típusú életének meglétét. Azokat a fajokat, amelyek élettevékenységükhöz anyag- és energiaforrásként a termelők által létrehozott szerves anyagot fogyasztanak fogyasztók vagy heterotrófok .

A fogyasztók a legkülönfélébb szervezetek (a mikroorganizmusoktól a kék bálnáig): protozoonok, rovarok, hüllők, halak, madarak és végül emlősök, köztük az ember.

A fogyasztókat viszont számos alcsoportra osztják, az élelmiszerforrásaik különbségei szerint.

Azokat az állatokat, amelyek közvetlenül a termelőkkel táplálkoznak, elsődleges fogyasztóknak vagy elsőrendű fogyasztóknak nevezzük. Magukat a másodlagos fogyasztók eszik meg, például a sárgarépát evő nyúl elsőrendű fogyasztó, a nyulat vadászó alíz másodrendű fogyasztó. Az élő szervezetek bizonyos típusai több ilyen szintnek is megfelelnek. Például amikor egy személy zöldséget eszik - elsőrendű fogyasztó, marhahús - másodrendű fogyasztó, és ragadozó halat eszik, harmadrendű fogyasztóként viselkedik.

A kizárólag növényekkel táplálkozó elsődleges fogyasztókat nevezzük növényevők vagy fitofágok .Másodlagos és magasabb rendű fogyasztók - húsevők . A növényeket és állatokat egyaránt fogyasztó fajok mindenevők, például az ember.

Az elhalt növényi és állati maradványokat, mint a lehullott levelek, állati tetemek, a kiválasztó rendszer termékei, törmeléknek nevezzük. Ez bio! Számos organizmus specializálódott törmelékkel való táplálkozásra. Úgy hívják detritivorok .Példaként szolgálhatnak a keselyűk, sakálok, férgek, rákok, termeszek, hangyák stb. A közönséges fogyasztókhoz hasonlóan vannak elsődleges törmelékadagolók, amelyek közvetlenül táplálják a törmeléket, másodlagosak stb.

Végül az ökoszisztémában található törmelék jelentős részét, különösen a lehullott leveleket, az elhalt fát, eredeti formájában nem eszik meg az állatok, hanem a gombák és baktériumok tápláléka során elrothadnak és lebomlanak.

Mivel a gombák és baktériumok szerepe nagyon specifikus, általában a detritofágok egy speciális csoportjába sorolják őket, és ún. bontók . A reduktorok a Földön rendfenntartóként szolgálnak, és lezárják az anyagok biogeokémiai körforgását, a szerves anyagokat eredeti szervetlen komponenseire - szén-dioxidra és vízre - bontják.

Így az ökoszisztémák sokfélesége ellenére mindegyik rendelkezik szerkezeti hasonlóság. Mindegyikben megkülönböztethetők a fotoszintetikus növények - termelők, különböző szintű fogyasztók, törmeléketetők és lebontók. Ők alkotják az ökoszisztémák biotikus szerkezete .

3. Környezeti tényezők

A növényeket, állatokat és embert körülvevő élettelen és élő természetet ún élőhely .Az élőlényekre ható környezet számos egyedi összetevőjét ún környezeti tényezők.

A származás jellege szerint abiotikus, biotikus és antropogén tényezőket különböztetnek meg. Abiotikus tényezők - Ezek az élettelen természet olyan tulajdonságai, amelyek közvetlenül vagy közvetve hatással vannak az élő szervezetekre.

Biotikus tényezők - ezek mind az élő szervezetek egymásra gyakorolt ​​hatásának formái.

Korábban az élő szervezetekre gyakorolt ​​emberi hatást biotikus faktornak is nevezték, most azonban az ember által generált tényezők egy speciális kategóriáját különböztetik meg. Antropogén tényezők - ezek mind az emberi társadalom tevékenységi formái, amelyek a természet, mint élőhely és más fajok megváltozásához vezetnek, és közvetlenül befolyásolják az életüket.

Így minden élő szervezetre hatással van az élettelen természet, más fajok szervezetei, beleértve az embert is, és ezek az összetevők mindegyikére hatással vannak.

A környezeti tényezők élő szervezetekre gyakorolt ​​hatásának törvényei

A környezeti tényezők sokfélesége és eredetük eltérő jellege ellenére van néhány általános szabály és mintázat az élő szervezetekre gyakorolt ​​hatásukra.

Az élőlények életéhez a feltételek bizonyos kombinációja szükséges. Ha egy kivételével minden környezeti körülmény kedvező, akkor ez az állapot válik meghatározóvá az adott szervezet életében. Korlátozza (korlátozza) a szervezet fejlődését, ezért ún korlátozó tényező .Kezdetben azt találták, hogy az élő szervezetek fejlődését korlátozza bármely összetevő hiánya, például ásványi sók, nedvesség, fény stb. A 19. század közepén Eustace Liebig német biokémikus volt az első, aki kísérleti úton bizonyította, hogy a növények növekedése attól függ, hogy milyen táplálkozási elem van jelen viszonylag minimális mennyiségben. Ezt a jelenséget a minimum törvényének nevezte; a szerző tiszteletére Liebig törvényének is nevezik.

Modern megfogalmazásban minimum törvénye így hangzik: Egy szervezet tűrőképességét az ökológiai szükségletei láncolatának leggyengébb láncszeme határozza meg. Azonban, mint utóbb kiderült, nemcsak hiányosság, hanem egy tényező túllépése is korlátozhatja például a termés esők miatti pusztulását, a talaj műtrágyával való túltelítettségét stb. Azt a koncepciót, hogy a minimum mellett korlátozó tényező is lehet maximum, 70 évvel Liebig után vezette be W. Shelford amerikai zoológus, aki megfogalmazta a tolerancia törvényét. Alapján a tolerancia törvénye, egy populáció (organizmus) gyarapodásának korlátozó tényezője lehet a környezeti hatás minimuma és maximuma, és a közöttük lévő tartomány határozza meg a tűrőképesség mértékét (tűrési határ) vagy a szervezet ökológiai vegyértékét. ehhez a tényezőhöz ((lásd Függelék 3. ábra).

A környezeti tényező kedvező tartományát ún optimális zóna (normál tevékenység). Minél jelentősebb a faktor hatásának eltérése az optimumtól, ez a faktor annál inkább gátolja a lakosság élettevékenységét. Ezt a tartományt ún az elnyomás zónája . A faktor maximális és minimális tolerált értéke olyan kritikus pont, amelyen túl egy szervezet vagy populáció létezése már nem lehetséges.

A tolerancia törvényének megfelelően minden anyag- vagy energiatöbblet szennyező elvnek bizonyul. Így a felesleges víz még a száraz területeken is káros, és a víz általános szennyezőnek tekinthető, bár optimális mennyiségben egyszerűen szükséges. Különösen a felesleges víz akadályozza meg a normál talajképződést a csernozjom zónában.

Azokat a fajokat, amelyek létezéséhez szigorúan meghatározott környezeti feltételekre van szükség, stenobiotikusnak, az ökológiai környezethez széles körű paraméterváltozással alkalmazkodó fajokat euribiotikusnak nevezzük.

Azon törvények közül, amelyek meghatározzák az egyén vagy egyén kölcsönhatását környezetével, kiemeljük a környezeti feltételeknek egy szervezet genetikai előre meghatározottságával való összhangjának szabálya .Azt állítja hogy az élőlényfajok addig létezhetnek és amennyiben az őt körülvevő természeti környezet megfelel e faj ingadozásaihoz és változásaihoz való alkalmazkodásának genetikai lehetőségeinek.

Abiotikus élőhelytényezők

Az abiotikus tényezők olyan élettelen természeti tulajdonságok, amelyek közvetlenül vagy közvetve hatással vannak az élő szervezetekre. ábrán Az 5. ábra (lásd Függelék) az abiotikus tényezők osztályozását mutatja be. Kezdjük azzal éghajlati tényezők külső környezet.

A hőmérséklet a legfontosabb éghajlati tényező. Ez az élőlények anyagcseréjének intenzitásától és földrajzi elterjedésüktől függ. Bármely szervezet képes élni egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül. És bár ezek az intervallumok a különböző típusú (eurytermikus és stenoterm) organizmusok esetében eltérőek, legtöbbjük számára az optimális hőmérsékleti zóna, amelyen a létfontosságú funkciók a legaktívabban és leghatékonyabban működnek, viszonylag kicsi. A hőmérsékleti tartomány, amelyben élet létezhet, körülbelül 300 C: -200 és +100 °C között. De a legtöbb faj és a tevékenység nagy része szűkebb hőmérsékleti tartományra korlátozódik. Egyes organizmusok, különösen a nyugalmi állapotban, legalább egy részét túlélik nagyon alacsony hőmérsékleten. Bizonyos típusú mikroorganizmusok, főleg baktériumok és algák, a forrásponthoz közeli hőmérsékleten képesek élni és szaporodni. A meleg forrásbaktériumok felső határa 88 C, a kékalgáké 80 C, a legellenállóbb halak és rovarok esetében pedig körülbelül 50 C. Általában a faktor felső határai kritikusabbak, mint az alsók. , bár sok élőlény a toleranciatartomány felső határa közelében működik.hatékonyabb.

A vízi állatoknál a hőmérséklet-tűrés tartománya általában szűkebb, mint a szárazföldi állatoké, mivel a víz hőmérséklet-ingadozási tartománya kisebb, mint a szárazföldön.

Így a hőmérséklet fontos és nagyon gyakran korlátozó tényező. A hőmérsékleti ritmusok nagymértékben szabályozzák a növények és állatok szezonális és napi aktivitását.

Csapadék és a páratartalom a fő mért mennyiség ennek a tényezőnek a vizsgálata során A csapadék mennyisége elsősorban a nagy légtömegek mozgásának útjától és jellegétől függ. Például az óceán felől fújó szelek a nedvesség nagy részét az óceán felé néző lejtőkön hagyják el, ami „esőárnyékot” eredményez a hegyek mögött, hozzájárulva a sivatag kialakulásához. A szárazföld belseje felé haladva a levegőben bizonyos mennyiségű nedvesség halmozódik fel, és a csapadék mennyisége ismét megnő. A sivatagok általában magas hegyláncok mögött vagy olyan partok mentén helyezkednek el, ahol a szelek nagyobb szárazföldi területekről fújnak, nem pedig az óceán felől, mint például a délnyugat-afrikai Nami-sivatag. A csapadék évszakonkénti eloszlása ​​rendkívül fontos korlátozó tényező organizmusok.

páratartalom - a levegő vízgőztartalmát jellemző paraméter. Az abszolút páratartalom az egységnyi levegő térfogatára jutó vízgőz mennyisége. A levegő által visszatartott gőz mennyiségének hőmérséklettől és nyomástól való függése kapcsán bevezették a relatív páratartalom fogalmát - ez a levegőben lévő gőznek a telítőgőzhöz viszonyított aránya adott hőmérsékleten és nyomáson. a természetben napi ritmus uralkodik a páratartalom - éjszaka emelkedés, nappal csökkenés, illetve függőleges és vízszintes ingadozása, ez a tényező a fény és a hőmérséklet mellett fontos szerepet játszik az élőlények aktivitásának szabályozásában. Az élő szervezetek rendelkezésére álló felszíni víz mennyisége az adott területen lehullott csapadék mennyiségétől függ, de ezek az értékek nem mindig azonosak. Tehát a földalatti források felhasználásával, ahol a víz más területekről érkezik, az állatok és a növények több vizet kaphatnak, mint amennyi csapadékkal felveszik. Ezzel szemben az esővíz néha azonnal elérhetetlenné válik az élőlények számára.

Napsugárzás különböző hosszúságú elektromágneses hullámok. Feltétlenül szükséges az élőtermészet számára, hiszen ez a fő külső energiaforrás, Figyelembe kell venni, hogy a Nap elektromágneses sugárzásának spektruma igen széles, frekvenciatartományai különböző módon hatnak az élő anyagokra.

Az élő anyagok esetében fontosak a fény minőségi jelei - a hullámhossz, az intenzitás és az expozíció időtartama.

ionizáló sugárzás kiüti az elektronokat az atomokból, és más atomokhoz köti, pozitív és negatív ionpárokat képezve. Forrása a kőzetekben található radioaktív anyagok, ráadásul az űrből származik.

A különböző típusú élőlények nagymértékben különböznek attól, hogy képesek ellenállni a nagy dózisú sugárterhelésnek. A legtöbb tanulmány azt mutatja, hogy a gyorsan osztódó sejtek a legérzékenyebbek a sugárzásra.

A magasabb rendű növényekben az ionizáló sugárzásra való érzékenység egyenesen arányos a sejtmag méretével, vagy inkább a kromoszómák térfogatával vagy a DNS-tartalommal.

A gáz összetétele a légkör is fontos éghajlati tényező. Körülbelül 3-3,5 milliárd évvel ezelőtt a légkör nitrogént, ammóniát, hidrogént, metánt és vízgőzt tartalmazott, és nem volt benne szabad oxigén. A légkör összetételét nagyrészt a vulkáni gázok határozták meg. Az oxigénhiány miatt nem volt ózonszűrő, amely elzárta volna a nap ultraibolya sugárzását. Idővel az abiotikus folyamatok hatására a bolygó légkörében elkezdett felhalmozódni az oxigén, megindult az ózonréteg kialakulása.

Szél még a növények megjelenését is képes megváltoztatni, különösen azokon az élőhelyeken, például az alpesi zónákban, ahol más tényezők korlátozó hatást gyakorolnak. Kísérletileg kimutatták, hogy nyílt hegyvidéki élőhelyeken a szél korlátozza a növények növekedését: amikor falat építettek a növények szél elleni védelmére, a növények magassága megnőtt. A viharok nagy jelentőséggel bírnak, bár cselekvésük pusztán helyi jellegű. A hurrikánok és a közönséges szelek nagy távolságokra szállíthatják az állatokat és a növényeket, és ezáltal megváltoztathatják a közösségek összetételét.

Légköri nyomás , úgy tűnik, nem korlátozó tényezője a közvetlen cselekvésnek, azonban közvetlenül összefügg az időjárással és az éghajlattal, amelyek közvetlen korlátozó hatással bírnak.

A vízviszonyok sajátos élőhelyet teremtenek az élőlények számára, amely elsősorban sűrűségében és viszkozitásában különbözik a szárazfölditől. Sűrűség víz körülbelül 800-szor, és viszkozitás körülbelül 55-ször magasabb, mint a levegőé. Együtt sűrűség és viszkozitás a vízi környezet legfontosabb fizikai és kémiai tulajdonságai: hőmérsékleti rétegződés, azaz a víztest mélysége mentén és időszakos hőmérsékletváltozás a hőmérséklet időbeli változásai, szintén átláthatóság víz, amely meghatározza a felszíne alatti fényviszonyokat: a zöld és lila algák, a fitoplankton és a magasabb rendű növények fotoszintézise az átlátszóságtól függ.

A légkörhöz hasonlóan fontos szerepet játszik gázösszetétel vízi környezet. A vízi élőhelyeken a vízben oldott és ezért az élőlények számára elérhető oxigén, szén-dioxid és egyéb gázok mennyisége az idő múlásával nagymértékben változik. A magas szervesanyag-tartalmú víztestekben az oxigén a kiemelt fontosságú korlátozó tényező.

Savasság - a hidrogénionok koncentrációja (pH) - szorosan összefügg a karbonátrendszerrel A pH-érték 0 pH és 14 közötti tartományban változik: pH = 7-nél a közeg semleges, pH-n<7 - кислая, при рН>7 - lúgos. Ha a savasság nem közelíti meg az extrém értékeket, akkor a közösségek képesek kompenzálni ennek a tényezőnek a változását - a közösség pH-tartományának toleranciája igen jelentős. Az alacsony pH-jú vizek kevés tápanyagot tartalmaznak, ezért itt rendkívül alacsony a termelékenység.

Sótartalom - karbonátok, szulfátok, kloridok stb. - egy másik jelentős mabiotikus tényező a víztestekben. Az édesvizekben kevés só található, ennek körülbelül 80%-a karbonát. Az óceánok ásványianyag-tartalma átlagosan 35 g/l. A nyílt óceán élőlényei általában stenohalin, míg a part menti sós vizekben általában eurihalinok. A legtöbb tengeri élőlény testnedvében és szöveteiben a sókoncentráció izotóniás a tengervíz sókoncentrációjával, így nincs probléma az ozmoregulációval.

Folyam nemcsak erősen befolyásolja a gázok és tápanyagok koncentrációját, hanem közvetlenül korlátozó tényezőként is hat. Számos folyami növény és állat morfológiai és fiziológiai szempontból különleges módon alkalmazkodott a patakban elfoglalt helyének megőrzéséhez: jól meghatározott tűréshatárai vannak az aktuális tényezővel szemben.

hidrosztatikus nyomás az óceánban nagy jelentősége van. 10 m-re vízbe merítve a nyomás 1 atm-rel (105 Pa) növekszik. Az óceán legmélyebb részén a nyomás eléri az 1000 atm-t (108 Pa). Sok állat képes elviselni az éles nyomásingadozásokat, különösen, ha nincs szabad levegő a testében. Ellenkező esetben gázembólia alakulhat ki. A nagy mélységekre jellemző magas nyomások általában gátolják a létfontosságú folyamatokat.

A talaj.

A talaj egy anyagréteg, amely a földkéreg kőzeteinek tetején fekszik. Az orosz tudós - Vaszilij Vasziljevics Dokucsajev természettudós 1870-ben volt az első, aki a talajt dinamikus, nem pedig inert környezetnek tekintette. Bebizonyította, hogy a talaj folyamatosan változik, fejlődik, aktív zónájában kémiai, fizikai és biológiai folyamatok mennek végbe. A talaj az éghajlat, a növények, az állatok és a mikroorganizmusok összetett kölcsönhatása eredményeként jön létre. A talaj összetétele négy fő szerkezeti komponensből áll: ásványi bázis (általában a teljes talajösszetétel 50-60%-a), szerves anyag (legfeljebb 10%), levegő (15-25%) és víz (25-30%). ).

A talaj ásványi váza - ez egy szervetlen komponens, amely az anyakőzetből alakult ki annak mállása következtében.

szerves anyag a talaj az elhalt élőlények, azok részei és ürülékei bomlásával jön létre. A nem teljesen lebomlott szerves maradványokat alomnak, a bomlás végtermékét - egy amorf anyagot, amelyben már nem lehet felismerni az eredeti anyagot - humusznak nevezik. A humusz fizikai és kémiai tulajdonságainak köszönhetően javítja a talaj szerkezetét és levegőzését, valamint növeli a víz- és tápanyagmegtartó képességet.

A talajban számos növényi és állati szervezet él, amelyek befolyásolják annak fizikai-kémiai tulajdonságait: baktériumok, algák, gombák vagy protozoák, ízeltlábú férgek. Biomasszájuk különböző talajokban (kg/ha): baktériumok 1000-7000, mikroszkopikus gombák 100-1000, algák 100-300, ízeltlábúak 1000, férgek 350-1000.

A fő topográfiai tényező a tengerszint feletti magasság. A magassággal csökkennek az átlaghőmérsékletek, nő a napi hőmérsékletkülönbség, nő a csapadék mennyisége, a szél sebessége és a sugárzás intenzitása, csökken a légköri nyomás és a gázkoncentráció. Mindezek a tényezők hatással vannak a növényekre és az állatokra, vertikális zónát okozva.

hegyvonulatok éghajlati akadályként szolgálhat. A hegyek akadályként is szolgálnak az élőlények terjedésének és vándorlásának útjában, és korlátozó szerepet játszhatnak a fajképződési folyamatokban.

Egy másik topográfiai tényező lejtős kitettség . Az északi féltekén a déli fekvésű lejtők több napfényt kapnak, így itt magasabb a fényintenzitás és a hőmérséklet, mint a völgyek alján és az északi kitettség lejtőin. A déli féltekén a helyzet fordított.

A megkönnyebbülés fontos tényezője az is lejtő meredeksége . A meredek lejtőket gyors vízelvezetés és talajerózió jellemzi, ezért itt a talajok vékonyak és szárazabbak.

Abiotikus körülményekre a környezeti tényezők élő szervezetekre gyakorolt ​​hatásának minden figyelembe vett törvénye érvényes. E törvények ismerete lehetővé teszi számunkra, hogy megválaszoljuk a kérdést: miért alakultak ki különbözőképpen a bolygó különböző régiói ökoszisztémák? Ennek fő oka az egyes régiók abiotikus viszonyainak sajátossága.

Biotikus kapcsolatok és a fajok szerepe az ökoszisztémában

Az egyes fajok elterjedési területeit és élőlényeinek számát nemcsak a külső élettelen környezet körülményei korlátozzák, hanem a más fajok élőlényeivel való kapcsolata is. Egy szervezet közvetlen életkörnyezete az biotikus környezet , ennek a környezetnek a faktorait ún biotikus . Az egyes fajok képviselői olyan környezetben tudnak létezni, ahol a más élőlényekkel való kapcsolatok normális életkörülményeket biztosítanak számukra.

Vegye figyelembe a különféle típusú kapcsolatok jellemző vonásait.

Verseny a természet legátfogóbb kapcsolattípusa, amelyben az élethez szükséges feltételekért küzdő két populáció vagy két egyed egymásra hat. negatív .

Verseny lehet fajon belüli és interspecifikus.

Fajon belüli harc zajlik az azonos faj egyedei között, a fajok közötti versengés a különböző fajok egyedei között. A versengő interakció életteret, élelmet vagy tápanyagokat, fényt, menedéket és sok más létfontosságú tényezőt foglalhat magában.

Fajközi A verseny, bármi is legyen az alapja, egyensúlyt teremthet két faj között, vagy az egyik faj populációját egy másik populációval válthatja fel, vagy arra késztetheti az egyik fajt, hogy a másikat egy másik helyre kiszorítsa, vagy arra kényszerítse, egyéb erőforrások felhasználása. Elhatározta, hogy két ökológiai szempontból és szükségletileg azonos faj nem tud együtt élni egy helyen, és előbb-utóbb az egyik versenytárs kiszorítja a másikat. Ez az úgynevezett kizárási elv vagy a Gause-elv.

Mivel az ökoszisztéma szerkezetében a táplálék-kölcsönhatások dominálnak, a trófikus láncokban a fajok közötti interakció legjellemzőbb formája az ragadozás , amelyben az egyik faj egyede, az úgynevezett ragadozó egy másik faj élőlényeivel (vagy szervezetrészeivel) táplálkozik, amelyet prédának neveznek, és a ragadozó a zsákmánytól elkülönítve él. Ilyenkor állítólag a két faj ragadozó-zsákmány viszonyban áll egymással.

Semlegességi politika - ez egy olyan típusú kapcsolat, amelyben egyik populáció sincs hatással a másikra: nincs hatással a populációinak egyensúlyi növekedésére, sűrűségére. A valóságban azonban meglehetősen nehéz természetes körülmények között végzett megfigyelések és kísérletek segítségével megállapítani, hogy két faj teljesen független egymástól.

Összegezve a formbiotikus kapcsolatok mérlegelését, a következő következtetéseket vonhatjuk le:

1) az élő szervezetek közötti kapcsolatok az élőlények mennyiségének és térbeli eloszlásának egyik fő szabályozója a természetben;

2) az élőlények közötti negatív kölcsönhatások a közösség fejlődésének kezdeti szakaszában vagy zavart természeti körülmények között jelennek meg; újonnan létrejött vagy új asszociációkban az erős negatív kölcsönhatások előfordulásának valószínűsége nagyobb, mint a régi asszociációkban;

3) az ökoszisztémák evolúciós és fejlődési folyamatában tendencia van a negatív kölcsönhatások szerepének csökkentésére a pozitív kölcsönhatások rovására, amelyek növelik a kölcsönhatásban lévő fajok túlélését.

Mindezeket a körülményeket az embernek figyelembe kell vennie az ökológiai rendszerek és az egyes populációk kezelését célzó intézkedések meghozatalakor, hogy saját érdekeit szolgálja, és előre jelezze az ebben az esetben előforduló közvetett következményeket.

4. Az ökoszisztémák működése

Energia az ökoszisztémákban.

Emlékezzünk vissza, hogy az ökoszisztéma élő szervezetek összessége, amelyek folyamatosan energiát, anyagot és információt cserélnek egymással és a környezettel. Tekintsük először az energiacsere folyamatát.

energia munkavégzésre való képességként határozzuk meg. Az energia tulajdonságait a termodinamika törvényei írják le.

A termodinamika első főtétele (eleje). vagy energiamegmaradás törvénye kimondja, hogy az energia egyik formából a másikba változhat, de nem tűnik el és nem jön létre újra.

A termodinamika második főtétele (eleje). vagy törvény Az entrópia kimondja, hogy zárt rendszerben az entrópia csak növekedhet. Alkalmazva energia az ökoszisztémákban a következő megfogalmazás kényelmes: az energia átalakulásával járó folyamatok csak akkor jöhetnek létre spontán módon, ha az energia koncentrált formából szórt formába kerül, azaz lebomlik. entrópia . Minél magasabb a rendszer rendje, annál kisebb az entrópiája.

Így minden élő rendszer, beleértve az ökoszisztémát is, fenntartja létfontosságú tevékenységét, elsősorban a szabad energia (a Nap energiája) feleslegének köszönhetően; másodszor, az alkotóelemeinek elrendezéséből adódóan az a képesség, hogy ezt az energiát felfogja és koncentrálja, és felhasználásával a környezetbe el tudja juttatni.

Így először az energia felfogása, majd koncentrálása az egyik trofikus szintről a másikra való átmenettel egy élő rendszer rendezettségének, szerveződésének növekedését, vagyis entrópiájának csökkenését eredményezi.

Az ökoszisztémák energiája és termelékenysége

Tehát az élet egy ökoszisztémában annak köszönhető, hogy az egyik trófikus szintről a másikra áramlik az energia az élő anyagon keresztül. miközben az energia állandó átalakulása egyik formából a másikba. Ráadásul az energia átalakulása során egy része hő formájában elvész.

Felmerül tehát a kérdés: milyen mennyiségi arányban, arányban legyenek egymással az ökoszisztémában a különböző trofikus szintű közösség tagjai, hogy energiaszükségletüket biztosítsák?

A teljes energiatartalék a szerves anyag - biomassza - tömegében összpontosul, ezért a szerves anyagok képződésének és pusztulásának intenzitását minden szinten az energia ökoszisztémán való áthaladása határozza meg (a biomassza mindig kifejezhető energiaegységekben).

A szerves anyagok képződésének sebességét termelékenységnek nevezzük. Különbséget kell tenni az elsődleges és a másodlagos termelékenység között.

Bármely ökoszisztémában biomassza keletkezik és elpusztul, és ezeket a folyamatokat teljes mértékben az alsó trofikus szint - a termelők - élete határozza meg. Minden más élőlény csak a növények által már létrehozott szerves anyagokat fogyasztja, ezért az ökoszisztéma összterméke nem tőlük függ.

Magas biomassza-termelés figyelhető meg a természetes és mesterséges ökoszisztémákban, ahol az abiotikus tényezők kedvezőek, és különösen akkor, ha kívülről többletenergiát szolgáltatnak, ami csökkenti a rendszer saját életfenntartási költségeit. Ez a többletenergia többféle formában jelentkezhet: például egy megművelt területen, fosszilis tüzelőanyag-energia és egy személy vagy állat által végzett munka formájában.

Így ahhoz, hogy egy ökoszisztémában az élőlények közösségének minden egyede energiával rendelkezzen, bizonyos mennyiségi arányra van szükség a termelők, a különböző rendű fogyasztók, a törmeléket táplálók és a lebontók között. Bármely élőlény, így a rendszer egészének életéhez azonban nem elég csak az energia, szükségszerűen kapniuk kell különféle ásványi összetevőket, nyomelemeket, szerves anyagokat, amelyek az élőanyag molekuláinak felépítéséhez szükségesek.

Az elemek körforgása az ökoszisztémában

Kezdetben honnan származnak az élőanyagban a szervezet felépítéséhez szükséges összetevők? Ugyanazok a termelők szállítják őket az élelmiszerláncba. Szervetlen ásványi anyagokat és vizet vonnak ki a talajból, CO2-t a levegőből, a fotoszintézis során keletkező glükózból pedig biogének segítségével komplex szerves molekulákat építenek tovább - szénhidrátokat, fehérjéket, lipideket, nukleinsavakat, vitaminokat stb.

Ahhoz, hogy a szükséges elemek az élő szervezetek rendelkezésére álljanak, folyamatosan rendelkezésre kell állniuk.

Ebben a kapcsolatban megvalósul az anyag megmaradásának törvénye. Kényelmes a következőképpen megfogalmazni: az atomok a kémiai reakciókban soha nem tűnnek el, nem képződnek és nem alakulnak át egymásba; csak átrendeződnek, hogy különböző molekulákat és vegyületeket képezzenek (energia egyidejű elnyelése vagy felszabadulása). Emiatt az atomok sokféle vegyületben felhasználhatók, és készletük soha nem merül ki. Ez történik a természetes ökoszisztémákban elemi ciklusok formájában. Ebben az esetben két keringést különböztetünk meg: nagy (geológiai) és kicsi (biotikus).

A víz körforgása az egyik grandiózus folyamat a földgömb felszínén. Jelentős szerepet játszik a geológiai és biotikus ciklusok összekapcsolásában. A bioszférában a víz, folyamatosan haladva egyik állapotból a másikba, kisebb és nagyobb ciklusokat végez. A víz elpárolgása az óceán felszínéről, a vízgőz lecsapódása a légkörben és a csapadék az óceán felszínén kis körforgást alkotnak. Ha a vízgőzt a légáramlatok a földre szállítják, a körforgás sokkal bonyolultabbá válik. Ebben az esetben a csapadék egy része elpárolog és visszakerül a légkörbe, másik része folyókat és tározókat táplál, de végül folyami és földalatti lefolyással ismét visszatér az óceánba, és ezzel egy nagy ciklust teljesít. A víz körforgásának egyik fontos tulajdonsága, hogy a litoszférával, a légkörrel és az élőanyaggal kölcsönhatásba lépve összekapcsolja a hidroszféra minden részét: az óceánt, a folyókat, a talaj nedvességét, a talajvizet és a légkör nedvességét. A víz minden élőlény nélkülözhetetlen alkotóeleme. A talajvíz, amely áthatol a növény szövetein a transzspiráció során, ásványi sókat hoz magával, amelyek maguk a növények létfontosságú tevékenységéhez szükségesek.

Összefoglalva az ökoszisztémák működésének törvényszerűségeit, ismételten fogalmazzuk meg főbb rendelkezéseiket:

1) a természetes ökoszisztémák a nem szennyező ingyenes napenergia rovására léteznek, amelynek mennyisége túlzott és viszonylag állandó;

2) az energia és az anyag átadása az ökoszisztémában élő szervezetek közösségén keresztül a tápláléklánc mentén történik; egy ökoszisztémában az élőlények minden fajtája aszerint, hogy milyen funkciókat lát el ebben a láncban, termelőkre, fogyasztókra, törmeléket táplálókra és lebontókra oszlik – ez a közösség biotikus szerkezete; az élő szervezetek számának a trofikus szintek közötti mennyiségi aránya a közösség trofikus szerkezetét tükrözi, amely meghatározza az energia és az anyag közösségen való áthaladásának sebességét, vagyis az ökoszisztéma termelékenységét;

3) biotikus szerkezetüknek köszönhetően a természetes ökoszisztémák korlátlan ideig stabil állapotot tartanak fenn anélkül, hogy az erőforrások kimerülésétől és saját hulladékuk általi szennyezéstől szenvednének; az erőforrások megszerzése és a hulladéktól való megszabadulás az összes elem körforgásán belül történik.

5. Emberi hatás az ökoszisztémára.

Az ember természeti környezetére gyakorolt ​​hatása a kérdés tanulmányozásának céljától függően különböző szempontok szerint vizsgálható. Szempontból ökológia Érdekes megvizsgálni az emberi hatást az ökológiai rendszerekre abból a szempontból, hogy az emberi cselekvések megfelelnek-e vagy ellentmondásosak a természetes ökoszisztémák működésének objektív törvényeivel. A bioszféra nézete alapján, mint globális ökoszisztéma, a bioszférában végbemenő emberi tevékenységek minden változatossága változásokhoz vezet: a bioszféra összetétele, a ciklusok és az alkotó anyagok egyensúlya; a bioszféra energiaegyensúlya; Ezeknek a változásoknak az iránya és mértéke olyan, hogy maga az ember adta nekik a nevet ökológiai válság. A modern ökológiai válságot a következő megnyilvánulások jellemzik:

A bolygó éghajlatának fokozatos változása a légkörben lévő gázok egyensúlyának megváltozása miatt;

A bioszférikus ózonszűrő általános és helyi (pólusok feletti, külön földterületek) pusztítása;

A Világóceán szennyezése nehézfémekkel, összetett szerves vegyületekkel, olajtermékekkel, radioaktív anyagokkal, a víz szén-dioxiddal való telítése;

Az óceán és a szárazföldi vizek közötti természetes ökológiai kapcsolatok megszakadása a folyók gátak építése következtében, ami a szilárd lefolyás, az ívási útvonalak stb. megváltozásához vezet;

Légkörszennyezés savas csapadék képződésével, erősen mérgező anyagok kémiai és fotokémiai reakciók eredményeként;

A szárazföldi vizek, ezen belül az ivóvízellátásra használt folyóvizek szennyezése erősen mérgező anyagokkal, köztük dioxinokkal, nehézfémekkel, fenolokkal;

A bolygó elsivatagosodása;

A talajréteg leromlása, a mezőgazdaságra alkalmas termőföldek területének csökkentése;

Egyes területek radioaktív szennyeződése radioaktív hulladékok elhelyezésével kapcsolatban, ember okozta balesetek stb.;

Háztartási szemét és ipari hulladék, különösen gyakorlatilag nem lebomló műanyagok felhalmozódása a föld felszínén;

A trópusi és boreális erdők területének csökkentése, ami a gázlégkör egyensúlyának felborulásához vezet, beleértve a bolygó légkörében az oxigénkoncentráció csökkenését;

A felszín alatti tér szennyezése, beleértve a talajvizet is, ami vízellátásra alkalmatlanná teszi, és veszélyezteti a litoszféra még kevéssé vizsgált életét;

Az élő anyag fajainak tömeges és gyors, lavinaszerű eltűnése;

A lakott területek, elsősorban urbanizált területek lakókörnyezetének romlása;

Az emberiség fejlődéséhez szükséges természeti erőforrások általános kimerülése és hiánya;

Az élőlények méretének, energia- és biogeokémiai szerepének megváltoztatása, táplálékláncok átalakulása, egyes élőlényfajták tömeges szaporodása;

Az ökoszisztémák hierarchiájának megsértése, a rendszer egységességének növekedése a bolygón.

Következtetés

Amikor a huszadik század hatvanas éveinek közepén a környezeti problémák a világközösség figyelmének középpontjába kerültek, felmerült a kérdés: mennyi ideje van még hátra az emberiségnek? Mikor kezdi learatni környezete elhanyagolása jutalmát? A tudósok kiszámították: 30-35 év múlva. Ez az idő eljött. Egy emberi tevékenység által kiváltott globális környezeti válságnak lehettünk tanúi. Ugyanakkor az eltelt harminc év nem volt hiábavaló: szilárdabb tudományos alapok jöttek létre a környezeti problémák megértéséhez, minden szinten szabályozó testületek alakultak, számos társadalmi környezetvédelmi csoport szerveződött, hasznos törvények és rendeletek születtek. elfogadták, és megszülettek néhány nemzetközi megállapodás.

Azonban nem az okokat, hanem a következményeket szüntetik meg. Figyelem saját népességrobbanására, a természetes ökoszisztémák eltörlésére a Föld színéről.

Az oktatóanyagban tárgyalt anyag fő következtetése meglehetősen egyértelmű: a természeti elveknek és törvényeknek ellentmondó rendszerek instabilok . A megőrzésükre tett kísérletek egyre költségesebbek és bonyolultabbak, és amúgy is kudarcra vannak ítélve.

A hosszú távú döntések meghozatalához oda kell figyelni a fenntartható fejlődést meghatározó elvekre, nevezetesen:

a népesség stabilizálása;

energia- és erőforrás-takarékosabb életmódra való átállás;

környezetbarát energiaforrások fejlesztése;

hulladékszegény ipari technológiák létrehozása;

hulladék újrahasznosítása;

kiegyensúlyozott mezőgazdasági termelés kialakítása, amely nem használja ki a talaj- és vízkészleteket, és nem szennyezi a földet és az élelmiszereket;

a biológiai sokféleség megőrzése a bolygón.

Bibliográfia

1. NebelB. Tudomány a környezetről: Hogyan működik a világ: 2 kötetben - M .: Mir, 1993.

2. Odum Yu. Ökológia: 2 kötetben - M .: Mir, 1986.

3. ReimersN. F. A természet és az emberi környezet védelme: Szótár-kézikönyv. - M.: Felvilágosodás, 1992. - 320 p.

4. StadnitskyG. V., Rodionov A.I. Ökológia.

5. M.: Felső. iskola, 1988. - 272 p.

Az ökoszisztémák fő jellemzői: méret, kapacitás, stabilitás, megbízhatóság, öngyógyítás, önszabályozás és öntisztulás.

Ökoszisztéma mérete- ez egy olyan tér, ahol az ökoszisztémát alkotó összes összetevő és elem önszabályozási és öngyógyítási folyamatai végrehajthatók. Vannak mikroökoszisztémák (például egy tócsa a lakóival, egy hangyaboly), mezoökoszisztémák (erdő, folyó, tavacska) és makroökoszisztémák (tundra, sivatag, óceán).

Az ökoszisztéma kapacitása- ez egy faj maximális populációja, amelyet ez az ökoszisztéma bizonyos környezeti feltételek mellett hosszú ideig képes fenntartani. Például egy telephely kapacitása azon vadon élő vagy háziállatok száma, amelyek a telephely egységnyi területén korlátlan ideig élhetnek és szaporodhatnak.

Az ökoszisztéma ellenálló képessége- ez egy ökoszisztéma azon képessége, hogy külső és belső tényezők hatására megőrizze szerkezetét és funkcionális jellemzőit, pl. a becsapódás erejével arányos válaszképessége. A természetes ökoszisztémák képesek ellenállni a különféle káros hatásoknak, és a normális állapotok helyreállásakor visszaállnak az eredeti állapothoz közeli állapotba. Egyik-másik faj denzitása kedvezőtlen körülmények között csökken, optimális körülmények között viszont nő a termékenység, a növekedés és fejlődés üteme, helyreáll a fajok sűrűsége. Az ökoszisztémák stabilitásának mértékeként gyakran a fajok sokféleségét veszik figyelembe. Az összetett ökoszisztémák a legstabilabbak, bennük komplex trofikus kapcsolatok alakulnak ki. Az egyszerűsített szerkezetű ökoszisztémák rendkívül instabilak, az egyes populációk számának éles ingadozásai fordulnak elő bennük. Például az összetett esőerdői ökoszisztémák kivételesen stabilak, míg az Északi-sarkvidéken a fő fajokat táplálékként helyettesíteni képes fajok hiánya a populációk éles fluktuációjához vezet.

Ökoszisztéma megbízhatósága- ez az ökoszisztéma azon képessége, hogy viszonylag teljes mértékben önmagát helyreállítsa és önszabályozza (létének szukcessziós vagy evolúciós időszakában), azaz alapvető paramétereit időben és térben megtartsa. A megbízhatóság egyik fontos jellemzője az ökoszisztéma szerkezetének, funkcióinak, fejlődési irányának megőrzése, amely nélkül ezt az ökoszisztémát egy másik, más szerkezetű, funkciójú, esetenként fejlődési irányú ökoszisztéma váltja fel. Az ökoszisztéma ökológiai megbízhatóságának megőrzésének legegyszerűbb mechanizmusa a valamilyen okból visszavonult faj helyettesítése egy másik, ökológiailag közeli fajjal. Ha nincs ilyen faj az ökoszisztémában, akkor helyébe egy távolabbi faj kerül.

A természetes ökoszisztémák öngyógyítása- ez az ökoszisztémák önálló visszatérése a dinamikus egyensúlyi állapotba, amelyből bármely természetes és antropogén tényező hatására kikerültek.

A természetes ökoszisztémák önszabályozása- ez a természetes ökoszisztémák azon képessége, hogy bármely természetes vagy antropogén hatás után önállóan helyreállítsák a belső tulajdonságok egyensúlyát az összetevői közötti visszacsatolás elvét alkalmazva, pl. egy ökoszisztéma képes fenntartani szerkezetét és működését bizonyos külső körülmények között. Az önszabályozás például abban nyilvánul meg, hogy az ökoszisztémában szereplő egyes fajok egyedszámát egy bizonyos, viszonylag állandó szinten tartják. A természetes ökoszisztémák öngyógyítása és önszabályozása különösen az ökoszisztémák öntisztulási képességén alapul.

Az ökoszisztémák öntisztulása- ez egy szennyező anyag természetes elpusztulása a környezetben a benne lezajló természetes fizikai, kémiai és biológiai folyamatok eredményeként.

1. A víztestek öntisztulásának fizikai tényezői a beáramló szennyeződések feloldódása, elkeveredése és a fenékre leülepedése, valamint a Nap ultraibolya sugárzásának baktériumokra és vírusokra gyakorolt ​​hatása. A mérsékelt éghajlatú övezetekben a fizikai tényezők hatására a folyó már 200-300 km-re a szennyezés helyétől, a Távol-Északon pedig 2000 km után megtisztul.

2. A kémiai öntisztulási tényezők a szerves és szervetlen anyagok oxidációja. A tározó kémiai öntisztulásának értékeléséhez olyan mutatókat kell használni, mint például:

a) BOI - biológiai oxigénigény - az az oxigénmennyiség, amely az összes szerves anyag baktériumok és protozoonok általi oxidációjához szükséges (általában 5 napos BITK alatt) 1 liter szennyezett vízben;

b) KOI - kémiai oxigénigény - a szennyező anyagok kémiai reagensek (általában kálium-bikromát) segítségével történő teljes oxidációjához szükséges oxigén mennyisége (ml/l vagy g/l víz).

3. Biológiai öntisztító tényezők - ez a víztestek tisztítása algák, penészgombák és élesztőgombák, osztrigák, amőbák és más élő szervezetek segítségével. Például minden puhatestű naponta több mint 30 liter vizet szűr meg, megtisztítva mindenféle szennyeződéstől.

A természetes ökoszisztémák három fő elv szerint működnek:

A természetes ökoszisztémák működésének első elve - az erőforrások megszerzése és a hulladéktól való megszabadulás az összes elem körforgásában történik (harmonizálódik a tömegmegmaradás törvényével). A biogén elemek körforgása az ökoszisztémában a szerves anyagok szintézise és bomlása következtében, amely a fotoszintézis reakcióján alapul, ún. az anyag biotikus körforgása. A biogén elemeken kívül a biota számára legfontosabb ásványi elemek és számos különféle vegyület vesz részt a biotikus körforgásban. Ezért a bióta által okozott kémiai átalakulások teljes ciklikus folyamatát is nevezik biogeokémiai ciklushangerő.

Az ökoszisztéma magában foglal minden élő szervezetet (növények, állatok, gombák és mikroorganizmusok), amelyek valamilyen szinten kölcsönhatásba lépnek egymással és élettelen környezetükkel (klíma, talaj, napfény, levegő, légkör, víz stb.). .

Az ökoszisztémának nincs határozott mérete. Lehet akkora, mint egy sivatag vagy egy tó, vagy olyan kicsi, mint egy fa vagy egy tócsa. A víz, a hőmérséklet, a növények, az állatok, a levegő, a fény és a talaj kölcsönhatásba lépnek egymással.

Az ökoszisztéma lényege

Az ökoszisztémában minden élőlénynek megvan a maga helye vagy szerepe.

Tekintsük egy kis tó ökoszisztémáját. Mindenféle élő szervezet megtalálható benne, a mikroszkopikustól az állatokig és növényekig. Olyan dolgoktól függenek, mint a víz, a napfény, a levegő, és még a vízben lévő tápanyagok mennyisége is. (Kattintson, ha többet szeretne megtudni az élő szervezetek öt alapvető szükségletéről).

A tó ökoszisztéma diagramja

Bármikor, amikor egy "kívülálló" (élőlény(ek) vagy külső tényező, például az emelkedő hőmérséklet) bekerül egy ökoszisztémába, katasztrofális következményekkel járhat. Ennek az az oka, hogy az új szervezet (vagy faktor) képes torzítani a kölcsönhatások természetes egyensúlyát, és potenciális károkat vagy pusztítást okozni a nem őshonos ökoszisztémában.

Általánosságban elmondható, hogy az ökoszisztéma biotikus tagjai, abiotikus tényezőikkel együtt, egymástól függenek. Ez azt jelenti, hogy egy tag vagy egy abiotikus tényező hiánya az egész ökológiai rendszerre hatással lehet.

Ha nincs elég fény és víz, vagy ha a talaj tápanyagszegény, a növények elpusztulhatnak. Ha a növények elpusztulnak, a tőlük függő állatok is veszélyben vannak. Ha a növényektől függő állatok elpusztulnak, a tőlük függő többi állat is elpusztul. A természetben az ökoszisztéma ugyanígy működik. Minden alkatrészének együtt kell működnie az egyensúly fenntartásához!

Sajnos az ökoszisztémákat elpusztíthatják természeti katasztrófák, például tüzek, árvizek, hurrikánok és vulkánkitörések. Az emberi tevékenység számos ökoszisztéma pusztulásához is hozzájárul, ill.

Az ökoszisztémák fő típusai

Az ökológiai rendszereknek határozatlan dimenziói vannak. Kis helyen képesek létezni, például egy kő alatt, egy korhadó fatönk alatt vagy egy kis tóban, és nagy területeket is elfoglalnak (mint az egész esőerdő). Technikai szempontból bolygónk egyetlen hatalmas ökoszisztémának nevezhető.

Egy kis rothadó tuskó ökoszisztéma diagramja

Az ökoszisztémák típusai a léptéktől függően:

• mikroökoszisztéma- egy kis méretű ökoszisztéma, mint egy tavacska, tócsa, fatönk stb.
• mezoökoszisztéma- ökoszisztéma, például erdő vagy nagy tó.
• Biome. Nagyon nagy ökoszisztéma vagy ökoszisztémák gyűjteménye hasonló biotikus és abiotikus tényezőkkel, mint például egy egész esőerdő több millió állattal és fával, és sok különböző víztesttel.

Az ökoszisztéma határai nincsenek világos vonalakkal jelölve. Gyakran földrajzi korlátok választják el őket egymástól, például sivatagok, hegyek, óceánok, tavak és folyók. Mivel a határok nincsenek szigorúan rögzítettek, az ökoszisztémák hajlamosak összeolvadni egymással. Ez az oka annak, hogy egy tóban sok kisebb ökoszisztéma lehet, amelyek sajátos egyedi jellemzőkkel rendelkeznek. A tudósok ezt a keveréket Ecotonnak nevezik.

Az ökoszisztémák típusai az előfordulás típusa szerint:

A fenti ökoszisztéma-típusokon kívül még természetes és mesterséges ökológiai rendszerekre oszlik. A természetes ökoszisztémát a természet (erdő, tó, sztyepp stb.), mesterséges ökoszisztémát pedig az ember (kert, kerti telek, park, mező stb.) hoz létre.

Ökoszisztéma típusok

Az ökoszisztémáknak két fő típusa van: vízi és szárazföldi. A világ összes többi ökoszisztémája e két kategória valamelyikébe tartozik.

Szárazföldi ökoszisztémák

A szárazföldi ökoszisztémák a világon bárhol megtalálhatók, és a következőkre oszthatók:

erdei ökoszisztémák

Ezek olyan ökoszisztémák, amelyekben bőséges a növényzet vagy nagyszámú élőlény viszonylag kis helyen. Így az élő szervezetek sűrűsége az erdei ökoszisztémákban meglehetősen magas. Egy kis változás ebben az ökoszisztémában hatással lehet annak teljes egyensúlyára. Ezenkívül az ilyen ökoszisztémákban az állatvilág hatalmas számú képviselője található. Ezenkívül az erdei ökoszisztémák a következőkre oszlanak:

• Trópusi örökzöld erdők vagy trópusi esőerdők:évi átlagos csapadékmennyiség meghaladja a 2000 mm-t. Sűrű növényzet jellemzi őket, amelyet különböző magasságban elhelyezkedő magas fák uralnak. Ezek a területek különféle állatfajok menedékei.
• Trópusi lombhullató erdők: A sokféle fafaj mellett cserjék is megtalálhatók itt. Ez az erdőtípus a világ számos részén megtalálható, és sokféle növény- és állatvilágnak ad otthont.
• : Van náluk jó néhány fa. Az örökzöld fák uralják, amelyek egész évben megújítják lombozatukat.
• Széles levelű erdők: Nedves mérsékelt égövi területeken találhatók, ahol elegendő csapadék van. A téli hónapokban a fák lehullatják a leveleiket.
• : A közvetlenül előtte elhelyezkedő tajgát örökzöld tűlevelűek, hat hónapig fagypont alatti hőmérséklet és savas talajok határozzák meg. A meleg évszakban nagyszámú vándormadárral, rovarral és rovarral találkozhat.

sivatagi ökoszisztéma

A sivatagi ökoszisztémák sivatagi régiókban találhatók, és évente kevesebb mint 250 mm csapadékot kapnak. A Föld teljes szárazföldi tömegének körülbelül 17%-át foglalják el. A rendkívül magas levegőhőmérséklet, a rossz hozzáférés és az intenzív napfény miatt nem olyan gazdag, mint más ökoszisztémákban.

füves ökoszisztéma

A gyepek a világ trópusi és mérsékelt égövi vidékein találhatók. A rét területe főként füvekből áll, kevés fával és cserjével. A réteken legelő állatok, rovarevők és növényevők élnek. A réti ökoszisztémáknak két fő típusa van:

• : Száraz évszakkal rendelkező trópusi gyepek, amelyeket egyenként növekvő fák jellemeznek. Számos növényevő táplálékot biztosítanak, emellett számos ragadozó vadászterülete.
• Prérik (mérsékelt övi gyepek): Ez egy mérsékelt füves terület, amely teljesen mentes a nagy bokroktól és fáktól. A prérin fűfélék és magas fű található, és száraz éghajlati viszonyok is megfigyelhetők.
• Sztyepp rétek: Száraz gyepek területei, amelyek félszáraz sivatagok közelében helyezkednek el. Ezeknek a gyepeknek a növényzete rövidebb, mint a szavannákon és a prérin. A fák ritkák, és általában a folyók és patakok partjain találhatók.

hegyi ökoszisztémák

A hegyvidék változatos élőhelyeket kínál, ahol nagyszámú állat és növény található. A magasságban általában zord éghajlati viszonyok uralkodnak, amelyekben csak az alpesi növények képesek életben maradni. A magasan a hegyekben élő állatoknak vastag bundája van, hogy megvédje őket a hidegtől. Az alsó lejtőket általában tűlevelű erdők borítják.

Vízi ökoszisztémák

Vízi ökoszisztéma - vízi környezetben található ökoszisztéma (például folyók, tavak, tengerek és óceánok). Ez magában foglalja a vízi flóra, fauna és víz tulajdonságait, és két típusra oszlik: tengeri és édesvízi ökológiai rendszerekre.

tengeri ökoszisztémák

Ezek a legnagyobb ökoszisztémák, amelyek a Föld felszínének körülbelül 71%-át borítják, és a bolygó vizének 97%-át tartalmazzák. A tengervíz nagy mennyiségben tartalmaz oldott ásványi anyagokat és sókat. A tengeri ökológiai rendszer a következőkre oszlik:

• Óceáni (az óceán viszonylag sekély része, amely a kontinentális talapzaton található);
• Profundális zóna (mélyvízi terület, amelyet nem hatol át a napfény);
• Bentális régió (bentikus élőlények által lakott terület);
• árapály-zóna (apály és dagály közötti hely);
• Torkolatok;
• Korallzátonyok;
• Sós mocsarak;
• Hidrotermikus szellőzőnyílások, ahol kemoszintetikus adagoló található.

A tengeri ökoszisztémákban sokféle organizmus él, nevezetesen: barna algák, korallok, lábasfejűek, tüskésbőrűek, dinoflagellák, cápák stb.

Édesvízi ökoszisztémák

A tengeri ökoszisztémákkal ellentétben az édesvízi ökoszisztémák a Föld felszínének csak 0,8%-át fedik le, és a világ teljes vízkészletének 0,009%-át teszik ki. Az édesvízi ökoszisztémáknak három fő típusa van:

• Stagnáló: Olyan vizek, ahol nincs áram, például medencék, tavak vagy tavak.
• Folyó: Gyorsan mozgó vizek, például patakok és folyók.
• Vizes élőhelyek: olyan helyek, ahol a talaj tartósan vagy időszakosan elöntött.

Az édesvízi ökoszisztémák adnak otthont hüllőknek, kétéltűeknek és a világ halfajainak mintegy 41%-ának. A gyorsan mozgó vizek jellemzően nagyobb koncentrációban tartalmaznak oldott oxigént, ezáltal nagyobb biodiverzitást támogatnak, mint a pangó tavak vagy tóvizek.

Az ökoszisztéma szerkezete, összetevői és tényezői

Az ökoszisztéma olyan természetes funkcionális ökológiai egység, amely élő szervezetekből (biocenózis) és azok élettelen környezetéből (abiotikus vagy fizikai-kémiai) áll, amelyek egymással kölcsönhatásban állnak, és stabil rendszert hoznak létre. Tó, tó, sivatag, legelő, rét, erdő stb. gyakori példái az ökoszisztémáknak.

Minden ökoszisztéma abiotikus és biotikus összetevőkből áll:

Ökoszisztéma szerkezete

Abiotikus komponensek

Az abiotikus komponensek az élet vagy a fizikai környezet független tényezői, amelyek befolyásolják az élő szervezetek szerkezetét, eloszlását, viselkedését és kölcsönhatásait.

Az abiotikus komponenseket főként két típus képviseli:

• éghajlati tényezők amelyek közé tartozik az eső, hőmérséklet, fény, szél, páratartalom stb.
• Edafikus tényezők, beleértve a talaj savasságát, domborzatát, mineralizációját stb.

Az abiotikus komponensek jelentősége

Az atmoszféra biztosítja az élő szervezeteket szén-dioxiddal (a fotoszintézishez) és oxigénnel (a légzéshez). A párolgási, transzspirációs és a légkör és a Föld felszíne közötti folyamatok.

A napsugárzás felmelegíti a légkört és elpárologtatja a vizet. A fény a fotoszintézishez is nélkülözhetetlen. a növényeket energiával látja el a növekedéshez és az anyagcseréhez, valamint biotermékeket biztosít más életformák táplálásához.

A legtöbb élő szövet nagy százalékban, akár 90%-ban vízből áll. Kevés sejt képes életben maradni, ha a víztartalom 10% alá csökken, és legtöbbjük elpusztul, amikor a víztartalom 30-50% alá csökken.

A víz az a közeg, amelyen keresztül az ásványi élelmiszerek bejutnak a növényekbe. A fotoszintézishez is nélkülözhetetlen. A növények és állatok a Föld felszínéről és a talajból nyernek vizet. A víz fő forrása a légköri csapadék.

Biotikus komponensek

Az ökoszisztémában jelenlévő élőlények, beleértve a növényeket, állatokat és mikroorganizmusokat (baktériumokat és gombákat), biotikus összetevők.

Az ökológiai rendszerben betöltött szerepük alapján a biotikus komponensek három fő csoportra oszthatók:

• Producerek napenergia felhasználásával szerves anyagokat állítanak elő szervetlen anyagokból;
• Fogyasztók a termelők (növényevők, ragadozók stb.) által előállított, kész szerves anyagokkal táplálkoznak;
• Reduktorok. Baktériumok és gombák, amelyek elpusztítják a termelők (növények) és fogyasztók (állatok) elhalt szerves vegyületeit táplálkozás céljából, és egyszerű anyagokat (szervetlen és szerves) bocsátanak ki a környezetbe, amelyek anyagcseréjük melléktermékeiként képződnek.

Ezek az egyszerű anyagok a biotikus közösség és az ökoszisztéma abiotikus környezete közötti ciklikus anyagcsere eredményeként termelődnek újra.

Ökoszisztéma szintek

Az ökoszisztéma rétegeinek megértéséhez vegye figyelembe a következő ábrát:

Ökoszisztéma rétegdiagram

Egyedi

Az egyén bármely élőlény vagy szervezet. Az egyedek nem szaporodnak más csoportok egyedeivel. Az állatok, a növényektől eltérően, általában beletartoznak ebbe a fogalomba, mivel a növényvilág egyes képviselői más fajokkal kereszteződhetnek.

A fenti ábrán látható, hogy az aranyhal kölcsönhatásba lép a környezettel, és kizárólag saját fajának tagjaival szaporodik.

népesség

A populáció egy adott faj egyedeinek csoportja, amelyek egy adott földrajzi területen élnek egy adott időben. (Példa erre az aranyhal és fajának képviselői). Vegye figyelembe, hogy egy populációban ugyanazon faj egyedei vannak, amelyek genetikai eltérései lehetnek, például szőrzet/szem/bőrszín és testméret.

Közösség

A közösség egy adott területen egy adott időben minden élő szervezetet magában foglal. Különböző fajokhoz tartozó élő szervezetek populációit tartalmazhatja. A fenti ábrán figyelje meg, hogyan élnek együtt aranyhal, lazac, rákok és medúza egy adott környezetben. Egy nagy közösség általában magában foglalja a biológiai sokféleséget.

Ökoszisztéma

Az ökoszisztéma a környezettel kölcsönhatásba lépő élő szervezetek közösségeit foglalja magában. Ezen a szinten az élő szervezetek más abiotikus tényezőktől függenek, mint például a kőzetek, víz, levegő és hőmérséklet.

Biome

Egyszerűen fogalmazva, olyan ökoszisztémák gyűjteménye, amelyek hasonló jellemzőkkel rendelkeznek a környezethez alkalmazkodó abiotikus tényezőikkel.

Bioszféra

Ha megvizsgáljuk a különböző biomokat, amelyek mindegyike átmegy egy másikba, akkor egy hatalmas közösség alakul ki emberekből, állatokból és növényekből, amelyek bizonyos élőhelyeken élnek. a Földön található összes ökoszisztéma.

Tápláléklánc és energia egy ökoszisztémában

Minden élőlénynek ennie kell, hogy megkapja a növekedéshez, mozgáshoz és szaporodáshoz szükséges energiát. De mit esznek ezek az élő szervezetek? A növények a napból nyerik energiájukat, egyes állatok növényeket esznek, mások pedig állatokat. Ezt a táplálkozási arányt egy ökoszisztémában táplálékláncnak nevezzük. A táplálékláncok általában azt a sorrendet képviselik, hogy ki kivel táplálkozik egy biológiai közösségben.

Az alábbiakban felsorolunk néhány élő szervezetet, amelyek beilleszkedhetnek a táplálékláncba:

tápláléklánc diagram

A tápláléklánc nem ugyanaz, mint. A trofikus háló számos tápláléklánc kombinációja, és összetett szerkezet.

Energiaátvitel

Az energia a táplálékláncok mentén kerül átadásra egyik szintről a másikra. Az energia egy részét növekedésre, szaporodásra, mozgásra és egyéb szükségletekre használják fel, és nem áll rendelkezésre a következő szintre.

A rövidebb élelmiszerláncok több energiát tárolnak, mint a hosszúak. Az elhasznált energiát a környezet elnyeli.