Kapasitas ekosistem. Lembar Cheat: Ekosistem dan propertinya

Pertimbangan Ekologi interaksi antara makhluk hidup dan alam mati. Interaksi ini, pertama, terjadi dalam sistem tertentu (sistem ekologi, ekosistem) dan, kedua, tidak kacau, tetapi terorganisir dengan cara tertentu, tunduk pada hukum. Ekosistem adalah seperangkat produsen, konsumen, dan pengumpan detritus yang berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungannya melalui pertukaran materi, energi, dan informasi sedemikian rupa sehingga sistem tunggal ini tetap stabil untuk waktu yang lama. Dengan demikian, ekosistem alami dicirikan oleh tiga fitur:

• 1) ekosistem harus merupakan kombinasi dari komponen hidup dan tak hidup
• 2) di dalam ekosistem berlangsung satu siklus penuh, dimulai dengan pembentukan bahan organik dan diakhiri dengan penguraiannya menjadi komponen anorganik;
• 3) ekosistem tetap stabil untuk beberapa waktu, yang disediakan oleh struktur komponen biotik dan abiotik tertentu.

Contoh ekosistem alam adalah danau, hutan, gurun, tundra, daratan, lautan, biosfer. Seperti dapat dilihat dari contoh, ekosistem yang lebih sederhana termasuk dalam ekosistem yang lebih kompleks. Pada saat yang sama, hierarki organisasi sistem diwujudkan, dalam hal ini, yang ekologis. Jadi perangkat alam harus dianggap sebagai suatu sistem, terdiri dari ekosistem bersarang, yang tertinggi adalah ekosistem global yang unik - biosfer. Dalam kerangkanya, ada pertukaran energi dan materi antara semua komponen hidup dan tak hidup pada skala planet. Bencana yang mengancam seluruh umat manusia adalah salah satu tanda bahwa suatu ekosistem seharusnya telah dilanggar: biosfer sebagai suatu ekosistem telah diambil dari keadaan stabil oleh aktivitas manusia. Karena skala dan keragaman keterkaitannya, ia tidak boleh binasa dari ini, ia akan beralih ke keadaan stabil baru, sambil mengubah strukturnya, pertama-tama, mati, dan setelah itu, mau tidak mau, hidup. Manusia, sebagai spesies biologis, memiliki peluang paling kecil untuk beradaptasi dengan kondisi eksternal baru yang berubah dengan cepat dan kemungkinan besar akan menjadi yang pertama menghilang. Contoh instruktif dan ilustratif dari hal ini adalah kisah Pulau Paskah. Di salah satu pulau Polinesia, yang disebut Pulau Paskah, sebagai hasil dari proses migrasi yang kompleks pada abad ke-7, sebuah peradaban tertutup yang terisolasi dari seluruh dunia muncul. Dalam iklim subtropis yang menguntungkan, selama ratusan tahun keberadaannya, ia telah mencapai tingkat perkembangan tertentu, menciptakan budaya dan tulisan asli, yang hingga hari ini tidak dapat diuraikan. Dan pada abad ke-17, ia binasa tanpa jejak, pertama-tama menghancurkan flora dan fauna pulau itu, dan kemudian menghancurkan dirinya sendiri dalam kebiadaban dan kanibalisme yang progresif. Penduduk pulau terakhir tidak lagi memiliki keinginan dan bahan untuk membangun menyelamatkan "bahtera Nuh" - perahu atau rakit. Untuk mengenang dirinya sendiri, komunitas yang hilang meninggalkan pulau semi-gurun dengan patung batu raksasa - saksi dari kekuatan sebelumnya. Jadi, ekosistem adalah unit struktural terpenting dari struktur dunia sekitarnya. Seperti dapat dilihat, dasar ekosistem terdiri dari materi hidup, yang dicirikan oleh struktur biotik, dan habitat yang ditentukan oleh kombinasi faktor lingkungan.

ekosistem, atau sistem ekologi(dari bahasa Yunani kuno - tempat tinggal, tempat tinggal dan - sistem) - sistem biologis yang terdiri dari komunitas organisme hidup ( biocenosis), habitatnya ( biotop), sistem hubungan yang mempertukarkan materi dan energi di antara mereka.

Para ilmuwan membedakan ekosistem menjadi ekosistem mikro (misalnya, pohon), ekosistem meso (hutan, kolam) dan ekosistem makro (laut, benua). Biosfer telah menjadi ekosistem global.

Ada properties-features yang memungkinkan Anda mendefinisikan konsep ekosistem yang bertindak sebagai objek regulasi hukum. Ini termasuk:

1. Penutupan ekosistem. Fungsi independennya. Kita dapat mengatakan bahwa, misalnya, setetes air, hutan, laut, dll. adalah ekosistem, karena masing-masing objek ini memiliki sistem organismenya sendiri yang stabil (bersilia dalam setetes, ikan di laut, dll.). Sifat tertutup dari sistem ekologi mewajibkan semua pengguna sumber daya alam untuk memperhitungkan konsekuensi lingkungan dari tindakan mereka, bahkan jika tidak ada manifestasi nyata dari dampaknya terhadap alam. Jadi, meletakkan jalan di area terbuka, pada pandangan pertama, tidak mempengaruhi lingkungan. Namun dalam kondisi tertentu, jalan tersebut dapat menjadi sumber bencana lingkungan, misalnya jika diletakkan tanpa memperhitungkan aliran air banjir yang jika menumpuk dapat merusak penutup tanah.

2. Interkoneksi Ekosistem. Keistimewaan ini memerlukan pendekatan terpadu dalam pemanfaatan benda-benda alam, yang dalam praktiknya disebut lanskap. Misalnya, ketika mengalokasikan lahan untuk lahan subur atau melakukan reklamasi lahan, perlu mempertimbangkan rute migrasi perwakilan fauna liar, untuk menjaga semak individu, rawa, semak belukar, dll. tetap utuh, yaitu, tidak mengganggu bentang alam yang telah berkembang di daerah tersebut. Pendekatan lanskap memungkinkan untuk memastikan prioritas ekologis umum dalam pengelolaan alam, yang menurutnya semua jenis penggunaan objek alam harus tunduk pada persyaratan kesejahteraan ekologi lingkungan alam.

3. Bioproduktivitas. Fitur ini berkontribusi pada reproduksi ekosistem sendiri, kinerja fungsi tertentu, yang sebagai akibatnya menentukan status hukum yang berbeda dari objek alami. Jadi, tanah dengan peningkatan kesuburan harus dialokasikan untuk kebutuhan pertanian, dan untuk tujuan lain - tidak produktif. Produktivitas juga diperhitungkan saat menetapkan biaya untuk penggunaan objek alami, saat mengenakan pajak, dalam hal kompensasi atas kerusakan atau terjadinya peristiwa yang diasuransikan.

Contoh Ekosistem - kolam dengan tanaman yang hidup di dalamnya, ikan, invertebrata, mikroorganisme yang membentuk komponen hidup dari sistem, biocenosis. Kolam sebagai suatu ekosistem dicirikan oleh sedimen dasar dengan komposisi tertentu, komposisi kimia (komposisi ionik, konsentrasi gas terlarut) dan parameter fisik (transparansi air, tren perubahan suhu tahunan), serta indikator produktivitas biologis tertentu, status trofik reservoir dan kondisi spesifik reservoir ini.

Contoh lain dari sistem ekologi - hutan gugur di Rusia tengah dengan komposisi serasah hutan tertentu, karakteristik tanah dari jenis hutan ini dan komunitas tanaman yang stabil, dan, sebagai hasilnya, dengan indikator iklim mikro yang ditentukan secara ketat (suhu, kelembaban, cahaya) dan kompleks hewan organisme yang sesuai dengan kondisi lingkungan tersebut.

Aspek penting yang memungkinkan untuk menentukan jenis dan batas ekosistem adalah struktur trofik komunitas dan rasio produsen biomassa, konsumennya, dan organisme perusak biomassa, serta indikator produktivitas dan metabolisme materi dan energi. .

Ekosistem adalah sistem yang kompleks, mengatur diri sendiri, mengatur diri sendiri, dan mengembangkan diri. Ciri utama suatu ekosistem adalah keberadaannya yang relatif tertutup, stabil dalam ruang dan waktu aliran materi dan energi antara bagian biotik dan abiotik suatu ekosistem. Dari sini dapat disimpulkan bahwa tidak setiap sistem biologis dapat disebut ekosistem, misalnya, akuarium atau tunggul busuk tidak.

Sistem seperti itu harus disebut komunitas dengan peringkat lebih rendah, atau mikrokosmos. Kadang-kadang konsep fasies digunakan untuk mereka (misalnya, dalam geoekologi), tetapi tidak dapat sepenuhnya menggambarkan sistem seperti itu, terutama yang berasal dari buatan.

Ekosistem adalah sistem terbuka dan dicirikan oleh aliran input dan output materi dan energi. Dasar keberadaan hampir semua ekosistem adalah aliran energi sinar matahari, yang merupakan konsekuensi dari reaksi termonuklir Matahari, baik dalam bentuk langsung (fotosintesis) atau tidak langsung (penguraian bahan organik). Pengecualian adalah ekosistem laut dalam (perokok "hitam" dan "putih"), sumber energi yang merupakan panas internal bumi dan energi reaksi kimia.

Sesuai dengan definisi, tidak ada perbedaan antara konsep "ekosistem" dan "biogeocenosis", biogeocenosis dapat dianggap sebagai sinonim lengkap untuk istilah ekosistem. Namun, ada pendapat luas bahwa biogeocenosis dapat berfungsi sebagai analog ekosistem pada tingkat paling awal, karena istilah "biogeocenosis" lebih menekankan pada hubungan biocenosis dengan area tertentu dari tanah atau lingkungan akuatik, sedangkan ekosistem menyiratkan area abstrak apa pun. Oleh karena itu, biogeocenosis biasanya dianggap sebagai kasus khusus dari suatu ekosistem.

Ekosistem dapat dibagi menjadi dua komponen - biotik dan abiotik. Biotik dibagi menjadi autotrofik (organisme yang menerima energi primer untuk keberadaannya dari foto- dan kemosintesis atau produsen) dan heterotrofik (organisme yang menerima energi dari proses oksidasi bahan organik - konsumen dan pengurai) komponen yang membentuk struktur trofik ekosistem .

Satu-satunya sumber energi bagi keberadaan suatu ekosistem dan terpeliharanya berbagai proses di dalamnya adalah produsen yang menyerap energi matahari (panas, ikatan kimia) dengan efisiensi 0,1 - 1%, jarang 3 - 4,5% dari jumlah awal. Autotrof mewakili tingkat trofik pertama suatu ekosistem. Tingkat trofik ekosistem berikutnya terbentuk karena konsumen (tingkat 2, 3, 4 dan selanjutnya) dan ditutup oleh pengurai yang mengubah bahan organik mati menjadi bentuk mineral (komponen abiotik), yang dapat diasimilasi oleh elemen autotrofik.

Biasanya konsep ekotop didefinisikan sebagai habitat organisme yang dicirikan oleh kombinasi kondisi lingkungan tertentu: tanah, tanah, iklim mikro, dll. Namun, dalam hal ini, konsep ini sebenarnya hampir identik dengan konsep puncak iklim.

Misalnya, lava yang mengalir ke laut di pulau Hawaii membentuk ekotop pantai baru.

Saat ini, ekotop, berbeda dengan biotope, dipahami sebagai wilayah atau perairan tertentu dengan seluruh rangkaian dan karakteristik tanah, iklim mikro, dan faktor lain dalam bentuk yang tidak berubah oleh organisme. Contoh ekotop adalah tanah aluvial, pulau vulkanik atau karang yang baru terbentuk, tambang buatan, dan wilayah baru lainnya yang terbentuk. Pada kasus ini puncak iklim merupakan bagian dari ekotop.

Biotop- sebuah ekotop yang diubah oleh biota atau, lebih tepatnya, sebidang wilayah yang homogen dalam hal kondisi kehidupan untuk jenis tanaman atau hewan tertentu, atau untuk pembentukan biocenosis tertentu.

Topik 1.2.: Ekosistem dan sifat-sifatnya

1. Ekosistem - konsep dasar ekologi ………………………………………………4

2. Struktur biotik ekosistem………………………………………………………………5.

3. Faktor lingkungan ………………………………………………………………….6

4. Fungsi ekosistem…………………………………………………………..12

5. Dampak manusia terhadap ekosistem………………………………………………...14

Kesimpulan……………………………………………………………………………….16

Daftar referensi………………………………………………………………………….17

pengantar

Kata "ekologi" Itu terbentuk dari dua kata Yunani: "oicos", yang berarti rumah, tempat tinggal, dan "logos" - ilmu dan secara harfiah diterjemahkan sebagai ilmu tentang rumah, habitat. Untuk pertama kalinya istilah ini digunakan oleh ahli zoologi Jerman Ernst Haeckel pada tahun 1886, mendefinisikan ekologi sebagai bidang pengetahuan yang mempelajari ekonomi alam - studi tentang hubungan umum hewan dengan alam hidup dan tidak hidup, termasuk semua baik hubungan bersahabat maupun tidak bersahabat, di mana hewan dan tumbuhan secara langsung atau tidak langsung bersentuhan. Pemahaman tentang ekologi ini telah diakui secara umum dan saat ini menjadi klasik Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan makhluk hidup dengan lingkungannya.

Materi hidup sangat beragam sehingga dipelajari pada berbagai tingkat organisasi dan dari sudut pandang yang berbeda.

Ada tingkat organisasi biosistem berikut (Lihat aplikasi (Gbr. 1)).

Tingkat organisme, populasi, dan ekosistem adalah bidang minat ekologi klasik.

Tergantung pada objek studi dan sudut pandang dari mana ia dipelajari, arah ilmiah independen telah dibentuk dalam ekologi.

Oleh dimensi benda Studi ekologi dibagi menjadi autecology (organisme dan lingkungannya), ekologi populasi (populasi dan lingkungannya), synecology (komunitas dan lingkungannya), biogeositologi (studi tentang ekosistem) dan ekologi global (studi tentang bumi). lingkungan).

Tergantung pada objek studi ekologi dibagi menjadi ekologi mikroorganisme, jamur, tumbuhan, hewan, manusia, agroekologi, industri (teknik), ekologi manusia, dll.

Oleh komponen lingkungan membedakan antara ekologi daratan, air tawar, laut, gurun, dataran tinggi, dan ruang lingkungan dan geografis lainnya.

Ekologi sering kali mencakup sejumlah besar cabang pengetahuan terkait, terutama dari bidang perlindungan lingkungan.

Dalam makalah ini, pertama-tama, dasar-dasar ekologi umum dipertimbangkan, yaitu, hukum klasik interaksi organisme hidup dengan lingkungan.

1. Ekosistem - konsep dasar ekologi

Ekologi mempertimbangkan interaksi organisme hidup dan alam mati. Interaksi ini, pertama, terjadi dalam sistem tertentu (sistem ekologi, ekosistem) dan, kedua, tidak kacau, tetapi terorganisir dengan cara tertentu, tunduk pada hukum.

ekosistem disebut seperangkat produsen, konsumen, dan pengumpan detritus yang berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungannya melalui pertukaran materi, energi, dan informasi sedemikian rupa sehingga sistem tunggal ini tetap stabil untuk waktu yang lama.

Dengan demikian, ekosistem alami dicirikan oleh tiga fitur:

1) ekosistem harus merupakan kombinasi dari komponen hidup dan tak hidup ((lihat lampiran (Gbr. 2));

2) di dalam ekosistem berlangsung satu siklus penuh, dimulai dengan pembentukan bahan organik dan diakhiri dengan penguraiannya menjadi komponen anorganik;

3) ekosistem tetap stabil untuk beberapa waktu, yang disediakan oleh struktur komponen biotik dan abiotik tertentu.

Contoh ekosistem alam adalah danau, hutan, gurun, tundra, daratan, lautan, biosfer.

Seperti dapat dilihat dari contoh, ekosistem yang lebih sederhana termasuk dalam ekosistem yang lebih kompleks. Pada saat yang sama, hierarki sistem organisasi diwujudkan, dalam hal ini, yang ekologis.

Dengan demikian, struktur alam harus dianggap sebagai keseluruhan sistemik, terdiri dari ekosistem bersarang, yang tertinggi adalah ekosistem global yang unik - biosfer. Dalam kerangkanya, ada pertukaran energi dan materi antara semua komponen hidup dan tak hidup pada skala planet. Bencana yang mengancam seluruh umat manusia terletak pada kenyataan bahwa salah satu tanda bahwa suatu ekosistem seharusnya telah dilanggar: biosfer sebagai suatu ekosistem telah dibawa keluar dari keadaan stabil oleh aktivitas manusia. Berdasarkan skala dan keragaman keterkaitannya, ia tidak boleh binasa dari ini, ia akan beralih ke keadaan stabil baru, sambil mengubah strukturnya, pertama-tama mati, dan kemudian hidup tak terhindarkan. Manusia, sebagai spesies biologis, memiliki lebih sedikit kesempatan daripada yang lain untuk beradaptasi dengan kondisi eksternal baru yang berubah dengan cepat dan kemungkinan besar akan menghilang terlebih dahulu. Contoh instruktif dan ilustratif dari hal ini adalah sejarah Pulau Paskah.

Di salah satu pulau Polinesia, yang disebut Pulau Paskah, sebagai hasil dari proses migrasi yang kompleks pada abad ke-7, sebuah peradaban tertutup yang terisolasi dari seluruh dunia muncul. Dalam iklim subtropis yang menguntungkan, selama ratusan tahun keberadaannya, ia telah mencapai tingkat perkembangan tertentu, menciptakan budaya dan tulisan asli, yang hingga hari ini tidak dapat diuraikan. Dan pada abad ke-17, ia binasa tanpa jejak, pertama-tama menghancurkan flora dan fauna pulau itu, dan kemudian menghancurkan dirinya sendiri dalam kebiadaban dan kanibalisme yang progresif. Penduduk pulau terakhir tidak memiliki keinginan dan bahan yang tersisa untuk membangun "tanpa bahtera" yang menyelamatkan - perahu atau rakit. Untuk mengenang dirinya sendiri, komunitas yang hilang meninggalkan pulau semi-gurun dengan patung batu raksasa - saksi dari kekuatan sebelumnya.

Jadi, ekosistem adalah unit struktural terpenting dari struktur dunia sekitarnya. Seperti yang dapat dilihat dari gambar. 1 (lihat Lampiran), dasar ekosistem adalah makhluk hidup, yang dicirikan biotik struktur , dan habitat, ditentukan oleh totalitas faktor lingkungan . Mari kita pertimbangkan mereka secara lebih rinci.

2. Struktur biotik ekosistem

Ekosistem didasarkan pada kesatuan makhluk hidup dan benda mati. Inti dari kesatuan ini ditunjukkan sebagai berikut. Dari unsur-unsur alam mati, terutama molekul CO2 dan H2O, di bawah pengaruh energi matahari, zat organik disintesis yang membentuk semua kehidupan di planet ini. Proses pembuatan bahan organik di alam terjadi bersamaan dengan proses yang berlawanan - konsumsi dan penguraian zat ini lagi menjadi senyawa anorganik asli. Totalitas proses ini terjadi dalam ekosistem dengan tingkat hierarki yang berbeda. Agar proses ini menjadi seimbang, alam selama miliaran tahun telah menghasilkan struktur makhluk hidup dari sistem .

Kekuatan pendorong dalam sistem material apa pun adalah energi. Ia memasuki ekosistem terutama dari Matahari. Tumbuhan, karena pigmen klorofil yang terkandung di dalamnya, menangkap energi radiasi Matahari dan menggunakannya untuk mensintesis dasar zat organik apa pun - glukosa C6H12O6.

Energi kinetik radiasi matahari dengan demikian diubah menjadi energi potensial yang tersimpan dalam glukosa. Dari glukosa, bersama dengan nutrisi mineral yang diperoleh dari tanah - nutrisi - semua jaringan dunia tumbuhan terbentuk - protein, karbohidrat, lemak, lipid, DNA, RNA, yaitu bahan organik planet ini.

Selain tumbuhan, beberapa bakteri dapat menghasilkan bahan organik. Mereka membuat jaringan mereka, menyimpan di dalamnya, seperti tanaman, energi potensial dari karbon dioksida tanpa partisipasi energi matahari. Sebaliknya, mereka menggunakan energi yang dihasilkan oleh oksidasi senyawa anorganik, seperti amonia, besi, dan terutama belerang (di cekungan laut dalam, di mana sinar matahari tidak menembus, tetapi di mana hidrogen sulfida terakumulasi dalam kelimpahan, ekosistem unik telah ditemukan. ). Inilah yang disebut energi sintesis kimia, oleh karena itu organisme disebut kemosintesis .

Dengan demikian, tanaman ichemosintetik membuat bahan organik dari konstituen anorganik dengan bantuan energi lingkungan. Mereka disebut produsen atau autotrof .Pelepasan energi potensial yang disimpan oleh produsen memastikan keberadaan semua jenis kehidupan lain di planet ini. Spesies yang mengkonsumsi bahan organik yang dibuat oleh produsen sebagai sumber materi dan energi untuk aktivitas hidupnya disebut konsumen atau heterotrof .

Konsumen adalah organisme yang paling beragam (dari mikroorganisme hingga paus biru): protozoa, serangga, reptil, ikan, burung, dan terakhir, mamalia, termasuk manusia.

Konsumen, pada gilirannya, dibagi menjadi beberapa subkelompok sesuai dengan perbedaan sumber makanan mereka.

Hewan yang memakan langsung produsen disebut konsumen primer atau konsumen tingkat pertama. Mereka sendiri dimakan oleh konsumen sekunder, misalnya kelinci yang memakan wortel adalah konsumen urutan pertama, alice yang berburu kelinci adalah konsumen urutan kedua. Beberapa jenis organisme hidup sesuai dengan beberapa tingkatan tersebut. Misalnya, ketika seseorang makan sayuran - dia adalah konsumen urutan pertama, daging sapi - konsumen urutan kedua, dan makan ikan predator, bertindak sebagai konsumen urutan ketiga.

Konsumen primer yang hanya memakan tumbuhan disebut herbivora atau fitofag .Konsumen pesanan kedua dan lebih tinggi - karnivora . Spesies yang memakan tumbuhan dan hewan adalah omnivora, seperti manusia.

Sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mati, seperti daun yang gugur, bangkai hewan, produk sistem ekskresi, disebut detritus. Ini organik! Ada banyak organisme yang mengkhususkan diri dalam memakan detritus. Mereka disebut detritivora .Vultures, serigala, cacing, udang karang, rayap, semut, dll dapat menjadi contoh. Seperti dalam kasus konsumen biasa, ada pengumpan detritus primer yang memakan langsung detritus, yang sekunder, dll.

Akhirnya, bagian penting dari detritus dalam ekosistem, khususnya daun yang jatuh, kayu mati, dalam bentuk aslinya tidak dimakan oleh hewan, tetapi membusuk dan terurai dalam proses memakan jamur dan bakteri.

Karena peran jamur dan bakteri sangat spesifik, mereka biasanya dibedakan menjadi kelompok khusus detritofag dan disebut pengurai . Pereduksi berfungsi sebagai pengatur di Bumi dan menutup siklus biogeokimia zat, menguraikan bahan organik menjadi komponen anorganik aslinya - karbon dioksida dan air.

Jadi, terlepas dari keragaman ekosistem, mereka semua memiliki struktural kesamaan. Di masing-masing dari mereka, tanaman fotosintesis dapat dibedakan - produsen, tingkat konsumen yang berbeda, pengumpan detritus, dan pengurai. Mereka membentuk struktur biotik ekosistem .

3. Faktor lingkungan

Benda mati dan makhluk hidup yang mengelilingi tumbuhan, hewan, dan manusia disebut habitat .Banyak komponen individu dari lingkungan yang mempengaruhi organisme disebut faktor lingkungan.

Menurut sifat asal, faktor abiotik, biotik dan antropogenik dibedakan. Faktor abiotik - Ini adalah sifat-sifat alam mati yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisme hidup.

Faktor biotik - ini semua adalah bentuk pengaruh organisme hidup satu sama lain.

Sebelumnya, dampak manusia pada organisme hidup juga disebut sebagai faktor biotik, tetapi sekarang kategori khusus dari faktor yang dihasilkan oleh manusia dibedakan. Faktor antropogenik - ini semua adalah bentuk kegiatan masyarakat manusia yang mengarah pada perubahan alam sebagai habitat dan spesies lain dan secara langsung mempengaruhi kehidupan mereka.

Dengan demikian, setiap organisme hidup dipengaruhi oleh alam mati, organisme dari spesies lain, termasuk manusia, dan, pada gilirannya, mempengaruhi masing-masing komponen ini.

Hukum dampak faktor lingkungan pada organisme hidup

Terlepas dari keragaman faktor lingkungan dan sifat asalnya yang berbeda, ada beberapa aturan umum dan pola dampaknya terhadap organisme hidup.

Untuk kehidupan organisme, kombinasi kondisi tertentu diperlukan. Jika semua kondisi lingkungan menguntungkan, kecuali satu, maka kondisi inilah yang menjadi penentu bagi kehidupan organisme yang bersangkutan. Ini membatasi (membatasi) perkembangan organisme, oleh karena itu disebut faktor pembatas .Awalnya, ditemukan bahwa perkembangan organisme hidup dibatasi oleh kurangnya komponen apa pun, misalnya, garam mineral, kelembaban, cahaya, dll. Pada pertengahan abad ke-19, kimiawan organik Jerman Eustace Liebig adalah orang pertama yang secara eksperimental membuktikan bahwa pertumbuhan tanaman bergantung pada unsur nutrisi yang ada dalam jumlah yang relatif minim. Dia menyebut fenomena ini hukum minimum; untuk menghormati penulis, itu juga disebut hukum Liebig.

Dalam formulasi modern hukum minimum terdengar seperti ini: Daya tahan suatu organisme ditentukan oleh mata rantai terlemah dalam rantai kebutuhan ekologisnya. Namun, ternyata kemudian, tidak hanya kekurangan, tetapi juga kelebihan suatu faktor dapat membatasi, misalnya, kematian tanaman karena hujan, kejenuhan tanah dengan pupuk, dll. Konsep bahwa, bersama dengan minimum, faktor pembatas juga dapat menjadi maksimum, diperkenalkan 70 tahun setelah Liebig oleh ahli zoologi Amerika W. Shelford, yang merumuskan hukum toleransi. Berdasarkan hukum toleransi, faktor pembatas bagi kemakmuran suatu populasi (organisme) dapat berupa dampak lingkungan minimum dan maksimum, dan kisaran di antara keduanya menentukan besarnya daya tahan (batas toleransi) atau valensi ekologis organisme tersebut. faktor ini ((lihat Lampiran Gambar 3).

Kisaran yang menguntungkan dari faktor lingkungan disebut zona optimal (aktivitas biasa). Semakin signifikan penyimpangan efek faktor dari optimal, semakin faktor ini menghambat aktivitas vital populasi. Rentang ini disebut zona penindasan . Nilai maksimum dan minimum faktor yang ditoleransi adalah titik kritis di mana keberadaan organisme atau populasi tidak mungkin lagi.

Sesuai dengan hukum toleransi, setiap kelebihan materi atau energi ternyata menjadi prinsip pencemar. Dengan demikian, kelebihan air, bahkan di daerah kering, berbahaya dan air dapat dianggap sebagai polutan umum, meskipun hanya diperlukan dalam jumlah yang optimal. Secara khusus, kelebihan air mencegah pembentukan tanah normal di zona chernozem.

Spesies yang membutuhkan kondisi lingkungan yang ditentukan secara ketat untuk keberadaannya disebut stenobiotik, dan spesies yang beradaptasi dengan lingkungan ekologis dengan berbagai perubahan parameter disebut eurybiotik.

Di antara hukum yang menentukan interaksi individu atau individu dengan lingkungannya, kami memilih aturan kesesuaian kondisi lingkungan dengan penentuan genetik suatu organisme .Ini mengklaim bahwa spesies organisme dapat eksis sampai saat itu dan sejauh lingkungan alami di sekitarnya sesuai dengan kemungkinan genetik untuk menyesuaikan spesies ini dengan fluktuasi dan perubahannya.

Faktor Habitat Abiotik

Faktor abiotik adalah sifat-sifat alam mati yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisme hidup. pada gambar. 5 (lihat Lampiran) menunjukkan klasifikasi faktor abiotik. Mari kita mulai dengan faktor iklim lingkungan luar.

Suhu adalah faktor iklim yang paling penting. Itu tergantung pada intensitas metabolisme organisme dan distribusi geografisnya. Setiap organisme dapat hidup dalam kisaran suhu tertentu. Dan meskipun untuk berbagai jenis organisme (eurythermal dan stenothermic) interval ini berbeda, bagi sebagian besar dari mereka zona suhu optimal, di mana fungsi vital dilakukan paling aktif dan efisien, relatif kecil. Kisaran suhu di mana kehidupan dapat eksis adalah sekitar 300 C: dari -200 hingga +100 °C. Tetapi sebagian besar spesies dan sebagian besar aktivitasnya terbatas pada kisaran suhu yang lebih sempit. Organisme tertentu, terutama pada tahap dorman, dapat bertahan hidup setidaknya untuk beberapa waktu pada suhu yang sangat rendah. Jenis mikroorganisme tertentu, terutama bakteri dan alga, dapat hidup dan berkembang biak pada suhu yang mendekati titik didih. Batas atas untuk bakteri mata air panas adalah 88 C, untuk ganggang biru-hijau adalah 80 C, dan untuk ikan dan serangga yang paling tahan adalah sekitar 50 C. Umumnya, batas atas faktor lebih kritis daripada yang lebih rendah. , meskipun banyak organisme di dekat batas atas rentang toleransi berfungsi lebih efektif.

Pada hewan air, kisaran toleransi suhu biasanya lebih sempit daripada hewan darat, karena kisaran fluktuasi suhu di air lebih kecil daripada di darat.

Dengan demikian, suhu merupakan faktor penting dan sangat sering membatasi. Ritme suhu sebagian besar mengontrol aktivitas musiman dan diurnal tumbuhan dan hewan.

Pengendapan dan kelembaban adalah besaran utama yang diukur dalam studi faktor ini.Jumlah presipitasi tergantung terutama pada jalur dan sifat pergerakan massa udara yang besar. Misalnya, angin yang bertiup dari laut meninggalkan sebagian besar kelembapan di lereng yang menghadap ke laut, menghasilkan "bayangan hujan" di belakang pegunungan, yang berkontribusi pada pembentukan gurun. Bergerak ke pedalaman, udara mengakumulasi sejumlah uap air, dan jumlah presipitasi meningkat lagi. Gurun cenderung terletak di belakang pegunungan tinggi atau di sepanjang pantai di mana angin bertiup dari daerah kering pedalaman yang luas daripada dari laut, seperti Gurun Nami di Afrika Barat Daya Distribusi curah hujan selama musim merupakan faktor pembatas yang sangat penting untuk organisme.

Kelembaban - parameter yang mencirikan kandungan uap air di udara. Kelembaban mutlak adalah jumlah uap air per satuan volume udara. Sehubungan dengan ketergantungan jumlah uap yang ditahan oleh udara pada suhu dan tekanan, konsep kelembaban relatif diperkenalkan - ini adalah rasio uap yang terkandung di udara dengan uap jenuh pada suhu dan tekanan tertentu. alam ada ritme kelembaban harian - peningkatan di malam hari, penurunan di siang hari, dan fluktuasinya secara vertikal dan horizontal, faktor ini, bersama dengan cahaya dan suhu, memainkan peran penting dalam mengatur aktivitas organisme. air permukaan yang tersedia untuk organisme hidup tergantung pada jumlah curah hujan di daerah tertentu, tetapi nilai-nilai ini tidak selalu sama. Jadi, dengan menggunakan sumber bawah tanah, di mana air berasal dari daerah lain, hewan dan tumbuhan bisa mendapatkan lebih banyak air daripada dari asupannya dengan curah hujan. Sebaliknya, air hujan terkadang segera menjadi tidak dapat diakses oleh organisme.

Radiasi matahari adalah gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang. Ini mutlak diperlukan untuk alam yang hidup, karena itu adalah sumber energi eksternal utama.Harus diingat bahwa spektrum radiasi elektromagnetik Matahari sangat luas dan rentang frekuensinya mempengaruhi makhluk hidup dengan cara yang berbeda.

Untuk makhluk hidup, tanda kualitatif cahaya adalah penting - panjang gelombang, intensitas dan durasi paparan.

radiasi pengion menjatuhkan elektron dari atom dan menempelkannya ke atom lain untuk membentuk pasangan ion positif dan negatif. Sumbernya adalah zat radioaktif yang terkandung dalam batuan, selain itu berasal dari luar angkasa.

Berbagai jenis organisme hidup sangat berbeda dalam kemampuannya untuk menahan paparan radiasi dosis besar. Sebagian besar penelitian menunjukkan bahwa sel yang membelah dengan cepat adalah yang paling sensitif terhadap radiasi.

Pada tumbuhan tingkat tinggi, kepekaan terhadap radiasi pengion berbanding lurus dengan ukuran inti sel, atau lebih tepatnya dengan volume kromosom atau kandungan DNA.

komposisi gas atmosfer juga merupakan faktor iklim yang penting. Sekitar 3-3,5 miliar tahun yang lalu, atmosfer mengandung nitrogen, amonia, hidrogen, metana, dan uap air, dan tidak ada oksigen bebas di dalamnya. Komposisi atmosfer sangat ditentukan oleh gas vulkanik. Karena kekurangan oksigen, tidak ada layar ozon untuk memblokir radiasi ultraviolet dari Matahari. Seiring waktu, karena proses abiotik, oksigen mulai menumpuk di atmosfer planet ini, dan pembentukan lapisan ozon dimulai.

Angin bahkan mampu mengubah penampilan tanaman, terutama di habitat tersebut, misalnya, di zona alpine, di mana faktor lain memiliki efek pembatas. Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa di habitat pegunungan terbuka, angin membatasi pertumbuhan tanaman: ketika tembok dibangun untuk melindungi tanaman dari angin, ketinggian tanaman meningkat. Badai sangat penting, meskipun tindakan mereka murni lokal. Badai dan angin biasa dapat membawa hewan dan tumbuhan jarak jauh dan dengan demikian mengubah komposisi komunitas.

Tekanan atmosfer , ternyata, bukan merupakan faktor pembatas aksi langsung, namun terkait langsung dengan cuaca dan iklim, yang memiliki efek pembatas langsung.

Kondisi air menciptakan habitat khusus bagi organisme, yang berbeda dari yang terestrial terutama dalam kepadatan dan viskositas. Kepadatan air sekitar 800 kali, dan viskositas sekitar 55 kali lebih tinggi dari udara. Bersama dengan kepadatan dan viskositas Sifat fisik dan kimia yang paling penting dari lingkungan perairan adalah: stratifikasi suhu, yaitu perubahan suhu di sepanjang kedalaman badan air dan periodik perubahan suhu dari waktu ke waktu, sebaik transparansi air, yang menentukan rezim cahaya di bawah permukaannya: fotosintesis ganggang hijau dan ungu, fitoplankton, dan tanaman tingkat tinggi bergantung pada transparansi.

Seperti di atmosfer, peran penting dimainkan oleh komposisi gas lingkungan perairan. Di habitat akuatik, jumlah oksigen, karbon dioksida, dan gas lain yang terlarut dalam air dan oleh karena itu tersedia untuk organisme sangat bervariasi dari waktu ke waktu. Dalam badan air dengan kandungan bahan organik yang tinggi, oksigen adalah faktor pembatas yang sangat penting.

Keasaman - konsentrasi ion hidrogen (pH) - berkaitan erat dengan sistem karbonat Nilai pH bervariasi dalam kisaran dari 0 pH hingga 14: pada pH = 7 medium netral, pada pH<7 - кислая, при рН>7 - basa. Jika keasaman tidak mendekati nilai ekstrim, maka masyarakat dapat mengkompensasi perubahan faktor ini - toleransi masyarakat terhadap kisaran pH sangat signifikan. Perairan dengan pH rendah mengandung sedikit nutrisi, sehingga produktivitas di sini sangat rendah.

Salinitas - kandungan karbonat, sulfat, klorida, dll. - merupakan faktor mabiotik penting lainnya dalam badan air. Ada beberapa garam di air tawar, dimana sekitar 80% adalah karbonat. Kandungan zat mineral di lautan rata-rata 35 g/l. Organisme di laut terbuka biasanya stenohalin, sedangkan organisme di perairan payau pesisir umumnya euryhaline. Konsentrasi garam dalam cairan tubuh dan jaringan sebagian besar organisme laut adalah isotonik dengan konsentrasi garam dalam air laut, sehingga tidak ada masalah dengan osmoregulasi.

Mengalir tidak hanya sangat mempengaruhi konsentrasi gas dan nutrisi, tetapi juga secara langsung bertindak sebagai faktor pembatas. Banyak tumbuhan dan hewan sungai secara morfologis dan fisiologis beradaptasi dengan cara khusus untuk mempertahankan posisinya di sungai: mereka memiliki batas toleransi yang jelas terhadap faktor aliran.

tekanan hidrostatis di laut sangat penting. Dengan perendaman dalam air selama 10 m, tekanan meningkat sebesar 1 atm (105 Pa). Di bagian terdalam lautan, tekanan mencapai 1000 atm (108 Pa). Banyak hewan mampu mentolerir fluktuasi tajam dalam tekanan, terutama jika mereka tidak memiliki udara bebas di dalam tubuh mereka. Jika tidak, emboli gas dapat berkembang. Tekanan tinggi, karakteristik kedalaman yang luar biasa, sebagai suatu peraturan, menghambat proses vital.

Tanah.

Tanah adalah lapisan materi yang terletak di atas bebatuan di kerak bumi. Ilmuwan Rusia - naturalis Vasily Vasilyevich Dokuchaev pada tahun 1870 adalah orang pertama yang menganggap tanah sebagai lingkungan yang dinamis, dan bukan lingkungan yang lembam. Dia membuktikan bahwa tanah terus berubah dan berkembang, dan proses kimia, fisik, dan biologis terjadi di zona aktifnya. Tanah terbentuk sebagai hasil interaksi kompleks dari iklim, tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Komposisi tanah meliputi empat komponen struktural utama: mineral base (biasanya 50-60% dari total komposisi tanah), bahan organik (hingga 10%), udara (15-25%) dan air (25-30%). ).

Kerangka mineral tanah - ini adalah komponen anorganik yang terbentuk dari batuan induk sebagai akibat dari pelapukannya.

bahan organik tanah dibentuk oleh dekomposisi organisme mati, bagian-bagiannya dan kotorannya. Sisa-sisa organik yang tidak terdekomposisi sepenuhnya disebut serasah, dan produk akhir dekomposisi - zat amorf di mana tidak mungkin lagi mengenali bahan aslinya - disebut humus. Karena sifat fisik dan kimianya, humus memperbaiki struktur dan aerasi tanah, serta meningkatkan kemampuan menahan air dan nutrisi.

Tanah didiami oleh banyak spesies organisme tumbuhan dan hewan yang mempengaruhi sifat fisik dan kimianya: bakteri, alga, fungi atau protozoa, cacing artropoda. Biomassa mereka di tanah yang berbeda adalah (kg/ha): bakteri 1000-7000, jamur mikroskopis - 100-1000, alga 100-300, artropoda - 1000, cacing 350-1000.

Faktor topografi utama adalah ketinggian di atas permukaan laut. Dengan ketinggian, suhu rata-rata menurun, perbedaan suhu harian meningkat, jumlah curah hujan, kecepatan angin dan intensitas radiasi meningkat, tekanan atmosfer dan konsentrasi gas menurun. Semua faktor ini mempengaruhi tumbuhan dan hewan, menyebabkan zonalitas vertikal.

pegunungan dapat berfungsi sebagai penghalang iklim. Pegunungan juga berfungsi sebagai penghalang penyebaran dan migrasi organisme dan dapat memainkan peran sebagai faktor pembatas dalam proses spesiasi.

Faktor topografi lainnya - paparan lereng . Di belahan bumi utara, lereng yang menghadap ke selatan menerima lebih banyak sinar matahari, sehingga intensitas cahaya dan suhu di sini lebih tinggi daripada di bagian bawah lembah dan di lereng paparan utara. Di belahan bumi selatan, situasinya terbalik.

Faktor penting dalam bantuan juga kecuraman lereng . Lereng yang curam dicirikan oleh drainase yang cepat dan erosi tanah, jadi di sini tanahnya tipis dan lebih kering.

Untuk kondisi abiotik, semua hukum yang dipertimbangkan tentang dampak faktor lingkungan pada organisme hidup adalah valid. Pengetahuan tentang hukum-hukum ini memungkinkan kita untuk menjawab pertanyaan: mengapa wilayah yang berbeda di planet ini terbentuk berbeda ekosistem? Alasan utamanya adalah kekhasan kondisi abiotik masing-masing daerah.

Hubungan biotik dan peran spesies dalam ekosistem

Area distribusi dan jumlah organisme dari masing-masing spesies dibatasi tidak hanya oleh kondisi lingkungan eksternal yang tidak hidup, tetapi juga oleh hubungannya dengan organisme spesies lain. Lingkungan hidup langsung suatu organisme adalah lingkungan biotik , faktor-faktor lingkungan ini disebut biotik . Perwakilan dari setiap spesies dapat hidup di lingkungan di mana hubungan dengan organisme lain memberi mereka kondisi kehidupan normal.

Pertimbangkan fitur karakteristik hubungan dari berbagai jenis.

Kompetisi adalah jenis hubungan yang paling komprehensif di alam, di mana dua populasi atau dua individu dalam perjuangan untuk kondisi yang diperlukan untuk kehidupan saling mempengaruhi. negatif .

Kompetisi mungkin intraspesifik dan interspesifik.

Intraspesifik perjuangan terjadi antara individu-individu dari spesies yang sama, kompetisi interspesifik terjadi antara individu-individu dari spesies yang berbeda. Interaksi kompetitif mungkin melibatkan ruang hidup, makanan atau nutrisi, cahaya, tempat tinggal, dan banyak faktor vital lainnya.

Antar spesies persaingan, tidak peduli apa dasarnya, dapat membawa keseimbangan antara dua spesies, atau menggantikan populasi satu spesies dengan populasi lain, atau menyebabkan satu spesies menggantikan yang lain di tempat yang berbeda atau memaksanya untuk beralih. terhadap penggunaan sumber daya lainnya. Ditentukan bahwa dua identik dalam hal ekologi dan kebutuhan spesies tidak dapat hidup berdampingan di satu tempat, dan cepat atau lambat satu pesaing menggantikan yang lain. Inilah yang disebut prinsip pengecualian atau prinsip Gause.

Karena interaksi makanan mendominasi dalam struktur ekosistem, bentuk interaksi yang paling khas antara spesies dalam rantai trofik adalah predasi , di mana individu dari satu spesies, yang disebut pemangsa, memakan organisme (atau bagian dari organisme) dari spesies lain, yang disebut mangsa, dan pemangsa hidup terpisah dari mangsanya. Dalam kasus seperti itu, kedua spesies dikatakan terlibat dalam hubungan predator-mangsa.

Netralisme - ini adalah jenis hubungan di mana tidak ada populasi yang mempengaruhi yang lain: itu tidak mempengaruhi pertumbuhan populasinya dalam keseimbangan, dan kepadatannya. Namun dalam kenyataannya, cukup sulit, melalui pengamatan dan eksperimen dalam kondisi alam, untuk memastikan bahwa dua spesies benar-benar independen satu sama lain.

Meringkas pertimbangan hubungan formbiotik, kita dapat menarik kesimpulan berikut:

1) hubungan antara organisme hidup adalah salah satu pengatur utama kelimpahan dan distribusi spasial organisme di alam;

2) interaksi negatif antar organisme muncul pada tahap awal perkembangan komunitas atau pada kondisi alam yang terganggu; dalam asosiasi yang baru terbentuk atau baru, kemungkinan terjadinya interaksi negatif yang kuat lebih besar daripada di asosiasi lama;

3) dalam proses evolusi dan perkembangan ekosistem, terdapat kecenderungan untuk mengurangi peran interaksi negatif dengan mengorbankan interaksi positif yang meningkatkan kelangsungan hidup spesies yang berinteraksi.

Semua keadaan ini harus diperhitungkan seseorang ketika melakukan tindakan untuk mengelola sistem ekologi dan populasi individu untuk menggunakannya untuk kepentingan mereka sendiri, dan juga untuk memperkirakan konsekuensi tidak langsung yang mungkin terjadi dalam kasus ini.

4. Fungsi ekosistem

Energi dalam ekosistem.

Ingatlah bahwa ekosistem adalah kumpulan organisme hidup yang terus menerus bertukar energi, materi, dan informasi satu sama lain dan dengan lingkungan. Pertimbangkan terlebih dahulu proses pertukaran energi.

energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Sifat-sifat energi dijelaskan oleh hukum termodinamika.

Hukum pertama (awal) termodinamika atau hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, tetapi tidak hilang dan tidak diciptakan lagi.

Hukum kedua (awal) termodinamika atau hukum entropi menyatakan bahwa dalam sistem tertutup, entropi hanya dapat meningkat. Diaplikasikan ke energi dalam ekosistem formulasi berikut ini cocok: proses yang terkait dengan transformasi energi dapat terjadi secara spontan hanya di bawah kondisi energi berpindah dari bentuk terkonsentrasi ke bentuk yang tersebar, yaitu terdegradasi. entropi . Semakin tinggi orde sistem, semakin rendah entropinya.

Dengan demikian, setiap sistem kehidupan, termasuk ekosistem, mempertahankan aktivitas vitalnya karena, pertama, adanya kelebihan energi bebas (energi Matahari) di lingkungan; kedua, kemampuan, karena pengaturan komponen penyusunnya, untuk menangkap dan memusatkan energi ini, dan menggunakannya, untuk membuangnya ke lingkungan.

Jadi, pertama-tama menangkap dan kemudian memusatkan energi dengan transisi dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik lainnya memberikan peningkatan keteraturan, organisasi sistem kehidupan, yaitu penurunan entropi.

Energi dan produktivitas ekosistem

Jadi, kehidupan dalam suatu ekosistem dipertahankan karena terus-menerus melewati materi hidup dari energi yang ditransmisikan dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik lainnya; sementara ada transformasi energi yang konstan dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Selain itu, selama transformasi energi, sebagian hilang dalam bentuk panas.

Kemudian muncul pertanyaan: dalam rasio kuantitatif apa, proporsi anggota komunitas dengan tingkat trofik yang berbeda dalam ekosistem harus berada di antara mereka sendiri untuk memenuhi kebutuhan energi mereka?

Seluruh cadangan energi terkonsentrasi dalam massa bahan organik - biomassa, oleh karena itu intensitas pembentukan dan penghancuran bahan organik pada setiap tingkat ditentukan oleh perjalanan energi melalui ekosistem (biomassa selalu dapat dinyatakan dalam satuan energi).

Laju pembentukan bahan organik disebut produktivitas. Bedakan antara produktivitas primer dan sekunder.

Dalam ekosistem apa pun, biomassa terbentuk dan dihancurkan, dan proses ini sepenuhnya ditentukan oleh kehidupan tingkat trofik yang lebih rendah - produsen. Semua organisme lain hanya mengkonsumsi bahan organik yang sudah dibuat oleh tanaman dan, oleh karena itu, produktivitas keseluruhan ekosistem tidak bergantung pada mereka.

Tingkat produksi biomassa yang tinggi diamati di ekosistem alami dan buatan, di mana faktor abiotik menguntungkan, dan terutama ketika energi tambahan dipasok dari luar, yang mengurangi biaya pendukung kehidupan sistem itu sendiri. Energi tambahan ini dapat datang dalam berbagai bentuk: misalnya, di ladang yang dibudidayakan, dalam bentuk energi bahan bakar fosil dan pekerjaan yang dilakukan oleh seseorang atau hewan.

Jadi, untuk menyediakan energi bagi semua individu komunitas organisme hidup dalam suatu ekosistem, rasio kuantitatif tertentu diperlukan antara produsen, konsumen dari ordo yang berbeda, pengumpan detritus, dan pengurai. Namun, untuk kehidupan organisme apa pun, dan karenanya sistem secara keseluruhan, energi saja tidak cukup, mereka tentu harus menerima berbagai komponen mineral, elemen jejak, zat organik yang diperlukan untuk membangun molekul materi hidup.

Siklus unsur-unsur dalam ekosistem

Dari mana komponen yang diperlukan untuk pembentukan organisme pada awalnya berasal dari materi hidup? Mereka dipasok ke rantai makanan oleh produsen yang sama. Mereka mengekstrak mineral anorganik dan air dari tanah, CO2 dari udara, dan dari glukosa yang terbentuk selama fotosintesis, dengan bantuan biogen, mereka selanjutnya membangun molekul organik kompleks - karbohidrat, protein, lipid, asam nukleat, vitamin, dll.

Agar unsur-unsur yang diperlukan tersedia untuk organisme hidup, mereka harus tersedia sepanjang waktu.

Dalam hubungan ini, hukum kekekalan materi direalisasikan. Lebih mudah untuk merumuskannya sebagai berikut: atom dalam reaksi kimia tidak pernah hilang, tidak terbentuk atau berubah menjadi satu sama lain; mereka hanya mengatur ulang untuk membentuk molekul dan senyawa yang berbeda (penyerapan atau pelepasan energi secara simultan). Karena itu, atom dapat digunakan dalam berbagai macam senyawa dan persediaannya tidak pernah habis. Inilah yang terjadi di ekosistem alam berupa siklus unsur-unsur. Dalam hal ini, dua sirkulasi dibedakan: besar (geologis) dan kecil (biotik).

Siklus air adalah salah satu proses muluk di permukaan dunia. Ini memainkan peran utama dalam menghubungkan siklus geologis dan biotik. Di biosfer, air, terus menerus berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain, membuat siklus kecil dan besar. Penguapan air dari permukaan laut, kondensasi uap air di atmosfer dan presipitasi di permukaan laut membentuk siklus kecil. Jika uap air dibawa oleh arus udara ke daratan, siklusnya menjadi jauh lebih rumit. Dalam hal ini, sebagian dari presipitasi menguap dan kembali ke atmosfer, sebagian lagi mengalirkan sungai dan waduk, tetapi akhirnya kembali ke laut lagi dengan aliran sungai dan bawah tanah, sehingga menyelesaikan siklus besar. Sifat penting dari siklus air adalah bahwa, berinteraksi dengan litosfer, atmosfer, dan materi hidup, ia menghubungkan semua bagian hidrosfer: laut, sungai, kelembaban tanah, air tanah, dan kelembaban atmosfer. Air adalah komponen penting dari semua makhluk hidup. Air tanah, menembus jaringan tanaman dalam proses transpirasi, membawa garam mineral yang diperlukan untuk aktivitas vital tanaman itu sendiri.

Meringkas hukum fungsi ekosistem, mari kita rumuskan sekali lagi ketentuan utamanya:

1) ekosistem alam ada dengan mengorbankan energi surya bebas polusi, yang jumlahnya berlebihan dan relatif konstan;

2) perpindahan energi dan materi melalui komunitas organisme hidup dalam ekosistem terjadi di sepanjang rantai makanan; semua jenis makhluk hidup dalam suatu ekosistem dibagi sesuai dengan fungsi yang mereka lakukan dalam rantai ini menjadi produsen, konsumen, pengumpan detritus dan pengurai - ini adalah struktur biotik komunitas; rasio kuantitatif jumlah organisme hidup antara tingkat trofik mencerminkan struktur trofik komunitas, yang menentukan laju aliran energi dan materi melalui komunitas, yaitu, produktivitas ekosistem;

3) karena struktur biotiknya, ekosistem alami mempertahankan keadaan yang stabil tanpa batas waktu tanpa menderita penipisan sumber daya dan polusi oleh limbahnya sendiri; memperoleh sumber daya dan menyingkirkan pemborosan terjadi dalam siklus semua elemen.

5. Dampak manusia terhadap ekosistem.

Dampak seseorang terhadap lingkungan alamnya dapat dipertimbangkan dalam berbagai aspek, tergantung pada tujuan mempelajari masalah ini. Dari sudut pandang ekologi Sangat menarik untuk mempertimbangkan dampak manusia pada sistem ekologi dari sudut pandang korespondensi atau kontradiksi tindakan manusia dengan hukum objektif berfungsinya ekosistem alam. Berdasarkan pandangan biosfer sebagai ekosistem global, semua ragam aktivitas manusia di biosfer menyebabkan perubahan: komposisi biosfer, siklus dan keseimbangan zat penyusunnya; keseimbangan energi biosfer; biota Arah dan tingkat perubahan ini sedemikian rupa sehingga manusia itu sendiri yang memberi mereka nama krisis ekologi. Krisis ekologi modern ditandai dengan manifestasi berikut:

Perubahan iklim planet secara bertahap karena perubahan keseimbangan gas di atmosfer;

Penghancuran umum dan lokal (di atas kutub, area tanah yang terpisah) dari layar ozon biosfer;

Polusi Lautan Dunia dengan logam berat, senyawa organik kompleks, produk minyak, zat radioaktif, saturasi air dengan karbon dioksida;

Putusnya hubungan ekologis alami antara laut dan perairan darat sebagai akibat dari pembangunan bendungan di sungai, yang menyebabkan perubahan limpasan padat, jalur pemijahan, dll.;

Polusi atmosfer dengan pembentukan presipitasi asam, zat yang sangat beracun sebagai akibat dari reaksi kimia dan fotokimia;

Pencemaran perairan darat, termasuk air sungai yang digunakan untuk penyediaan air minum, dengan zat yang sangat beracun, antara lain dioksin, logam berat, fenol;

Penggurunan planet ini;

Degradasi lapisan tanah, pengurangan luas lahan subur yang cocok untuk pertanian;

Kontaminasi radioaktif di wilayah tertentu sehubungan dengan pembuangan limbah radioaktif, kecelakaan buatan, dll.;

Akumulasi di permukaan tanah sampah rumah tangga dan limbah industri, khususnya plastik yang praktis tidak dapat terurai;

Pengurangan luas hutan tropis dan boreal, yang menyebabkan ketidakseimbangan atmosfer gas, termasuk pengurangan konsentrasi oksigen di atmosfer planet;

Polusi ruang bawah tanah, termasuk air tanah, yang membuatnya tidak cocok untuk pasokan air dan mengancam kehidupan yang masih sedikit dipelajari di litosfer;

Hilangnya spesies makhluk hidup secara besar-besaran dan cepat, seperti longsoran salju;

Kerusakan lingkungan hidup di daerah berpenduduk, terutama daerah perkotaan;

Penipisan umum dan kekurangan sumber daya alam untuk pembangunan umat manusia;

Mengubah ukuran, energi dan peran biogeokimia organisme, pembentukan kembali rantai makanan, reproduksi massal jenis organisme tertentu;

Pelanggaran hierarki ekosistem, peningkatan keseragaman sistemik di planet ini.

Kesimpulan

Ketika, pada pertengahan enam puluhan abad kedua puluh, masalah lingkungan menjadi pusat perhatian masyarakat dunia, muncul pertanyaan: berapa banyak waktu yang tersisa bagi umat manusia? Kapan ia akan mulai menuai hasil dari pengabaian lingkungannya? Para ilmuwan telah menghitung: dalam 30-35 tahun. Waktu itu telah tiba. Kita telah menyaksikan krisis lingkungan global yang dipicu oleh aktivitas manusia. Pada saat yang sama, tiga puluh tahun terakhir tidak sia-sia: dasar ilmiah yang lebih kuat untuk memahami masalah lingkungan telah dibuat, badan pengatur telah dibentuk di semua tingkatan, banyak kelompok lingkungan publik telah diorganisir, undang-undang dan peraturan yang berguna telah telah diadopsi, dan beberapa kesepakatan internasional telah dicapai.

Namun, konsekuensinya, bukan penyebabnya, yang dihilangkan, perhatian pada ledakan populasinya sendiri, menghapus ekosistem alami dari muka bumi.

Kesimpulan utama dari materi yang dibahas dalam tutorial cukup jelas: sistem yang bertentangan dengan prinsip dan hukum alam tidak stabil . Upaya untuk melestarikannya menjadi semakin mahal dan kompleks, dan bagaimanapun juga pasti akan gagal.

Untuk mengambil keputusan jangka panjang, perlu memperhatikan prinsip-prinsip yang menentukan pembangunan berkelanjutan, yaitu:

stabilisasi populasi;

transisi ke gaya hidup yang lebih hemat energi dan sumber daya;

pengembangan sumber energi yang ramah lingkungan;

penciptaan teknologi industri rendah limbah;

daur ulang sampah;

terciptanya produksi pertanian yang seimbang yang tidak menguras sumber daya tanah dan air serta tidak mencemari tanah dan pangan;

konservasi keanekaragaman hayati di planet ini.

Bibliografi

1. NebelB. Ilmu tentang lingkungan: Bagaimana dunia bekerja: Dalam 2 volume - M .: Mir, 1993.

2. Odum Yu. Ekologi: Dalam 2 volume - M.: Mir, 1986.

3. ReimersN. F. Perlindungan alam dan lingkungan manusia: Buku referensi kamus. - M.: Pencerahan, 1992. - 320 hal.

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

5. M.: Lebih tinggi. sekolah, 1988. - 272 hal.

Karakteristik utama ekosistem adalah: ukuran, kapasitas, stabilitas, keandalan, penyembuhan diri, pengaturan diri, dan pemurnian diri.

Ukuran Ekosistem- ini adalah ruang di mana dimungkinkan untuk melakukan proses pengaturan diri dan penyembuhan diri dari semua komponen dan elemen yang membentuk ekosistem. Ada mikroekosistem (misalnya, genangan air dengan penghuninya, sarang semut), mesoekosistem (hutan, sungai, kolam) dan makroekosistem (tundra, gurun, laut).

Kapasitas ekosistem- ini adalah populasi maksimum satu spesies yang dapat dipertahankan ekosistem ini dalam kondisi lingkungan tertentu untuk waktu yang lama. Misalnya, kapasitas suatu situs adalah jumlah hewan liar atau domestik yang dapat hidup dan berkembang biak di suatu satuan luas suatu situs tanpa batas waktu.

Ketahanan ekosistem- ini adalah kemampuan ekosistem untuk mempertahankan struktur dan fitur fungsionalnya di bawah pengaruh faktor eksternal dan internal, mis. kemampuannya untuk merespons, sebanding dengan besarnya kekuatan tumbukan. Ekosistem alami mampu menahan berbagai efek merusak dan, ketika kondisi normal dipulihkan, kembali ke keadaan yang mendekati aslinya. Kepadatan satu spesies atau lainnya menurun dalam kondisi yang tidak menguntungkan, tetapi dalam kondisi optimal, kesuburan meningkat, laju pertumbuhan dan perkembangan, dan kepadatan spesies dipulihkan. Sebagai ukuran stabilitas ekosistem, keanekaragaman jenisnya sering diambil. Ekosistem kompleks adalah yang paling stabil; hubungan trofik yang kompleks terbentuk di dalamnya. Ekosistem dengan struktur yang disederhanakan sangat tidak stabil, fluktuasi tajam dalam jumlah populasi individu terjadi di dalamnya. Misalnya, ekosistem hutan hujan yang kompleks sangat stabil, sementara di Kutub Utara kurangnya spesies yang dapat menggantikan spesies utama sebagai makanan menyebabkan fluktuasi tajam dalam populasi.

Keandalan Ekosistem- ini adalah kemampuan ekosistem untuk secara relatif sepenuhnya memperbaiki diri dan mengatur dirinya sendiri (selama periode suksesi atau evolusi keberadaannya), yaitu, untuk mempertahankan parameter dasarnya dalam ruang dan waktu. Karakteristik penting dari keandalan adalah pelestarian struktur, fungsi dan arah perkembangan ekosistem, yang tanpanya ekosistem ini digantikan oleh ekosistem lain, dengan struktur, fungsi, dan terkadang arah perkembangan yang berbeda. Mekanisme paling sederhana untuk menjaga keandalan ekologi suatu ekosistem adalah penggantian spesies yang telah pensiun karena suatu alasan dengan spesies lain yang secara ekologis dekat. Jika tidak ada spesies seperti itu di ekosistem, maka diganti dengan yang lebih jauh.

Penyembuhan diri dari ekosistem alami- ini adalah pengembalian ekosistem yang independen ke keadaan keseimbangan dinamis, dari mana mereka dibawa oleh pengaruh faktor alam dan antropogenik apa pun.

Pengaturan mandiri ekosistem alami- ini adalah kemampuan ekosistem alami untuk secara mandiri mengembalikan keseimbangan properti internal setelah dampak alami atau antropogenik dengan menggunakan prinsip umpan balik antara komponennya, yaitu. suatu ekosistem mampu mempertahankan struktur dan fungsinya dalam kisaran kondisi eksternal tertentu. Pengaturan diri dimanifestasikan, misalnya, dalam kenyataan bahwa jumlah individu dari setiap spesies yang termasuk dalam ekosistem dipertahankan pada tingkat tertentu yang relatif konstan. Penyembuhan diri dan pengaturan diri ekosistem alami didasarkan, khususnya, pada kemampuan ekosistem untuk memurnikan diri.

Pemurnian diri ekosistem- ini adalah perusakan alami suatu polutan di lingkungan sebagai akibat dari proses fisik, kimia dan biologi alami yang terjadi di dalamnya.

1. Faktor fisik penjernihan badan air adalah pelarutan, pencampuran dan pengendapan ke dasar pencemaran yang masuk, serta pengaruh radiasi ultraviolet dari Matahari terhadap bakteri dan virus. Di bawah pengaruh faktor fisik di zona dengan iklim sedang, sungai sudah bersih setelah 200-300 km dari tempat polusi, dan di Far North - setelah 2000 km.

2. Faktor pemurnian diri secara kimia adalah oksidasi zat organik dan anorganik. Untuk menilai pemurnian diri secara kimiawi dari reservoir, indikator seperti:

a) BOD - kebutuhan oksigen biologis - adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk oksidasi semua bahan organik oleh bakteri dan protozoa (biasanya dalam 5 hari BITK) dalam 1 liter air yang terkontaminasi;

b) COD - kebutuhan oksigen kimia - jumlah oksigen (ml/l atau g/l air) yang diperlukan untuk oksidasi lengkap polutan dengan bantuan reagen kimia (biasanya kalium bikromat).

3. Faktor pemurnian diri biologis - ini adalah pembersihan badan air dengan bantuan ganggang, jamur dan ragi, tiram, amuba, dan organisme hidup lainnya. Misalnya, setiap moluska menyaring lebih dari 30 liter air per hari, memurnikannya dari segala jenis kotoran.

Ekosistem alami berfungsi menurut tiga prinsip utama:

Prinsip pertama berfungsinya ekosistem alam - memperoleh sumber daya dan membuang limbah terjadi dalam siklus semua elemen (selaras dengan hukum kekekalan massa). Siklus unsur biogenik, karena sintesis dan pembusukan zat organik dalam ekosistem, yang didasarkan pada reaksi fotosintesis, disebut siklus biotik materi. Selain unsur biogenik, unsur mineral terpenting bagi biota dan banyak senyawa berbeda terlibat dalam siklus biotik. Oleh karena itu, seluruh proses siklus transformasi kimia yang disebabkan oleh biota disebut juga siklus biogeokimiavolume.

Ekosistem mencakup semua organisme hidup (tanaman, hewan, jamur, dan mikroorganisme), yang, pada tingkat tertentu, berinteraksi satu sama lain dan lingkungan mati mereka (iklim, tanah, sinar matahari, udara, atmosfer, air, dll.) .) .

Ekosistem tidak memiliki ukuran yang pasti. Itu bisa sebesar gurun atau danau, atau sekecil pohon atau genangan air. Air, suhu, tumbuhan, hewan, udara, cahaya, dan tanah semuanya berinteraksi bersama.

Inti dari ekosistem

Dalam suatu ekosistem, setiap organisme memiliki tempat atau perannya masing-masing.

Perhatikan ekosistem danau kecil. Di dalamnya, Anda dapat menemukan semua jenis organisme hidup, dari yang mikroskopis hingga hewan dan tumbuhan. Mereka bergantung pada hal-hal seperti air, sinar matahari, udara, dan bahkan jumlah nutrisi di dalam air. (Klik untuk mempelajari lebih lanjut tentang lima kebutuhan dasar organisme hidup).

diagram ekosistem danau

Setiap kali "orang luar" (makhluk hidup atau faktor eksternal seperti kenaikan suhu) dimasukkan ke dalam ekosistem, konsekuensi bencana dapat terjadi. Ini karena organisme (atau faktor) baru tersebut mampu mendistorsi keseimbangan interaksi alam dan menyebabkan potensi kerusakan atau kehancuran ekosistem non-asli.

Umumnya, anggota biotik suatu ekosistem, bersama dengan faktor abiotiknya, saling bergantung satu sama lain. Ini berarti tidak adanya satu anggota atau satu faktor abiotik dapat mempengaruhi keseluruhan sistem ekologi.

Jika tidak ada cukup cahaya dan air, atau jika tanahnya rendah nutrisi, tanaman bisa mati. Jika tanaman mati, hewan yang bergantung padanya juga terancam. Jika hewan yang bergantung pada tumbuhan mati, hewan lain yang bergantung padanya juga akan mati. Ekosistem di alam bekerja dengan cara yang sama. Semua bagiannya harus berfungsi bersama untuk menjaga keseimbangan!

Sayangnya, ekosistem dapat dihancurkan oleh bencana alam seperti kebakaran, banjir, angin topan, dan letusan gunung berapi. Aktivitas manusia juga berkontribusi pada perusakan banyak ekosistem dan.

Jenis utama ekosistem

Sistem ekologi memiliki dimensi yang tidak terbatas. Mereka dapat hidup di ruang kecil, misalnya, di bawah batu, tunggul pohon yang membusuk atau di danau kecil, dan juga menempati area yang luas (seperti seluruh hutan tropis). Dari sudut pandang teknis, planet kita dapat disebut sebagai satu ekosistem besar.

Diagram ekosistem tunggul kecil yang membusuk

Jenis ekosistem menurut skalanya:

• mikroekosistem- ekosistem skala kecil seperti kolam, genangan air, tunggul pohon, dll.
• mesoekosistem- ekosistem, seperti hutan atau danau besar.
• Bioma. Ekosistem atau kumpulan ekosistem yang sangat besar dengan faktor biotik dan abiotik yang serupa, seperti seluruh hutan hujan dengan jutaan hewan dan pohon, dan banyak badan air yang berbeda.

Batas ekosistem tidak ditandai dengan garis yang jelas. Mereka sering dipisahkan oleh hambatan geografis seperti gurun, gunung, lautan, danau, dan sungai. Karena batas-batas tidak ditetapkan secara ketat, ekosistem cenderung bergabung satu sama lain. Inilah sebabnya mengapa sebuah danau dapat memiliki banyak ekosistem yang lebih kecil dengan karakteristik uniknya sendiri. Para ilmuwan menyebut pencampuran ini "Ecoton".

Jenis ekosistem menurut jenis kejadiannya:

Selain tipe-tipe ekosistem di atas, ada juga pembagian menjadi sistem ekologi alami dan buatan. Ekosistem alami diciptakan oleh alam (hutan, danau, padang rumput, dll.), Dan ekosistem buatan dibuat oleh manusia (taman, petak kebun, taman, ladang, dll.).

Jenis ekosistem

Ada dua jenis utama ekosistem: akuatik dan terestrial. Setiap ekosistem lain di dunia termasuk dalam salah satu dari dua kategori ini.

Ekosistem darat

Ekosistem terestrial dapat ditemukan di mana saja di dunia dan dibagi menjadi:

ekosistem hutan

Ini adalah ekosistem yang memiliki banyak vegetasi atau sejumlah besar organisme yang hidup di ruang yang relatif kecil. Dengan demikian, kepadatan organisme hidup di ekosistem hutan cukup tinggi. Perubahan kecil dalam ekosistem ini dapat mempengaruhi seluruh keseimbangannya. Juga, dalam ekosistem seperti itu Anda dapat menemukan sejumlah besar perwakilan fauna. Selain itu, ekosistem hutan dibagi menjadi:

• Hutan cemara tropis atau hutan hujan tropis: menerima curah hujan rata-rata lebih dari 2000 mm per tahun. Mereka dicirikan oleh vegetasi lebat yang didominasi oleh pohon-pohon tinggi yang terletak di ketinggian yang berbeda. Wilayah-wilayah ini merupakan tempat perlindungan bagi berbagai spesies hewan.
• Hutan gugur tropis: Seiring dengan berbagai macam spesies pohon, semak juga ditemukan di sini. Jenis hutan ini ditemukan di beberapa bagian dunia dan merupakan rumah bagi berbagai macam flora dan fauna.
• : Mereka memiliki beberapa pohon. Hal ini didominasi oleh pohon cemara yang memperbaharui dedaunan mereka sepanjang tahun.
• Hutan berdaun lebar: Mereka berada di daerah beriklim lembab yang memiliki curah hujan yang cukup. Selama bulan-bulan musim dingin, pohon-pohon menggugurkan daunnya.
• : Terletak tepat di depan, taiga ditandai oleh tumbuhan runjung yang selalu hijau, suhu di bawah nol derajat selama enam bulan dan tanah asam. Di musim panas, Anda dapat bertemu sejumlah besar burung yang bermigrasi, serangga, dan.

ekosistem gurun

Ekosistem gurun terletak di daerah gurun dan menerima curah hujan kurang dari 250 mm per tahun. Mereka menempati sekitar 17% dari seluruh daratan Bumi. Karena suhu udara yang sangat tinggi, akses yang buruk ke dan sinar matahari yang intens, dan tidak sekaya ekosistem lainnya.

ekosistem padang rumput

Padang rumput terletak di daerah tropis dan beriklim sedang di dunia. Area padang rumput terutama terdiri dari rerumputan, dengan sedikit pepohonan dan semak belukar. Padang rumput dihuni oleh hewan penggembalaan, pemakan serangga, dan herbivora. Ada dua jenis utama ekosistem padang rumput:

• : Padang rumput tropis yang memiliki musim kemarau dan dicirikan oleh pohon-pohon yang tumbuh sendiri-sendiri. Mereka menyediakan makanan untuk sejumlah besar herbivora, dan juga merupakan tempat berburu bagi banyak pemangsa.
• Padang rumput (padang rumput beriklim sedang): Ini adalah area dengan tutupan rumput sedang, sama sekali tanpa semak dan pohon besar. Di padang rumput, forbs dan rumput tinggi ditemukan, dan kondisi iklim kering juga diamati.
• Padang rumput stepa: Wilayah padang rumput kering, yang terletak di dekat gurun semi-kering. Vegetasi padang rumput ini lebih pendek daripada di sabana dan padang rumput. Pohon jarang, dan biasanya ditemukan di tepi sungai dan aliran sungai.

ekosistem pegunungan

Dataran tinggi menyediakan beragam habitat di mana sejumlah besar hewan dan tumbuhan dapat ditemukan. Di ketinggian, kondisi iklim yang keras biasanya terjadi, di mana hanya tanaman alpine yang dapat bertahan hidup. Hewan yang hidup tinggi di pegunungan memiliki mantel bulu tebal untuk melindungi mereka dari dingin. Lereng yang lebih rendah biasanya ditutupi dengan hutan jenis konifera.

Ekosistem akuatik

Ekosistem akuatik - ekosistem yang terletak di lingkungan akuatik (misalnya, sungai, danau, laut, dan samudera). Ini termasuk flora air, fauna, dan sifat air, dan dibagi menjadi dua jenis: sistem ekologi laut dan air tawar.

ekosistem laut

Mereka adalah ekosistem terbesar yang menutupi sekitar 71% dari permukaan bumi dan mengandung 97% dari air planet ini. Air laut mengandung sejumlah besar mineral terlarut dan garam. Sistem ekologi laut dibagi menjadi:

• Kelautan (bagian laut yang relatif dangkal, yang terletak di landas kontinen);
• Zona Profundal (daerah perairan dalam yang tidak tertembus sinar matahari);
• Daerah bental (daerah yang dihuni oleh organisme bentik);
• zona intertidal (tempat antara pasang surut dan pasang);
• muara;
• Terumbu karang;
• rawa-rawa garam;
• Ventilasi hidrotermal tempat pengumpan kemosintetik.

Banyak jenis organisme yang hidup di ekosistem laut, yaitu: alga coklat, karang, cephalopoda, echinodermata, dinoflagellata, hiu, dll.

Ekosistem air tawar

Tidak seperti ekosistem laut, ekosistem air tawar hanya mencakup 0,8% dari permukaan bumi dan mengandung 0,009% dari total pasokan air dunia. Ada tiga jenis utama ekosistem air tawar:

• Stagnan: Perairan yang tidak ada arusnya, seperti kolam, danau atau kolam.
• Mengalir: Perairan yang bergerak cepat seperti sungai dan sungai.
• Lahan basah: tempat di mana tanah tergenang secara permanen atau sebentar-sebentar.

Ekosistem air tawar adalah rumah bagi reptil, amfibi, dan sekitar 41% spesies ikan dunia. Perairan yang bergerak cepat biasanya mengandung konsentrasi oksigen terlarut yang lebih tinggi, sehingga mendukung lebih banyak keanekaragaman hayati daripada kolam atau danau yang tergenang.

Struktur, komponen dan faktor ekosistem

Ekosistem didefinisikan sebagai unit ekologi fungsional alami yang terdiri dari organisme hidup (biocenosis) dan lingkungan matinya (abiotik atau fisiko-kimia), yang berinteraksi satu sama lain dan menciptakan sistem yang stabil. Kolam, danau, gurun, padang rumput, padang rumput, hutan, dll. adalah contoh umum dari ekosistem.

Setiap ekosistem terdiri dari komponen abiotik dan biotik:

Struktur ekosistem

Komponen abiotik

Komponen abiotik adalah faktor kehidupan atau lingkungan fisik yang tidak berhubungan yang mempengaruhi struktur, distribusi, perilaku dan interaksi organisme hidup.

Komponen abiotik terutama diwakili oleh dua jenis:

• faktor iklim yang meliputi hujan, suhu, cahaya, angin, kelembaban, dll.
• Faktor edafik, termasuk keasaman tanah, topografi, mineralisasi, dll.

Pentingnya komponen abiotik

Atmosfer menyediakan organisme hidup dengan karbon dioksida (untuk fotosintesis) dan oksigen (untuk respirasi). Proses penguapan, transpirasi dan terjadi antara atmosfer dan permukaan bumi.

Radiasi matahari memanaskan atmosfer dan menguapkan air. Cahaya juga penting untuk fotosintesis. menyediakan tanaman dengan energi untuk pertumbuhan dan metabolisme, serta produk organik untuk memberi makan bentuk kehidupan lainnya.

Sebagian besar jaringan hidup terdiri dari persentase air yang tinggi, hingga 90% atau lebih. Beberapa sel mampu bertahan jika kadar air turun di bawah 10%, dan kebanyakan dari mereka mati ketika kadar air kurang dari 30-50%.

Air adalah media melalui mana produk makanan mineral memasuki tanaman. Ini juga penting untuk fotosintesis. Tumbuhan dan hewan mendapatkan air dari permukaan bumi dan tanah. Sumber utama air adalah presipitasi atmosfer.

Komponen biotik

Makhluk hidup, termasuk tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme (bakteri dan jamur) yang ada dalam suatu ekosistem adalah komponen biotik.

Berdasarkan perannya dalam sistem ekologi, komponen biotik dapat dibagi menjadi tiga kelompok utama:

• Produser menghasilkan zat organik dari zat anorganik dengan menggunakan energi matahari;
• konsumen memakan zat organik siap pakai yang diproduksi oleh produsen (herbivora, predator, dll.);
• Pereduksi. Bakteri dan jamur yang menghancurkan senyawa organik mati dari produsen (tanaman) dan konsumen (hewan) untuk nutrisi, dan mengeluarkan zat sederhana (anorganik dan organik) ke lingkungan, yang dibentuk sebagai produk sampingan dari metabolisme mereka.

Zat-zat sederhana ini diproduksi kembali sebagai hasil dari pertukaran siklus zat antara komunitas biotik dan lingkungan abiotik ekosistem.

Tingkat ekosistem

Untuk memahami lapisan-lapisan ekosistem, perhatikan gambar berikut:

Diagram Tingkat Ekosistem

Individu

Individu adalah setiap makhluk hidup atau organisme. Individu tidak berkembang biak dengan individu dari kelompok lain. Hewan, tidak seperti tumbuhan, biasanya termasuk dalam konsep ini, karena beberapa perwakilan flora dapat kawin silang dengan spesies lain.

Pada diagram di atas, Anda dapat melihat bahwa ikan mas berinteraksi dengan lingkungan dan akan berkembang biak secara eksklusif dengan anggota spesiesnya sendiri.

populasi

Populasi adalah sekelompok individu dari spesies tertentu yang hidup di wilayah geografis tertentu pada waktu tertentu. (Contohnya adalah ikan mas dan perwakilan spesiesnya). Perhatikan bahwa suatu populasi mencakup individu dari spesies yang sama yang mungkin memiliki berbagai perbedaan genetik seperti warna bulu/mata/kulit dan ukuran tubuh.

Masyarakat

Komunitas mencakup semua organisme hidup di daerah tertentu, pada waktu tertentu. Ini mungkin berisi populasi organisme hidup dari spesies yang berbeda. Pada diagram di atas, perhatikan bagaimana ikan mas, salmon, kepiting, dan ubur-ubur hidup berdampingan di lingkungan tertentu. Komunitas besar biasanya mencakup keanekaragaman hayati.

ekosistem

Ekosistem mencakup komunitas organisme hidup yang berinteraksi dengan lingkungan. Pada tingkat ini, organisme hidup bergantung pada faktor abiotik lain seperti batu, air, udara, dan suhu.

Bioma

Secara sederhana, ekosistem adalah kumpulan ekosistem yang memiliki kesamaan karakteristik dengan faktor abiotiknya yang disesuaikan dengan lingkungan.

Lingkungan

Ketika kita melihat bioma yang berbeda, yang masing-masing bertransisi ke yang lain, komunitas besar manusia, hewan, dan tumbuhan terbentuk, yang hidup di habitat tertentu. adalah totalitas dari semua ekosistem yang ada di Bumi.

Rantai makanan dan energi dalam suatu ekosistem

Semua makhluk hidup harus makan untuk mendapatkan energi yang mereka butuhkan untuk tumbuh, bergerak, dan berkembang biak. Tapi apa yang dimakan organisme hidup ini? Tumbuhan mendapatkan energinya dari matahari, beberapa hewan memakan tumbuhan dan yang lain memakan hewan. Rasio makan dalam suatu ekosistem disebut rantai makanan. Rantai makanan umumnya mewakili urutan siapa yang memakan siapa dalam komunitas biologis.

Berikut ini adalah beberapa organisme hidup yang dapat masuk dalam rantai makanan:

diagram rantai makanan

Rantai makanan tidak sama dengan. Jaring trofik adalah kombinasi dari banyak rantai makanan dan merupakan struktur yang kompleks.

Transfer energi

Energi ditransfer sepanjang rantai makanan dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Sebagian energi digunakan untuk pertumbuhan, reproduksi, pergerakan dan kebutuhan lainnya, dan tidak tersedia untuk tingkat berikutnya.

Rantai makanan yang lebih pendek menyimpan lebih banyak energi daripada yang lebih panjang. Energi yang dikeluarkan diserap oleh lingkungan.