Ökosüsteem: määratlus, tüübid, struktuur ja näited

Sisu

• Ökosüsteemi määratlus bioloogias
• Ökoloogia päritolu
• Ökoloogiliste süsteemide tüübid
• Ökosüsteemi võtmebiomeedid
• Ökosüsteemide struktuur
• Toitainete tsükli funktsioonid
• Stabiilsus ökosüsteemi töös
• Häired ökosüsteemi töös
• Mereökosüsteemi näide
• Vee ökosüsteemi näide
• Maapealse ökosüsteemi näide
• Ökosüsteem vs kogukonna ökoloogia
• Ökosüsteemi struktuuride kaitse
• Ökosüsteemi katastroofiline hävitamine

Loodusmaailm koosneb tohutult erinevat tüüpi füüsilisest keskkonnast ja organismidest, mis on ainulaadselt kohanenud seal elamiseks. Selle bioloogia mõiste teine ​​sõna on ökosüsteem.

See artikkel annab teile ökosüsteemide jaoks selged selgitused ja pakub huvitavaid näiteid.

Ökosüsteemi määratlus bioloogias

Bioloogid määratlevad ökosüsteemi elusorganismide ja nende füüsilise keskkonna kooslusena, mis hõlmab mõlemat biootiline ja abiootiline tegurid.

Biootilised tegurid on elusolendid omavahel seotud ökoloogilises süsteemis nagu taimed, loomad, mikroobid ja seened.

Abiootilised tegurid on elutud asjad, nagu vesi, päikesevalgus, varjualune, kivimid, mineraalid, pinnas ja kliima.

Ökoloogia päritolu

Taimede ja loomade teaduslik uurimine ning klassifitseerimine pärineb Aristotelesest Vana-Kreekas. 1800. aastate alguses kirjeldas Darwin loodusliku valiku abil liikide ja evolutsiooni vahelist konkurentsi. Ernst Haeckel lõi selle sõna ökoloogia umbes samal ajal.

1800. aastate lõpus soovitas Eugenius Warming, et abiootilised tegurid, nagu põud, tuli ja külm ilm, mõjutavad ka liikide käitumist ja kohanemisstrateegiaid. Soojenemine reisis oma töös laialdaselt ja töötas välja taimeökoloogia ülikoolikursuse. Tema ideed haarasid kinni, kui Briti ja Põhja-Ameerika teadlased lugesid tema klassikalist raamatut, Taimede ökoloogia.

Mõiste ökosüsteem lõi Arthur Tansley 1936. aastal.

Ökoloogiliste süsteemide tüübid

Bioloogilisi ökosüsteeme on kolm laias kategoorias. Igal neist on erinev liigiline koostis ja struktuur. Suurim ökosüsteem on mereökosüsteem. Globaalne kliima ja inimtegevus mõjutavad kõiki ökosüsteeme, näiteks reostus, niisutamine, linnastumine, kaevandamine ja raadamine.

Mereökosüsteem hõlmab umbes 70 protsenti Maa pinnast. Mereökosüsteemide hulka kuuluvad lisaks ookeanidele ka liivakaldad, jõesuudmed, mudakolded, Antarktika veed, soo sood ja elavad korallrifid, mis kõik on eluga seotud. Mereökosüsteemide kliima kogu maailmas ulatub troopilisest kuumusest kuni polaar keeristeni.

Vee ökosüsteemid siia kuuluvad järved, jõed, tiigid ja märgalad. Magevee liigid kustuvad palju kiiremini kui mere - või maismaa liigid National Geographic. Kliimamuutused ja reostus on peamised ohud veeökosüsteemidele.

Maapealsed ökosüsteemid on maismaa ökoloogilised kooslused sellistes kohtades nagu Arktika tundra, kõrb, metsad ja rohumaad. Polaarse kliimaga loomadel on sarnased kohanemisomadused, näiteks paks karusnahk ja isoleeriv rasvakiht.

Ökosüsteemi võtmebiomeedid

Biomid on ökosüsteemidest pisut laiem mõiste, ehkki nad on üsna sarnased. Biomid on eristatavad ökoloogilised kooslused, mis ise võivad sisaldada selles paljusid ökosüsteeme. Need on kasulikud teatud piirkondade omaduste liigitamiseks, mis võivad otseselt mõjutada seal tekkivat ökosüsteemide tüüpi või tüüpe.

Nende elustike / ökoloogiliste süsteemide eristavateks omadusteks on nende konkreetne kliima, vöönd, kõrgus, pinnase tüüp, sademete hulk ja liikide koostis.

Vee elustikud siia kuuluvad korallriffid, jõesuudmed, mere-, märgalad ja mageveed.

Kõrbebiomeedid hõlmavad Mojave kõrbe, Tšiili ranniku kõrbeid, Surmaorgu ja Gröönimaa jäiseid kõrbe.

Metsa elupaigad siia kuuluvad troopilised vihmametsad, parasvöötme mets, paljandid (põõsad) ja taiga (boreaalne mets).

Rohumaade elupaigad siia kuuluvad savannid, stepid, preeriad ja Lõuna-Ameerika pampud.

Ökosüsteemide struktuur

Elusorganismidel peab kasvamiseks, reageerimiseks ja paljunemiseks olema energiat ja toitaineid. Organismid on üksteisest sõltuvad ja omavahel seotud eluringis. Energia kandub toidupüramiidi ühelt tasemelt teisele. Näiteks söövad kalad vetikaid ja kalmaarid söövad kalu.

Vetikad, kalad, kalmaarid ja röövellikud on näiteks a toiduahel. toiduvõrk on valmistatud paljudest kattuvatest toiduahelatest. Energiapüramiid algab tootjatest püramiidi põhjas, järgnevad tarbijad ja röövloomad kõrgemal tasemel. Iga organismidevahelise ülekande korral kaob energia, mistõttu püramiid on püstiasendis ega ümberpööratud.

Taimed ja fütoplankton on tootjad, mis sisaldavad fotosünteetilisi pigmente, mis kasutavad suhkru valmistamiseks päikeseenergiat ja süsinikdioksiidi. Esmatarbijad söövad taimi ja järeltarbijad söövad taimi. Looduslike vaenlasteta tipukiskja hoiab toidupüramiidis esikohta.

Toitainete tsükli funktsioonid

Biomass on ökosüsteemis konserveeritud ja ringlusse võetud. Kui organismid surevad, lagundajad lagundada orgaaniline aine energiaks ja toitaineteks, mis voolab tagasi ökosüsteemi. Lagunevad loomad eraldavad mikroobide, kärbeste ja usside toimel süsivesikuid, rasvu, valke ja gaase.

Bakterid ja mikroobid lagundavad lagunevad taimsed ained toitaineteks nagu kaltsium, lämmastik, kaalium ja fosfor, mis rikastavad mulda.

Energia ja toitained ka voog ökosüsteemide vahel. Näiteks jões olevad kivimid lagunevad ja panevad vette mineraale, mis suubuvad järvedesse ja põldudele allavoolu. Mõju võib olla ka kahjulik. Põllumaade lämmastiku ja fosfori äravool võib veeteid reostada.

Erinevalt materjalist, mida ringlusse võetakse, voolab energia ühes suunas. Taimed toodavad hõivatud päikesevalgusest, veest ja süsihappegaasist energiarikkaid glükoosimolekule. Keemiline energia kandub tarbijatele rakkude metabolismiks ja lisaenergia eraldub soojusena.

Stabiilsus ökosüsteemi töös

Ökosüsteemid on dünaamilised, pideva voolavusega ning energia ja aine vooluga. Toitainete tase, liikide populatsioonid, ilmastikumuutused, temperatuur, aastaajad kõiguvad ja muutuvad. Ökosüsteemi mitmekesisus aitab kaasa stabiilsusele.

Vaatamata ökosüsteemi ökoloogia sujuvale ja dünaamilisele olemusele on see üldine tasakaaluseisund jääb püsima. Ökosüsteemid säilitavad ühtlase oleku üsna ühtlase koostisega. Tavaliselt ei ohusta kõikuvad biootilised ja abiootilised omadused stabiilset süsteemi. Teisisõnu on vihmamets endiselt vihmamets, isegi kui ahvide arv väheneb.

Häired ökosüsteemi töös

Looduslikud häired võivad ökosüsteemi toimimist häirida. Näiteks orkaanid, looduslikud tulekahjud, üleujutused ja vulkaanid häirivad ökosüsteemi teenuseid. Üleujutused võivad saastada veeallikaid. Elupaik on kadunud ja liigid võivad ümber asuda. Kiskjate ja saakloomade tasakaal võib olla erinev, põhjustades doominoefekti teistele liikidele.

Invasiivsed liigid võib potentsiaalselt ohustada teiste liikide heaolu ja olemasolu. Invasiivsete liikide hulka kuuluvad taimed ja loomad, kes on piirkonda toodud tahtlikult või juhuslikult. Mõnikord tuuakse sissetungivaid liike tahtlikult, et peatada kiskja, kes võimust võtab. Näiteks lasid looduskaitsjad Lõuna-Järvedesse lõhet, et tõrjuda vähem soovitavat invasiivset liiki.

Inimtegevus on ökosüsteemi ohtlike muutuste teine ​​peamine põhjus. Jahipidamine, ülepüük, taastumatute loodusvarade kasutamine, mürgised jäätmed ja reostus ohustavad ökosüsteeme ja nende elustikku. Äärmuslikel juhtudel, nagu näiteks tuumaelektrijaama leke, võivad mõjutatud ökosüsteemid olla radioaktiivsed ja kantserogeensed veel aastaid.

Mereökosüsteemi näide

Suure Vallrahu Austraalia ranniku lähedal on uskumatult suur ja mitmekesine mere ökosüsteem mis on eksisteerinud miljoneid aastaid. Vetikad pakuvad toitu korallide kasvatamiseks, mis kinnituvad rifis surnud korallidega.

Noored vees ujuvad korallid söövad kala ja ookeanis ujuvaid loomi. Skeletoniseeritud korallid võivad endiselt tarbida ussid, teod ja kõiksed meritähed.

Mõnel korallil on vastastikku kasulikud suhted krevettide ja krabidega, kes elavad korallikolooniates ja võitlevad vastastikku vaenlaste vastu, kasutades nende näputäis. Abiootilised tegurid, mis korallid märkimisväärselt mõjutavad, on vee temperatuuri tõus, ookeani hapestumine ja süsinikdioksiidi tase.

Smithsoni loodusloomuuseumi andmetel hakkab happeline merevesi juba korallriffide luustiku struktuuri lahustama sellistes kohtades nagu Hawaii.

Vee ökosüsteemi näide

Lake of the Woods veeökosüsteem asub Kanada ja USA piiril. See mageveekogu on see, mis jääb kunagi massiivsest liustikujärvest Agassizi järvest.

Selles magevee veeökosüsteemis pakuvad fütoplankton, zooplankton, vetikad ja bakterid maitsvatele kaladele optimaalset toitu, elupaika ja hapnikku. Metsajärve nimetatakse sageli maailma Walleye pealinnaks _._

Selgrootutel, nagu liblikad ja kääbused, on mageveejärvedes samuti oluline roll. Nad söövad mikroorganisme, mis toituvad lagunevast taime- ja loomsest ainest. Selgrootud on suurepäraseks toiduallikaks väikestele kaladele, mida võivad süüa suured kalad, mida võivad tabada pelikanid, harilikud harilikud karud, karud ja inimesed.

Veeökosüsteemi (nt Metsjärv) seisundit mõjutavate abiootiliste tegurite hulka kuuluvad õhu ja vee temperatuur, süsinikdioksiidi tase ja toksiline äravool.

Maapealse ökosüsteemi näide

Amazoni vihmametsade ökosüsteem on Lõuna-Ameerika liigirikas maismaakeskkond. Päikesevalgust neelabid lopsakad laialehised taimed ja kõrged puud, mis pakuvad toitu ja peavarju troopikas uskumatul hulgal linde, imetajaid, putukaid, sisalikke ja maod. Kiskjad söövad paljusid neist olenditest nagu jaaguar.

Kui organismid vihmametsas surevad, lagunevad nende energia ja toitained kiiresti lagundajatena, näiteks hiiglad ja mikroobid. Toitained lähevad tagasi mulda ja aitavad taimedel kasvada. Vihmametsade abiootiliste tegurite hulka kuuluvad suur hulk sademeid, kuumus ja troopiline kliima, mis toidab liikide elurikkust metsapinnast kuni paksude rippuvate varikatusteni.

Ökosüsteem vs kogukonna ökoloogia

Sõltuvalt teadusuuringute huvidest võivad ökoloogid keskenduda kogukonnaökoloogia, ökosüsteemi ökoloogia või mõlemale valdkonnale. Ühenduse ökoloogia uurib konkreetselt erinevate liikide koostoimeid ja selle koosmõju tulemusi. Ökosüsteemi ökoloogia vaatab palju laiemalt elusaid ja elutuid tegureid, mis mõjutavad ökoloogilist kooslust ja kutsuvad esile ökosüsteemi muutusi.

Näiteks võib ökoloog, kes soovib teada saada, miks hiiglaslikud karpkalad kunagi järvest täis järve võtavad, korraldada kalade populatsiooni ökoloogilise uuringu koos ökosüsteemi uuringuga vee kvaliteedi languse kohta, mis mõjutab kõiki veeorganismide liike . Ökoloogid viivad läbi uuringuid, mis aitavad säästa loodusvarasid tulevastele põlvedele.

Ökosüsteemi struktuuride kaitse

Ökosüsteemi juhtimisel rakendatakse säilitamistavasid, et säilitada ökosüsteemi toimimise ja struktuuride terviklikkus. Ökosüsteemide struktuurid on väidetavalt terviklikud, kui need on tasakaalustatud, stabiilsed ja iseloomulikud selle loodusliku piirkonna ökoloogilistele kooslustele.

Nii abiootilised kui ka biootilised tegurid on üldiselt etteaimatavad. Rahvastiku dünaamika peaks olema ka isemajandav, ilma et oleks vaja inimese sekkumist taastada tasakaal.

Hea ökosüsteemi juhtimine mängib olulist rolli riigiparkide, rahvusparkide ja muude looduslike alade säilitamisel. Ökosüsteemi ajaloost ning normaalsetest muutumis- või järelkasvu määradest aru saamine aitab struktuuriprobleeme varakult avastada. Eesmärk on säilitada bioloogiline mitmekesisus ja tagada kohalike liikide elujõulisus. New Yorgist Californiani jälgivad keskkonnakaitsjad tähelepanelikult kliimamuutusi.

Ökosüsteemi katastroofiline hävitamine

Loodusõnnetustele, näiteks orkaanile, järgneb korrapärane järkjärgutamine ja piirkonna loomulik taastamine varasemaks. Inimtegevus võib aga ökosüsteemi ökoloogia ajutiselt või jäädavalt hävitada. Ökosüsteemi katastroofid on juhtunud USA-s ja kogu maailmas.

Mississippi jõest lahte kanduvad saasteained on Mehhiko lahe ökosüsteemi tõsiselt häirinud. Lämmastik ja fosfor põldudelt, kanalisatsioonitorudelt ja kanalisatsioonist voolab jõkke paljudest osariikidest.

Liigne toitainete sisaldus stimuleerib vetikate toksilist õitsemist, muudab toidumuutust ja kahandab vees hapnikku, põhjustades surnud tsooni ja massilisi kalu. Piirkonda mõjutavad ka abiootilised tegurid, näiteks orkaanid ja üleujutused.

1986. aastal viis Tšernobõli tuumaelektrijaamas toimunud õnnetus atmosfääri surmava radioaktiivse materjali. Miljonid inimesed puutusid kiirgusega kokku. Tuhandetel lastel, kes jõid saastunud piirkonnas karjatatavate lehmade piima, tekkis kilpnäärmevähk. Praegu on Tšernobõli ümbritsev radioaktiivne piirkond inimestele piiratud, kuid hunte, metsikuid hobuseid ja muid loomi on kohal märkimisväärsel arvul.