Екосистема: визначення, типи, структура та приклади

Зміст

• Визначення екосистеми в біології
• Витоки екології
• Види екологічних систем
• Основні біози екосистеми
• Структура екосистем
• Функції живильного циклу
• Стабільність функціонування екосистеми
• Порушення функціонування екосистеми
• Приклад морської екосистеми
• Приклад водної екосистеми
• Приклад наземної екосистеми
• Екосистема проти екології громади
• Захист структур екосистем
• Катастрофічне руйнування екосистеми

Природний світ складається з надзвичайно різних типів фізичних середовищ та організмів, унікально пристосованих для проживання там. Інше слово для цього поняття в біології - це екосистема.

Ця стаття надасть вам чіткі пояснення екосистем та запропонує цікаві приклади.

Визначення екосистеми в біології

Біологи визначають екосистему як спільність живих організмів та їх фізичне середовище, що включає і те, і інше біотичний і абіотичні чинників.

Біотичні фактори живуть у взаємозалежній екологічній системі, як рослини, тварини, мікроби та гриби.

Абіотичні фактори - це неживі речі, такі як вода, сонячне світло, укриття, скелі, мінерали, ґрунт та клімат.

Витоки екології

Наукове вивчення та класифікація рослин і тварин бере початок ще з Арістотеля в Стародавній Греції. На початку 1800-х років Дарвін описав конкуренцію між видами та еволюцією шляхом природного відбору. Ернст Геккель придумав це слово екологія приблизно в цей же час.

В кінці 1800-х років Євгеній Потепління припустив, що абіотичні фактори, такі як посуха, пожежа та холодна погода, також вплинули на поведінку видів та стратегії адаптації. Потепління багато подорожував у своїй роботі та розробив університетський курс з екології рослин. Його ідеї прижилися, коли британські та північноамериканські вчені читали його класичну книгу, Екологія рослин.

Термін екосистема був придуманий Артуром Тенслі в 1936 році.

Види екологічних систем

Існує три широкі категорії біологічних екосистем. Кожен має чіткий видовий склад та структуру. Найбільша екосистема - морська екосистема. На всі екосистеми впливає глобальний клімат та діяльність людини, такі як забруднення, зрошення, урбанізація, видобуток та вирубка лісів.

Морська екосистема обкладинки о 70 відсотків поверхні Землі. Поряд з океанами, до морських екосистем належать піщані береги, лимани, грязьові квартири, води Антарктиди, соляні болота та яскраві коралові рифи, все кипить життям. Клімат морських екосистем у всьому світі коливається від тропічної спеки до полярних вихорів.

Водні екосистеми включають озера, річки, ставки та водно-болотні угіддя. Прісноводні види вимерли набагато швидше, ніж морські чи наземні види, згідно з даними National Geographic. Зміна клімату та забруднення є головною загрозою для водних екосистем.

Наземні екосистеми є наземними екологічними спільнотами в таких місцях, як арктична тундра, пустеля, ліси та луки. Тварини в полярному кліматі спільно розвивали подібні пристосувальні риси, такі як густе хутро та ізоляційний жировий прошарок.

Основні біози екосистеми

Біоми - дещо ширший термін, ніж екосистеми, хоча вони досить схожі. Біоми - це відмінні екологічні спільноти, які самі можуть містити в собі багато екосистем. Вони корисні для категоризації характеристик певних районів, які можуть безпосередньо впливати на тип або типи екосистем, що виникають там.

До відмінних характеристик цих біомів / екологічних систем належать їх особливий клімат, зона, висота, тип ґрунту, кількість опадів та видовий склад.

Водні біоми включають коралові рифи, лимани, морські, заболочені та прісноводні.

Пустельні біоми включають пустелю Мохаве, прибережні пустелі Чилі, Долину смерті та пустелі Гренландії.

Лісові біоми включають тропічний ліс, помірний ліс, чапарал (чагарники) та тайгу (бореальний ліс).

Біоми пасовищ включають савани, степи, прерії та пампани Південної Америки.

Структура екосистем

Живі організми повинні мати енергію та поживні речовини, щоб рости, реагувати та розмножуватися. Організми взаємозалежні і пов'язані один з одним у колі життя. Енергія передається з одного рівня харчової піраміди на інший. Наприклад, риба їсть водорості, а кальмари їдять рибу.

Водорості, риби, кальмари та хижі акули - приклад а харчовий ланцюг. The продовольча павутина виготовляється з багатьох харчових ланцюгів, що перекриваються. Енергетична піраміда починається з виробників біля основи піраміди, а потім споживачів та хижаків на верхніх рівнях. Енергія втрачається при кожному перенесенні між організмами, тому піраміда вертикальна і не перевернута.

Рослини та фітопланктон є виробниками, які містять фотосинтетичні пігменти, які використовують сонячну енергію та вуглекислий газ для виготовлення цукру. Первинні споживачі їдять рослини, а вторинні споживачі споживають первинних споживачів. Верхівковий хижак без природних ворогів займає перше місце в харчовій піраміді.

Функції живильного циклу

Біомаса зберігається та переробляється в екосистемі. Коли організми гинуть, розкладачі розщеплюють органічну речовину на енергію та поживні речовини, що надходять назад в екосистему. Тварини, що розкладаються, виділяють вуглеводи, жири, білки та гази при дії мікробів, мух та глистів.

Бактерії та мікроби розщеплюють розкладаються рослинні речовини на такі поживні речовини, як кальцій, азот, калій та фосфор, які збагачують ґрунт.

Енергія та поживні речовини також потік між екосистемами. Наприклад, скелі в річці розмиваються і вводять мінерали у воду, яка стікає вниз за течією в озера і поля. Ефект також може бути шкідливим. Азотний та фосфорний стік із сільськогосподарських угідь може забруднювати водні шляхи.

На відміну від речовини, яка переробляється, енергія тече в одну сторону. Рослини виробляють багаті енергією молекули глюкози із захопленого сонячного світла, води та вуглекислого газу. Хімічна енергія передається споживачам для метаболізму в клітинах, а зайва енергія виділяється як тепло.

Стабільність функціонування екосистеми

Екосистеми динамічні з постійним відливом і потоком енергії та речовини. Рівень поживних речовин, популяція видів, погода, температура, пори року коливаються і змінюються. Різноманітність екосистеми сприяє стабільності.

Незважаючи на потік та динамічний характер екології екосистеми, загалом стан рівноваги залишається стійким. Екосистеми підтримують стійкий стан з досить послідовним складом. У нормі коливаються біотичні та абіотичні особливості не загрожують стабільній системі. Іншими словами, тропічний ліс все ще є тропічним лісом, навіть якщо популяція мавп зменшується.

Порушення функціонування екосистеми

Природні порушення можуть порушити функціонування екосистеми. Наприклад, урагани, дикі пожежі, повені та вулкани засмучують екосистемні послуги. Підтоплення може забруднити джерела води. Хабітат втрачається і види можуть бути витіснені. Баланс хижака-здобич може бути вимкнений, що спричинить ефект доміно на інших видах.

Інвазивні види може потенційно загрожувати благополуччю та самому існуванню інших видів. До інвазивних видів відносяться рослини та тварини, що були внесені навмисно або випадково на місцевість Іноді інвазивні види навмисно заносяться, щоб зупинити хижака, який заволодів. Наприклад, природоохоронці випустили лосось у Великі озера для боротьби з менш бажаними інвазивними видами.

Людська діяльність - ще одна основна причина небезпечних змін екосистеми. Полювання, перевилов риби, експлуатація невідновлюваних ресурсів, токсичних відходів та забруднення загрожують екосистемам та їх біомам. У крайніх випадках, таких як витік з АЕС, постраждалі екосистеми можуть бути радіоактивними та канцерогенними на довгі роки.

Приклад морської екосистеми

The Великий Бар'єрний риф біля берегів Австралії неймовірно великий і різноманітний морська екосистема що існує мільйони років. Водорості забезпечують їжею для вирощування коралів, які прикріплюються до мертвих коралів у рифі.

Молоді корали, що плавають у воді, їдять рибу і тварин, що плавають в океані. Скелетонізовані корали все ще можуть вживати черв'яки, равлики та ненажерливі морські зірки.

Деякі корали мають взаємовигідні стосунки з креветками та крабами, які живуть в коралових колоніях і борються з взаємними ворогами, використовуючи свої щипці. Абіотичними факторами, які суттєво впливають на корали, є підвищення температури води, підкислення океану та рівня вуглекислого газу.

За даними Музею природознавства Смітсонів, кисла морська вода вже починає розчиняти скелету будови коралових рифів у таких місцях, як Гаваї.

Приклад водної екосистеми

Водна екосистема Озеро Вудс розташована на кордоні Канади та США. Це прісноводне тіло - те, що залишилося від колись масивного льодовикового озера Агассіс.

У цій прісноводній водній екосистемі фітопланктон, зоопланктон, водорості та бактерії забезпечують оптимальний рівень їжі, середовища проживання та кисню для смачної риби. Озеро Лісу часто називають столицею Саллі Світ _._

Безхребетні, як метелики та молюски, також відіграють важливу роль у прісноводних озерах. Вони харчуються мікроорганізмами, які харчуються гнилою рослиною і твариною. Безхребетні є прекрасним джерелом їжі для малої риби, яку можуть їсти великі риби, яку можуть ловити пелікани, чаплі, ведмідь та людина.

Абіотичні фактори, що впливають на стан такої водної екосистеми, як озеро Лісу, включають температуру повітря та води, рівень вуглекислого газу та токсичний стік.

Приклад наземної екосистеми

Екосистема дощових лісів Амазонії - багате на види наземне середовище Південної Америки. Сонячне світло поглинається пишними широколистими рослинами та високими деревами, які забезпечують їжею і притулком для приголомшливої ​​кількості птахів, ссавців, комах, ящірок та змій у тропіках. Багато з цих істот їдять хижаки, як ягуар.

Коли організми гинуть у тропічному лісі, їх енергія та поживні речовини швидко розкладаються розкладачами, як личинки та мікроби. Поживні речовини повертаються в грунт і допомагають рослинам рости. До абіотичних факторів дощового лісу відносяться велика кількість опадів, спека та тропічний клімат, який живить біорізноманіття видів від лісового ґрунту до густого висячого навісу.

Екосистема проти екології громади

Залежно від своїх наукових інтересів, екологи можуть зосередитись на галузі екології громади, екології екосистеми або обох. Екологія громади спеціально вивчає взаємодію між різними видами та результати цієї взаємодії. Екосистема екології значно ширше розглядає живі та неживі фактори, які впливають на екологічне співтовариство та викликають зміни екосистем.

Наприклад, еколог, який хоче з'ясувати, чому коропи-гіганти переймають озеро, яке колись було повно форелі, може провести дослідження екології громади рибної популяції разом із екосистемним дослідженням зменшення якості води, яке впливає на всі види водного життя . Екологи проводять дослідження, які допомагають зберегти природні ресурси для майбутніх поколінь.

Захист структур екосистем

Для управління цілісністю функціонування та структур екосистеми використовується управління екосистеми. Кажуть, що екосистемні структури мають цілісність, коли вони збалансовані, стабільні та характерні для екологічних спільнот у цьому природному регіоні.

Як абіотичні, так і біотичні фактори загалом передбачувані. Динаміка населення також повинна бути самоокупною, не потребуючи втручання людини відновити рівновагу.

Гарне управління екосистемою відіграє важливу роль у збереженні державних парків, національних парків та інших зон дикої природи. Розуміння історії екосистеми та нормальних темпів змін або спадкоємності допомагає допомогти в ранньому виявленні структурних проблем. Мета - збереження біорізноманіття та забезпечення життєздатності місцевих видів. Від Нью-Йорка до Каліфорнії екологи уважно стежать за кліматичними особливостями.

Катастрофічне руйнування екосистеми

Природні катастрофи, такі як ураган, супроводжуються впорядкованим спадкоємством та природним відновленням району до його попереднього стану. Однак діяльність людини може тимчасово або назавжди знищити екологію екосистеми. Екосистемні катастрофи сталися в США та в усьому світі.

Екосистема Мексиканської затоки була сильно порушена забруднювачами, які переносяться до затоки з річки Міссісіпі. Азот і фосфор з полів, каналізаційних каналізацій та стічних вод стікають у річку з багатьох штатів.

Надмірний вміст поживних речовин стимулює токсичне цвітіння водоростей, змінює зміну їжі та виснажує кисень у воді, що призводить до мертвої зони та масового вбивства риби. На область також впливають абіотичні фактори, такі як урагани та повені.

У 1986 році аварія на Чорнобильській АЕС в Україні скинула в атмосферу смертоносні радіоактивні речовини. Мільйони людей зазнавали радіації. У тисяч дітей, які пили молоко від корів, які випасають на забрудненій території, розвинувся рак щитовидної залози. Сьогодні радіоактивна територія, яка оточує Чорнобиль, не обмежена для людей, але вовки, дикі коні та інші тварини присутні у значній кількості.