Екосистема: Определение, видове, структура и примери

Природният свят се състои от изключително различни видове физическа среда и организми, уникално адаптирани да живеят там. Друга дума за тази концепция в биологията е екосистема.

Тази статия ще ви даде ясни обяснения на екосистемите и ще предложи интересни примери.

Биолозите определят една екосистема като общност от живи организми и тяхната физическа среда, която включва и двете биотичен и абиотичен фактори.

Биотични фактори са живи същества в взаимозависима екологична система като растения, животни, микроби и гъби.

Абиотични фактори са неживи същества като вода, слънчева светлина, подслон, скали, минерали, почва и климат.

Научното изследване и класификация на растенията и животните датира от Аристотел в древна Гърция. В началото на 1800 г. Дарвин описва конкуренцията между видовете и еволюцията чрез естествен подбор. Ернст Хекел измисли думата екология по същото време.

В края на 1800 г. Eugenius Warming предполага, че абиотичните фактори като суша, пожар и студено време също влияят върху поведението на видовете и стратегиите за адаптация. Затоплянето пътува много в работата си и разработва университетски курс по растителна екология. Идеите му хванаха, когато британски и северноамерикански учени прочетоха класическата му книга

Срокът екосистема е измислен от Артър Тансли през 1936г.

Има три широки категории биологични екосистеми. Всяка има различен видов състав и структура. Най-голямата екосистема е морската екосистема. Всички екосистеми са засегнати от глобалния климат и човешката дейност, като замърсяване, напояване, урбанизация, добив и обезлесяване.

Морска екосистема обхваща около 70 процента на земната повърхност. Заедно с океаните, морските екосистеми включват пясъчни брегове, устия, кални площи, води на Антарктида, солени блата и живи коралови рифове, всички кипят от живот. Климатът на морските екосистеми по света варира от тропическа топлина до полярни вихри.

Водни екосистеми включват езера, реки, езера и влажни зони. Сладководните видове изчезват много по-бързо, отколкото морските или сухоземните видове, според National Geographic. Изменението на климата и замърсяването са основните заплахи за водните екосистеми.

Наземни екосистеми са наземни екологични общности на места като арктическа тундра, пустиня, гори и пасища. Животните в полярния климат са съвместно развили подобни адаптивни черти като гъста козина и изолиращ мастен слой.

Биомите са малко по-широк термин от екосистемите, въпреки че са доста сходни. Биоми са отличителни екологични общности, които сами по себе си могат да съдържат много екосистеми в него. Те са полезни за категоризиране на характеристиките на определени области, които могат пряко да повлияят на вида или типовете екосистеми, които възникват там.

Отличителните характеристики на тези биоми / екологични системи включват техния специфичен климат, зона, кота, тип на почвата, количество на валежите и видов състав.

Водни биоми включват коралови рифове, устия, морски, влажни зони и сладки води.

Пустинни биоми включват пустинята Мохаве, крайбрежните пустини на Чили, Долината на смъртта и хладните пустини на Гренландия.

Горски биоми включват тропическа тропическа гора, умерена гора, чапарал (храсти) и тайга (бореална гора).

Тревни биоми включват савани, степи, прерии и южноамерикански пампа.

Живите организми трябва да имат енергия и хранителни вещества, за да растат, да реагират и да се възпроизвеждат. Организмите са взаимозависими и свързани помежду си в кръга на живота. Енергията се прехвърля от едно ниво на хранителната пирамида към следващото. Например, рибите ядат водорасли, а калмарите ядат риба.

Водорасли, риби, калмари и хищни акули са пример за хранителна верига. The хранителна мрежа е направен от много припокриващи се хранителни вериги. Енергийната пирамида започва с производители в основата на пирамидата, последвани от потребители и хищници на горните нива. Енергията се губи при всяко прехвърляне между организмите, така че пирамидата е изправена и не е обърната.

Растенията и фитопланктонът са производители които съдържат фотосинтетични пигменти, които използват слънчева енергия и въглероден диоксид за производството на захар. Първичните консуматори ядат растения, а вторичните консумират първични консуматори. Апекс хищник без естествени врагове заема първото място в хранителната пирамида.

Биомаса се консервира и рециклира в екосистема. Когато организмите умират, разложители разграждат органичните вещества до енергия и хранителни вещества, които се връщат обратно в екосистемата. Разлагащите се животни отделят въглехидрати, мазнини, протеини и газове при въздействие на микроби, мухи и червеи.

Бактериите и микробите разграждат разлагащите се растителни вещества до хранителни вещества като калций, азот, калий и фосфор, които обогатяват почвата.

Енергия и хранителни вещества също поток между екосистемите. Например, скалите в река ерозират и вкарват минерали във водата, които текат надолу по течението в езера и полета. Ефектът също може да бъде вреден. Азотът и фосфорният отток от земеделските земи могат да замърсят водните пътища.

За разлика от материята, която се рециклира, енергията тече в една посока. Растенията произвеждат богати на енергия молекули глюкоза от уловена слънчева светлина, вода и въглероден диоксид. Химическата енергия се предава на потребителите за клетъчен метаболизъм, а допълнителната енергия се отделя като топлина.

Екосистемите са динамични с постоянен отлив и поток от енергия и материя. Нивата на хранителните вещества, популациите на видовете, моделите на времето, температурата, сезоните на годината се колебаят и променят. Разнообразието в една екосистема допринася за стабилността.

Въпреки потока и динамичния характер на екосистемната екология, като цяло състояние на равновесие остава стабилен. Екосистемите поддържат стабилно състояние с доста последователен състав. Обикновено променливите биотични и абиотични характеристики не застрашават стабилната система. С други думи, дъждовната гора все още е тропическа гора, дори ако популацията на маймуните намалее.

Естествените смущения могат да нарушат функционирането на екосистемата. Например урагани, диви пожари, наводнения и вулкани нарушават екосистемните услуги. Наводнението може да замърси водоизточниците. Местообитанието е загубено и видовете могат да бъдат изместени. Балансът хищник и плячка може да не е в резултат на домино ефект върху други видове.

Инвазивни видове може потенциално да застраши благосъстоянието и съществуването на други видове. Инвазивните видове включват растения и животни, въведени в района умишлено или случайно. Понякога инвазивните видове са умишлено въведени, за да спрат хищник, който поема властта. Например природозащитниците пускат сьомга във Великите езера, за да контролират по-малко желаните инвазивни видове.

Човешката дейност е друга основна причина за опасните промени в екосистемата. Ловът, прекомерният риболов, експлоатацията на невъзобновяеми ресурси, токсичните отпадъци и замърсяването застрашават екосистемите и техните биоми. В екстремни случаи, като изтичане от атомна електроцентрала, засегнатите екосистеми могат да бъдат радиоактивни и канцерогенни за години напред.

The Голям бариерен риф край бреговете на Австралия е невероятно голям и разнообразен морска екосистема което съществува от милиони години. Водорасли осигуряват храна за растящи корали, които се прикрепват към мъртвите корали в рифа.

Младите корали, плаващи във водата, се ядат от риби и животни, плуващи в океана. Скелетизираните корали все още могат да се консумират от червеи, охлюви и ненаситни морски звезди.

Някои корали имат взаимоизгодни взаимоотношения със скариди и раци, които живеят в коралови колонии и се борят с взаимните врагове, използвайки своите щипки. Абиотични фактори, които влияят значително върху коралите, са повишаване на температурата на водата, подкисляване на океана и нива на въглероден диоксид.

Според Смитсоновия природонаучен музей киселата морска вода вече започва да разтваря структурата на скелета на кораловите рифове на места като Хаваите.

Водната екосистема Lake of the Woods е разположена на границата на Канада и САЩ. Това сладководно тяло е това, което остава от някога масивното ледниково езеро Агасис.

В тази сладка вода водна екосистема, фитопланктон, зоопланктон, водорасли и бактерии осигуряват оптимални нива на храна, местообитание и кислород за вкусни риби. Езерото на гората често се нарича Walleye столица на света _._

Безгръбначни като мухи и мушици също играят важна роля в сладководните езера. Те ядат микроорганизми, които се хранят с разлагащи се растителни и животински вещества. Безгръбначните осигуряват отличен източник на храна за малки риби, които могат да бъдат изядени от големи риби, които могат да бъдат уловени от пеликани, чапли, мечки и хора.

Абиотичните фактори, влияещи върху състоянието на водна екосистема като Езерото на гората, включват температура на въздуха и водата, нива на въглероден диоксид и токсичен отток.

Амазонка екосистема на тропическите гори е богата на видове сухоземна среда в Южна Америка. Слънчевата светлина се поглъща от буйни широколистни растения и високи дървета, които осигуряват храна и подслон за изумителен брой птици, бозайници, насекоми, гущери и змии в тропиците. Много от тези същества са изядени от хищници като ягуара.

Когато организмите умират в тропическите гори, тяхната енергия и хранителни вещества се разграждат бързо от разлагачи като личинки и микроби. Хранителните вещества се връщат обратно в почвата и помагат на растенията да растат. Абиотичните фактори на тропическите гори включват големи количества валежи, топлина и тропически климат, който подхранва биоразнообразието на видовете от горското дъно до дебелите висящи навеси.

В зависимост от своите изследователски интереси, еколозите могат да се съсредоточат върху областта на екологията на общността, екосистемата или и двете. Екология на общността специално изследва взаимодействията между различните видове и резултата от това взаимодействие. Екосистемната екология отразява много по-широко живите и неживите фактори, които влияят върху екологичната общност и предизвикват промени в екосистемата.

Например еколог, който иска да разбере защо гигантски шарани превземат езеро, което някога е било пълно с пъстърва, може да предприеме общностно екологично проучване на рибната популация заедно с екосистемно проучване за намаляване на качеството на водата, което засяга всички видове воден живот. Еколозите провеждат проучвания, които помагат спестяване на природни ресурси за бъдещите поколения.

В управлението на екосистемите се използват практики за опазване, за да се запази целостта на функционирането и структурите на екосистемите. Казва се, че екосистемните структури имат цялост, когато са балансирани, стабилни и характерни за екологичните общности в този природен регион.

Както абиотичните, така и биотичните фактори обикновено са предвидими. Динамика на населението също трябва да се самоподдържат, без да е необходима човешка намеса възстановяване на баланса.

Доброто управление на екосистемите играе важна роля за опазването на държавните паркове, националните паркове и други зони на дивата природа. Разбирането на историята на екосистемата и нормалните темпове на промяна или приемственост помага за ранното откриване на структурни проблеми. Целта е да се поддържа биологичното разнообразие и да се осигури жизнеспособността на местните видове. От Ню Йорк до Калифорния, природозащитниците наблюдават отблизо климатичните модели.

Природните бедствия като ураган са последвани от подредена последователност и естествено възстановяване на района до предишното му състояние. Човешката дейност обаче може временно или окончателно да унищожи екосистемата. Екосистемни бедствия са се случили в САЩ и по целия свят.

Екосистемата на Мексиканския залив е сериозно нарушена от замърсители, пренесени в залива от река Мисисипи. Азот и фосфор от полета, хранилища и отпадъчни води се оттичат в реката от много държави.

Прекомерните нива на хранителни вещества стимулират токсичността цъфтеж на водорасли, променят промяната на храната и изчерпват кислорода във водата, което води до мъртва зона и масивни рибни убийства. Районът е повлиян и от абиотични фактори като урагани и наводнения.

През 1986 г. авария в атомната електроцентрала в Чернобил в Украйна изхвърля смъртоносни радиоактивни материали в атмосферата. Милиони хора бяха изложени на радиация. Хиляди деца, пили мляко от крави, които пасат в замърсената зона, са развили рак на щитовидната жлеза. Днес радиоактивната зона около Чернобил е забранена за хората, но вълци, диви коне и други животни присъстват в значителен брой.