Ekosistēma: definīcija, veidi, struktūra un piemēri

Dabas pasauli veido ļoti dažādi fiziskās vides veidi un organismi, kas unikāli pielāgoti tur dzīvošanai. Vēl viens vārds šim jēdzienam bioloģijā ir ekosistēma.

Šis raksts sniegs jums skaidrus ekosistēmu skaidrojumus un piedāvās interesantus piemērus.

Biologi definē ekosistēmu kā dzīvo organismu un viņu fiziskās vides kopienu, kas ietver abus biotisks un abiotisks faktori.

Biotiskie faktori ir dzīvas būtnes savstarpēji atkarīgā ekoloģiskā sistēmā, piemēram, augi, dzīvnieki, mikrobi un sēnītes.

Abiotiskie faktori ir nedzīvās būtnes, piemēram, ūdens, saules gaisma, pajumte, ieži, minerāli, augsne un klimats.

Augu un dzīvnieku zinātniskais pētījums un klasifikācija ir datēta ar Aristoteli senajā Grieķijā. 1800. gadu sākumā Darvins aprakstīja konkurenci starp sugām un evolūciju, izmantojot dabisko atlasi. Ernsts Hekels izdomāja šo vārdu ekoloģija ap šo pašu laiku.

1800. gadu beigās Eugenius Warming ieteica, ka abiotiskie faktori, piemēram, sausums, uguns un aukstais laiks, ietekmē arī sugu uzvedību un pielāgošanās stratēģijas. Savā darbā Warming daudz ceļoja un izstrādāja Universitātes kursu par augu ekoloģiju. Viņa idejas izpaudās, kad britu un ziemeļamerikāņu zinātnieki lasīja viņa klasisko grāmatu

Termiņš ekosistēma to izstrādāja Arturs Tanslijs 1936. gadā.

Ir trīs plašas kategorijas bioloģiskās ekosistēmas. Katram no tiem ir atšķirīgs sugu sastāvs un struktūra. Lielākā ekosistēma ir jūras ekosistēma. Visas ekosistēmas ietekmē globālais klimats un cilvēku darbība, piemēram, piesārņojums, apūdeņošana, urbanizācija, kalnrūpniecība un mežu izciršana.

Jūras ekosistēma aptver apmēram 70 procenti Zemes virsmas. Kopā ar okeāniem jūras ekosistēmas ietver smilšainus krastus, ietekas estuāros, dubļu līdzenumus, Antarktīdas ūdeņus, sāls purvus un dinamiskus koraļļu rifus, kas visi kūsā ar dzīvību. Jūras ekosistēmu klimats visā pasaulē svārstās no tropiskā karstuma līdz polārajiem virpuļiem.

Ūdens ekosistēmas ietver ezerus, upes, dīķus un mitrājus. Saldūdens sugas izmirst daudz ātrāk nekā jūras vai sauszemes sugas National Geographic. Klimata pārmaiņas un piesārņojums ir galvenie draudi ūdens ekosistēmām.

Zemes ekosistēmas ir sauszemes ekoloģiskas kopienas tādās vietās kā Arktikas tundra, tuksnesis, meži un zālāji. Dzīvniekiem polārajā klimatā ir līdzīgi attīstījušās līdzīgas adaptīvās iezīmes, piemēram, bieza kažokāda un izolējošs tauku slānis.

Biomi ir nedaudz plašāks termins nekā ekosistēmas, lai gan tie ir diezgan līdzīgi. Biomas ir atšķirīgas ekoloģiskas kopienas, kas pašas par sevi var saturēt daudzas ekosistēmas. Tie ir noderīgi, lai klasificētu noteiktu apgabalu īpašības, kas var tieši ietekmēt tur radušos ekosistēmu tipu vai veidus.

Šo biomu / ekoloģisko sistēmu raksturīgās pazīmes ir to īpašais klimats, zona, augstums, augsnes tips, nokrišņu daudzums un sugu sastāvs.

Ūdens biomas ietver koraļļu rifus, grīvas, jūras, mitrājus un saldūdeni.

Tuksneša biomas ietver Mojave tuksnesi, Čīles piekrastes tuksnešus, Nāves ieleju un Grenlandes frigīdos tuksnešus.

Meža biomas ietver tropiskos lietus mežus, mērenu mežu, kaprālu (krūmus) un taigu (boreālo mežu).

Zālāju biomi ietver savannas, stepes, prērijas un Dienvidamerikas pampas.

Dzīvajiem organismiem ir jābūt enerģijai un barības vielām, lai augtu, reaģētu un vairotos. Organismi dzīves lokā ir savstarpēji atkarīgi un saistīti viens ar otru. Enerģija tiek pārnesta no viena pārtikas piramīdas līmeņa uz nākamo. Piemēram, zivis ēd aļģes, un kalmāri - zivis.

Aļģes, zivis, kalmāri un plēsīgās haizivis ir a barības ķēde. The pārtikas tīkls ir izgatavots no daudzām pārtikas ķēdēm, kas pārklājas. Enerģijas piramīda sākas ar ražotājiem piramīdas pamatnē, kam seko patērētāji un plēsēji augšējos līmeņos. Enerģija tiek zaudēta ar katru pārnešanu starp organismiem, tāpēc piramīda ir vertikāla un nav apgriezta.

Augi un fitoplanktons ir ražotājiem kas satur fotosintētiskos pigmentus, kas cukura ražošanai izmanto saules enerģiju un oglekļa dioksīdu. Primārie patērētāji ēd augus, bet sekundārie patērē primāros. Plēsoņa virsotne bez dabīgiem ienaidniekiem tur pārtikas piramīdas augšējo vietu.

Biomasa tiek saglabāts un pārstrādāts ekosistēmā. Kad organismi mirst, sadalītāji sadalīt organisko vielu enerģijā un barības vielās, kas atkal ieplūst ekosistēmā. Sadalošie dzīvnieki atbrīvo ogļhidrātus, taukus, olbaltumvielas un gāzes, ja uz tiem iedarbojas mikrobi, mušas un tārpi.

Baktērijas un mikrobi sabojājušās augu vielas sadala tādās barības vielās kā kalcijs, slāpeklis, kālijs un fosfors, kas bagātina augsni.

Enerģija un barības vielas arī plūsma starp ekosistēmām. Piemēram, upes ieži grauž un ūdenī ieliek minerālvielas, kas tek lejup pa straumi ezeros un laukos. Efekts var būt arī kaitīgs. Slāpekļa un fosfora notece no lauksaimniecības zemēm var piesārņot ūdensceļus.

Atšķirībā no vielas, kas tiek pārstrādāta, enerģija plūst vienā virzienā. Augi no uztvertajiem saules stariem, ūdenim un oglekļa dioksīdam ražo ar enerģiju bagātinātas glikozes molekulas. Ķīmiskā enerģija tiek nodota patērētājiem šūnu metabolismam, un papildu enerģija tiek izdalīta kā siltums.

Ekosistēmas ir dinamiskas ar pastāvīgu bēgumu un enerģijas plūsma un matērija. Uzturvielu līmenis, sugu populācijas, laika apstākļi, temperatūra, gadalaiki svārstās un mainās. Ekosistēmas daudzveidība veicina stabilitāti.

Neskatoties uz ekosistēmas ekoloģijas plūsmu un dinamisko raksturu, kopumā līdzsvara stāvoklis paliek nemainīgs. Ekosistēmas uztur stabilu stāvokli ar diezgan konsekventu sastāvu. Parasti svārstīgās biotiskās un abiotiskās pazīmes neapdraud stabilu sistēmu. Citiem vārdiem sakot, lietus mežs joprojām ir lietus mežs, pat ja pērtiķu populācija samazinās.

Dabiski traucējumi var traucēt ekosistēmas darbību. Piemēram, viesuļvētras, savvaļas ugunsgrēki, plūdi un vulkāni izjauc ekosistēmas pakalpojumus. Plūdi var piesārņot ūdens avotus. Biotops ir zaudēts, un sugas var tikt pārvietotas. Plēsēju un laupījumu līdzsvars var nedarboties, izraisot domino efektu citām sugām.

Invazīvas sugas var apdraudēt citu sugu labklājību un pastāvēšanu. Pie invazīvām sugām pieder augi un dzīvnieki, kas teritorijā ievesti tīši vai nejauši. Dažreiz apzināti ieved invazīvas sugas, lai apturētu plēsēju, kas pārņem varu. Piemēram, dabas aizsardzības darbinieki laida lašus Lielajos ezeros, lai kontrolētu mazāk vēlamo invazīvo sugu.

Cilvēka darbība ir vēl viens galvenais bīstamo ekosistēmu izmaiņu cēlonis. Medības, pārzveja, neatjaunojamo resursu izmantošana, toksiskie atkritumi un piesārņojums apdraud ekosistēmas un to biomus. Ārkārtējos gadījumos, piemēram, noplūde no atomelektrostacijas, skartās ekosistēmas nākamajos gados varētu būt radioaktīvas un kancerogēnas.

The Lielais Barjerrifs netālu no Austrālijas krastiem ir neticami liels un daudzveidīgs jūras ekosistēma kas pastāv miljoniem gadu. Aļģes nodrošināt barību koraļļu audzēšanai, kas piestiprinās rifā esošajiem mirušajiem koraļļiem.

Jaunus koraļļus, kas peld ūdenī, ēd zivis un dzīvnieki, kas peld okeānā. Skeletonizētus koraļļus joprojām var lietot tārpi, gliemeži un rijīgas jūras zvaigznes.

Dažiem koraļļiem ir abpusēji izdevīgas attiecības ar garnelēm un krabjiem, kas dzīvo koraļļu kolonijās un cīnās ar savstarpējiem ienaidniekiem, izmantojot savus knaibles. Abiotiskie faktori, kas būtiski ietekmē koraļļus, ir ūdens temperatūras paaugstināšanās, okeānu paskābināšanās un oglekļa dioksīda līmenis.

Pēc Smitsona dabas vēstures muzeja datiem, skābs jūras ūdens jau sāk izšķīdināt koraļļu rifu skeleta struktūru tādās vietās kā Havaju salas.

Vudsa ezera ūdens ekosistēma atrodas uz Kanādas un ASV robežas. Šis saldūdens objekts ir tas, kas paliek no kādreiz masīvā ledāja Agassiz ezera.

Šajā saldūdenī ūdens ekosistēma, fitoplanktons, zooplanktons, aļģes un baktērijas nodrošina optimālu barības, dzīvotnes un skābekļa līmeni garšīgām zivīm. Meža ezeru mēdz dēvēt par Valijas pasaules galvaspilsētu _._

Bezmugurkaulniekiem, piemēram, tauriņiem un midžiem, ir liela nozīme arī saldūdens ezeros. Viņi ēd mikroorganismus, kas barojas ar sabrukušām augu un dzīvnieku vielām. Bezmugurkaulnieki nodrošina lielisku barības avotu mazām zivīm, kuras var ēst lielas zivis, kuras var noķert pelikāni, gārņi, lācis un cilvēki.

Abiotiskie faktori, kas ietekmē ūdens ekosistēmas, piemēram, Meža ezera stāvokli, ietver gaisa un ūdens temperatūru, oglekļa dioksīda līmeni un toksisko noteci.

Amazon lietus mežu ekosistēma ir ar sugām bagāta sauszemes vide Dienvidamerikā. Saules gaismu absorbē sulīgi platlapu augi un augsti koki, kas tropu tropu reģionos nodrošina pārtiku un patvērumu apbrīnojami lielam skaitam putnu, zīdītāju, kukaiņu, ķirzaku un čūsku. Daudzas no šīm radībām ēd plēsēji, piemēram, jaguārs.

Kad organismi mirst lietus mežā, sadalītāji, piemēram, kukaiņi un mikrobi, ātri noārda to enerģiju un barības vielas. Barības vielas atkal nonāk augsnē un palīdz augiem augt. Lietus mežu apbiotiskie faktori ir liels nokrišņu daudzums, karstums un tropiskais klimats, kas baro sugu bioloģisko daudzveidību no meža grīdas līdz biezajām karājošajām nojumēm.

Atkarībā no pētniecības interesēm, ekologi var koncentrēties uz kopienas ekoloģijas, ekosistēmas ekoloģijas vai abām jomām. Kopienas ekoloģija īpaši pārbauda dažādu sugu mijiedarbību un šīs mijiedarbības rezultātu. Ekosistēmas ekoloģija daudz plašāk aplūko dzīvos un nedzīvos faktorus, kas ietekmē ekoloģisko kopienu un izraisa ekosistēmas izmaiņas.

Piemēram, ekologs, kurš vēlas uzzināt, kāpēc milzu karpas pārņem ezeru, kas reiz bijis foreles pilns, varētu veikt Kopienas ekoloģijas pētījums par zivju populāciju kopā ar ekosistēmas pētījumu par ūdens kvalitātes pasliktināšanos, kas ietekmē visas zivju sugas ūdens dzīve. Ekologi veic pētījumus, kas palīdz ietaupīt dabas resursus nākamajām paaudzēm.

Ekosistēmas pārvaldībā tiek izmantota saglabāšanas prakse, lai uzturētu ekosistēmas darbības un struktūru integritāti. Tiek uzskatīts, ka ekosistēmas struktūrām ir integritāte, ja tās ir līdzsvarotas, stabilas un raksturīgas ekoloģiskajām kopienām šajā dabiskajā reģionā.

Gan abiotiskie, gan biotiskie faktori parasti ir paredzami. Iedzīvotāju dinamika jābūt arī pašpietiekamam, bez cilvēka iejaukšanās atjaunot līdzsvaru.

Labai ekosistēmas pārvaldībai ir svarīga loma valsts parku, nacionālo parku un citu savvaļas dabas teritoriju saglabāšanā. Izpratne par ekosistēmas vēsturi un parastajiem izmaiņu vai pēctecības ātrumiem palīdz savlaicīgi atklāt strukturālās problēmas. Mērķis ir saglabāt bioloģisko daudzveidību un nodrošināt vietējo sugu dzīvotspēju. No Ņujorkas līdz Kalifornijai vides aizstāvji rūpīgi uzrauga klimata modeļus.

Pēc dabas katastrofām, piemēram, viesuļvētras, seko kārtīga pēctecība un teritorijas dabiska atjaunošana līdz tās iepriekšējam stāvoklim. Tomēr cilvēka darbība var īslaicīgi vai neatgriezeniski iznīcināt ekosistēmas ekoloģiju. Ekosistēmas katastrofas ir notikušas Amerikas Savienotajās Valstīs un visā pasaulē.

Meksikas līča ekosistēmu nopietni izjauca piesārņotāji, kas no Misisipi upes tika nogādāti līcī. Slāpeklis un fosfors no laukiem, barotnēm un kanalizācijas notek upē no daudzām valstīm.

Pārmērīgs barības vielu līmenis stimulē toksiskas vielas aļģu ziedēšana, izmaina barības maiņu un iztukšo skābekli ūdenī, kā rezultātā mirst zona un masīvas zivis nogalina. Teritoriju ietekmē arī abiotiskie faktori, piemēram, viesuļvētras un plūdi.

1986. gadā avārija Černobiļas atomelektrostacijā Ukrainā atmosfērā izplūda nāvējoši radioaktīvus materiālus. Miljoniem cilvēku bija pakļauti radiācijai. Tūkstošiem bērnu, kuri dzēra pienu no govīm, kas ganījās piesārņotajā zonā, attīstījās vairogdziedzera vēzis. Mūsdienās Černobiļas apkārtējā radioaktīvā zona cilvēkiem ir ierobežota, taču vilki, savvaļas zirgi un citi dzīvnieki ir ievērojamā skaitā.