Экосистема: определение, типы, структура и примеры

Природный мир состоит из самых разных типов физической среды и организмов, уникально приспособленных к жизни в ней. Другое слово для этого понятия в биологии - экосистема.

Эта статья предоставит вам четкое объяснение экосистем и предложит интересные примеры.

Биологи определяют экосистему как сообщество живых организмов и их физическую среду, которая включает в себя как биотический а также абиотический факторы.

Биотические факторы являются живыми существами во взаимозависимой экологической системе, такими как растения, животные, микробы и грибы.

Абиотические факторы это неживые существа, такие как вода, солнечный свет, укрытие, камни, минералы, почва и климат.

Научное изучение и классификация растений и животных восходит к Аристотелю в Древней Греции. В начале 1800-х годов Дарвин описал конкуренцию между видами и эволюцию посредством естественного отбора. Эрнст Геккель придумал слово экология примерно в это же время.

В конце 1800-х годов Евгений Уорминг предположил, что абиотические факторы, такие как засуха, огонь и холодная погода, также влияют на поведение видов и стратегии адаптации. Уорминг много путешествовал по своей работе и разработал университетский курс по экологии растений. Его идеи прижились, когда британские и североамериканские ученые прочитали его классическую книгу,

Термин экосистема был придуман Артуром Тэнсли в 1936 году.

Есть три широкие категории биологические экосистемы. У каждого свой видовой состав и структура. Самая крупная экосистема - это морская экосистема. На все экосистемы влияют глобальный климат и деятельность человека, такая как загрязнение, орошение, урбанизация, добыча полезных ископаемых и вырубка лесов.

Морская экосистема охватывает о 70 процентов поверхности Земли. Наряду с океанами, морские экосистемы включают песчаные берега, устья, грязевые отмели, воды Антарктиды, солончаки и яркие коралловые рифы, изобилующие жизнью. Климат морских экосистем по всему миру варьируется от тропической жары до полярных водоворотов.

Водные экосистемы включают озера, реки, пруды и водно-болотные угодья. По словам ученых, пресноводные виды вымирают гораздо быстрее, чем морские или наземные виды. Национальная география. Изменение климата и загрязнение являются серьезными угрозами для водных экосистем.

Наземные экосистемы наземные экологические сообщества в таких местах, как арктическая тундра, пустыня, леса и луга. Животные в полярном климате совместно развили аналогичные адаптивные черты, такие как густой мех и изолирующий жировой слой.

Биомы - это немного более широкий термин, чем экосистемы, хотя они очень похожи. Биомы представляют собой особые экологические сообщества, которые сами могут содержать в себе множество экосистем. Они полезны для категоризации характеристик определенных областей, которые могут напрямую влиять на тип или типы экосистем, которые там возникают.

Отличительные характеристики этих биомов / экологических систем включают их особый климат, зону, высоту, тип почвы, количество осадков и видовой состав.

Водные биомы включают коралловые рифы, лиманы, морские, водно-болотные и пресноводные.

Биомы пустыни включают пустыню Мохаве, прибрежные пустыни Чили, Долину Смерти и холодные пустыни Гренландии.

Лесные биомы включают тропические леса, леса умеренного пояса, чапараль (кустарники) и тайгу (бореальные леса).

Биомы пастбищ включают саванны, степи, прерии и южноамериканские пампасы.

Живые организмы должны иметь энергию и питательные вещества, чтобы расти, реагировать и воспроизводиться. Организмы взаимозависимы и связаны друг с другом в жизненном цикле. Энергия передается с одного уровня пищевой пирамиды на другой. Например, рыба ест водоросли, а кальмары - рыбу.

Водоросли, рыбы, кальмары и хищные акулы являются примером пищевая цепочка. В пищевая сеть состоит из множества перекрывающихся пищевых цепей. Энергетическая пирамида начинается с производителей в основании пирамиды, за которыми следуют потребители и хищники на верхних уровнях. Энергия теряется при каждой передаче между организмами, поэтому пирамида стоит вертикально, а не перевернутой.

Растения и фитопланктон производители которые содержат фотосинтетические пигменты, которые используют солнечную энергию и углекислый газ для производства сахара. Первичные потребители едят растения, а вторичные потребители едят первичных потребителей. Высший хищник без естественных врагов занимает первое место в пищевой пирамиде.

Биомасса сохраняется и перерабатывается в экосистеме. Когда организмы умирают, разлагатели расщепляют органическое вещество на энергию и питательные вещества, которые возвращаются в экосистему. При разложении животные выделяют углеводы, жиры, белки и газы под воздействием микробов, мух и червей.

Бактерии и микробы расщепляют разлагающиеся растительные вещества на питательные вещества, такие как кальций, азот, калий и фосфор, которые обогащают почву.

Энергия и питательные вещества также поток между экосистемами. Например, камни в реке разрушаются и попадают в воду, которая течет вниз по течению в озера и поля. Эффект также может быть пагубным. Сток азота и фосфора с сельскохозяйственных угодий может загрязнять водные пути.

В отличие от материи, которая перерабатывается, энергия течет в одном направлении. Растения производят богатые энергией молекулы глюкозы из захваченного солнечного света, воды и углекислого газа. Химическая энергия передается потребителям для клеточного метаболизма, а дополнительная энергия выделяется в виде тепла.

Экосистемы динамичны с постоянными приливами и отливами. поток энергии и имеет значение. Уровни питательных веществ, популяции видов, погодные условия, температура, времена года колеблются и изменяются. Разнообразие экосистемы способствует стабильности.

Несмотря на изменчивый и динамичный характер экологии экосистемы, в целом состояние равновесия остается устойчивым. Экосистемы поддерживают стабильное состояние с довольно постоянным составом. Обычно колебания биотических и абиотических свойств не угрожают стабильной системе. Другими словами, тропический лес остается тропическим лесом, даже если популяция обезьян уменьшается.

Природные нарушения могут нарушить функционирование экосистемы. Например, ураганы, лесные пожары, наводнения и извержения вулканов нарушают экосистемные услуги. Наводнение может привести к загрязнению источников воды. Среда обитания потеряна, и виды могут быть перемещены. Баланс хищник-жертва может быть нарушен, вызывая эффект домино у других видов.

Инвазивные виды потенциально могут угрожать благополучию и самому существованию других видов. К инвазивным видам относятся растения и животные, введенные в зону намеренно или случайно. Иногда инвазивные виды намеренно вводятся сюда, чтобы остановить хищника, который захватывает власть. Например, защитники природы выпустили лосося в Великие озера для борьбы с менее желательными инвазивными видами.

Человеческая деятельность - еще одна важная причина опасного изменения экосистемы. Охота, перелов, эксплуатация невозобновляемых ресурсов, токсичные отходы и загрязнение угрожают экосистемам и их биомам. В крайних случаях, таких как утечка на атомной электростанции, затронутые экосистемы могут быть радиоактивными и канцерогенными на долгие годы.

В Большой Барьерный риф у побережья Австралии невероятно большой и разнообразный морская экосистема который существует миллионы лет. Водоросли обеспечить корм для выращивающих кораллов, которые прикрепляются к мертвым кораллам на рифе.

Молодые кораллы, плавающие в воде, поедаются рыбами и животными, плавающими в океане. Скелетонизированные кораллы все еще могут быть съедены червями, улитками и прожорливыми морскими звездами.

Некоторые кораллы имеют взаимовыгодные отношения с креветками и крабами, которые живут в коралловых колониях и отбиваются от общих врагов с помощью щипцов. Абиотические факторы, которые существенно влияют на кораллы, - это повышение температуры воды, закисление океана и уровень углекислого газа.

По данным Смитсоновского музея естественной истории, кислая морская вода уже начинает растворять структуру скелета коралловых рифов в таких местах, как Гавайи.

Водная экосистема озера Вудс расположена на границе Канады и США. Этот пресноводный водоем - то, что осталось от некогда массивного ледникового озера Агассис.

В этой пресной воде водная экосистемаФитопланктон, зоопланктон, водоросли и бактерии обеспечивают оптимальный уровень пищи, среды обитания и кислорода для вкусной рыбы. Лесное озеро часто называют мировой столицей судака _._

Беспозвоночные, такие как поденки и мошки, также играют важную роль в пресноводных озерах. Они поедают микроорганизмы, питающиеся разлагающимися растениями и животными. Беспозвоночные являются отличным источником пищи для маленькой рыбы, которую может съесть большая рыба, которую могут поймать пеликаны, цапли, медведи и люди.

Абиотические факторы, влияющие на состояние водной экосистемы, такой как Лесное озеро, включают температуру воздуха и воды, уровень углекислого газа и токсичный сток.

Амазонка экосистема тропических лесов это богатая видами наземная среда в Южной Америке. Солнечный свет поглощается пышными широколиственными растениями и высокими деревьями, которые служат пищей и убежищем для поразительного количества птиц, млекопитающих, насекомых, ящериц и змей в тропиках. Многие из этих существ съедены хищниками, такими как ягуар.

Когда организмы умирают в тропических лесах, их энергия и питательные вещества быстро расщепляются разложителями, такими как личинки и микробы. Питательные вещества возвращаются в почву и помогают растениям расти. Абиотические факторы тропических лесов включают большое количество осадков, жару и тропический климат, который питает биоразнообразие видов от подстилки до толстых висячих навесов.

В зависимости от своих исследовательских интересов экологи могут сосредоточиться на области экологии сообществ, экологии экосистемы или того и другого. Экология сообщества специально исследует взаимодействия между разными видами и результат этого взаимодействия. Экология экосистемы намного шире рассматривает живые и неживые факторы, которые влияют на экологическое сообщество и вызывают изменения экосистемы.

Например, эколог, который хочет выяснить, почему гигантский карп захватывает озеро, которое когда-то было полно форели, может предпринять общественное экологическое исследование популяции рыб наряду с экосистемным исследованием ухудшения качества воды, которое затрагивает все виды водная жизнь. Экологи проводят исследования, которые помогают сохранить природные ресурсы для будущих поколений.

Управление экосистемой использует природоохранные методы для поддержания целостности функционирования и структур экосистемы. Считается, что структуры экосистемы обладают целостностью, когда они сбалансированы, стабильны и характерны для экологических сообществ в этом природном регионе.

Как абиотические, так и биотические факторы обычно предсказуемы. Динамика населения также должны быть самодостаточными без необходимости вмешательства человека в восстановить баланс.

Хорошее управление экосистемой играет важную роль в сохранении государственных парков, национальных парков и других территорий дикой природы. Понимание истории экосистемы и нормальных темпов изменений или преемственности помогает в раннем обнаружении структурных проблем. Цель состоит в том, чтобы сохранить биоразнообразие и обеспечить жизнеспособность местных видов. От Нью-Йорка до Калифорнии экологи внимательно следят за климатом.

За стихийными бедствиями, такими как ураган, следует упорядоченная последовательность и естественное восстановление территории до ее прежнего состояния. Однако деятельность человека может временно или навсегда разрушить экологию экосистемы. Экосистемные катастрофы случались в Соединенных Штатах и ​​во всем мире.

Экосистема Мексиканского залива серьезно пострадала из-за загрязнителей, перенесенных в залив из реки Миссисипи. Азот и фосфор с полей, откормочных площадок и сточных вод в реки из многих штатов.

Избыточный уровень питательных веществ стимулирует токсичность цветение водорослей, изменить кормление и истощить кислород в воде, что приведет к появлению мертвой зоны и массовой гибели рыбы. На этот район также влияют абиотические факторы, такие как ураганы и наводнения.

В 1986 году в результате аварии на Чернобыльской атомной электростанции на Украине в атмосферу был выброшен смертоносный радиоактивный материал. Миллионы людей подверглись воздействию радиации. Тысячи детей, которые пили молоко коров, пасущихся на зараженной территории, заболели раком щитовидной железы. Сегодня радиоактивная зона вокруг Чернобыля закрыта для людей, но волки, дикие лошади и другие животные здесь присутствуют в значительном количестве.