Visi dzīvie organismi uz Zemes dzīvo nevis izolēti viens no otra, bet gan kā kopienas. Tajos viss ir savstarpēji saistīts - gan dzīvi organismi, gan nedzīvas dabas faktori. Šādu veidošanos dabā sauc par ekosistēmu, kas dzīvo saskaņā ar saviem īpašajiem likumiem un kurai ir īpašas pazīmes un īpašības, kuras mēs centīsimies iepazīt.
Ekosistēmas koncepcija
Pamatīgi izpētīt jebkuru ekosistēmu ir diezgan grūti, jo tajā ir ļoti daudz dzīvo organismu, kā arī abiotiski faktori.
Ir tāda zinātne kā ekoloģija, kas nodarbojas ar dzīvās dabas un nedzīvās dabas attiecību izpēti. Bet šīs attiecības var notikt tikai noteiktas ekosistēmas ietvaros un nenotiek spontāni un nejauši, bet gan saskaņā ar dažiem likumiem.
Ekosistēmu veidi ir atšķirīgi, taču tie visi pārstāv dzīvu organismu kopumu, kas mijiedarbojas savā starpā un ar vidi, apmainoties ar vielām, enerģiju un informāciju. Tāpēc ekosistēma ilgstoši saglabājas stabila un ilgtspējīga.
Ekosistēmu klasifikācija
Neskatoties uz lielo ekosistēmu daudzveidību, tās visas ir atvērtas, bez kurām to pastāvēšana nebūtu iespējama. Ekosistēmu veidi ir atšķirīgi, un to klasifikācija var būt atšķirīga. Ja mēs paturēsim prātā izcelsmi, tad ekosistēmas ir:
Dabiski vai dabiski. Tajos visa mijiedarbība notiek bez tiešas cilvēka līdzdalības. Tos, savukārt, iedala:
- Ekosistēmas, kas ir pilnībā atkarīgas no saules enerģijas.
- Sistēmas, kas saņem enerģiju gan no saules, gan no citiem avotiem.
2. Mākslīgās ekosistēmas. Radīts ar cilvēku rokām, un tas var pastāvēt tikai ar viņa piedalīšanos. Tos arī iedala:
- Agroekosistēmas, tas ir, tās, kas saistītas ar cilvēka saimniecisko darbību.
- Tehnoekosistēmas parādās saistībā ar cilvēku rūpniecisko darbību.
- Pilsētu ekosistēmas.
Cita klasifikācija izšķir šādus dabisko ekosistēmu veidus:
1. Zeme:
- Lietus meži.
- Tuksnesis ar zālaugu un krūmāju veģetāciju.
- Savanna.
- Stepes.
- Lapkoku mežs.
- Tundra.
2. Saldūdens ekosistēmas:
- Stāvoši dīķi (ezers, dīķis).
- Plūstoši ūdeņi (upes, strauti).
- Purvi.
3. Jūras ekosistēmas:
- Okeāns.
- Kontinentālais šelfs.
- Makšķerēšanas zonas.
- Estuāri, līči.
- Dziļas ūdens plaisas zonas.
Neatkarīgi no klasifikācijas, jūs varat redzēt ekosistēmu sugu daudzveidību, ko raksturo dzīvības formu kopums un skaitliskais sastāvs.
Ekosistēmas atšķirīgās iezīmes
Ekosistēmas jēdzienu var attiecināt gan uz dabiskiem veidojumiem, gan uz cilvēka mākslīgi radītiem. Ja mēs runājam par dabisko, tad tos raksturo šādi simptomi:
- Jebkuras ekosistēmas obligātie elementi ir dzīvi organismi un abiotiski vides faktori.
- Jebkurā ekosistēmā ir slēgts cikls no organisko vielu ražošanas līdz to sadalīšanai neorganiskos komponentos.
- Sugu mijiedarbība ekosistēmās nodrošina ilgtspējību un pašregulāciju.
Visu apkārtējo pasauli pārstāv dažādas ekosistēmas, kuru pamatā ir dzīvās vielas ar noteiktu struktūru.
Biotiskās ekosistēmas struktūra
Pat ja ekosistēmas atšķiras pēc sugu daudzveidības, dzīvo organismu, to dzīvības formu pārpilnība, bet biotiskā struktūra jebkurā no tām joprojām ir vienāda.
Jebkura veida ekosistēmās ir tās pašas sastāvdaļas, bez to klātbūtnes sistēmas darbība ir vienkārši neiespējama.
- Ražotāji.
- Pirmās kārtas palīgmateriāli.
- Otrās kārtas palīgmateriāli.
- Reduktori.
Pirmajā organismu grupā ietilpst visi augi, kas ir spējīgi veikt fotosintēzi. Viņi ražo organiskas vielas. Kemotrofi, kas veido organiskos savienojumus, pieder tai pašai grupai. Bet tikai tam viņi neizmanto saules enerģiju, bet gan ķīmisko savienojumu enerģiju.
Patērētāji ir visi organismi, kuriem ķermeņa uzbūvei ir jāsaņem organiskās vielas no ārpuses. Tas ietver visus zālēdāju organismus, plēsīgos un visēdājus.
Reduktori, kas ietver baktērijas, sēnītes, pārvērš augu un dzīvnieku paliekas neorganiskos savienojumos, kas piemēroti dzīvo organismu lietošanai.
Ekosistēmas darbība
Lielākā bioloģiskā sistēma ir biosfēra, un tā savukārt sastāv no atsevišķiem komponentiem. Jūs varat izveidot šādu ķēdi: sugas-populācija - ekosistēma. Mazākā vienība ekosistēmās ir sugas. Katrā biogeocenozē to skaits var mainīties no vairākiem desmitiem līdz simtiem un tūkstošiem.
Neatkarīgi no indivīdu un atsevišķu sugu skaita jebkurā ekosistēmā notiek pastāvīga vielas, enerģijas apmaiņa ne tikai savā starpā, bet arī ar vidi.
Ja mēs runājam par enerģijas apmaiņu, tad ir pilnīgi iespējams piemērot fizikas likumus. Pirmais termodinamikas likums nosaka, ka enerģija nepazūd bez pēdām. Tas mainās tikai no vienas sugas uz otru. Saskaņā ar otro likumu slēgtā sistēmā enerģija var tikai pieaugt.
Ja fizikālos likumus piemēro ekosistēmām, mēs varam secināt, ka tie atbalsta savu iztiku saules enerģijas klātbūtnes dēļ, kuru organismi spēj ne tikai uztvert, bet arī pārveidot, izmantot un pēc tam nodot vidē.
Enerģija tiek pārnesta no viena trofiskā līmeņa uz otru; pārnešanas laikā viena veida enerģija tiek pārveidota citā. Daļa no tā, protams, tiek zaudēta siltuma veidā.
Neatkarīgi no tā, kāda veida dabiskās ekosistēmas pastāv, šādi likumi attiecas uz absolūti visiem.
Ekosistēmas struktūra
Ja paskatās uz jebkuru ekosistēmu, tajā noteikti var redzēt, ka dažādas kategorijas, piemēram, ražotājus, patērētājus un reducētājus, vienmēr pārstāv vesels sugu kopums. Daba paredz, ka tad, ja pēkšņi kaut kas notiks ar kādu no sugām, ekosistēma no tā nemirs; to vienmēr var veiksmīgi aizstāt ar citu. Tas izskaidro dabisko ekosistēmu ilgtspējību.
Plašs sugu klāsts ekosistēmā, dažādas barības ķēdes nodrošina visu procesu, kas notiek sabiedrībā, ilgtspējību.
Turklāt jebkurai sistēmai ir savi likumi, kuriem pakļaujas visi dzīvie organismi. Balstoties uz to, var izdalīt vairākas biogeocenozes struktūras:
- Sugas struktūra. Parāda augu un dzīvnieku sugu attiecību. Katrā sistēmā šis rādītājs ir atšķirīgs, tas ir atkarīgs no daudziem faktoriem: ģeogrāfiskās atrašanās vietas, klimata, ekosistēmas vecuma. Sugu, kas pēc skaita ir pārāka par visām citām, sauc par vidējo bijušo. Bet mazie pārstāvji dažos gadījumos ir sistēmas labklājības rādītājs.
- Trofiskā struktūra. Sugu daudzveidība, sazarotās pārtikas ķēdes ekosistēmā ir ilgtspējības indikators. Jebkurā biogeocenozes gadījumā organismi galvenokārt ir saistīti ar uzturvērtības saitēm. Jūs vienmēr varat izveidot strāvas ķēdi. Parasti tie sākas ar augu organismu un beidzas ar plēsēju. Piemēram, sienāzis ēd zāli, zīlīte to ēdīs, un pūķis to noķers.
- Telpiskā struktūra. Rodas jautājums, kā vienā teritorijā vienlaikus pastāv tik liels skaits dažādu sugu. Tas viss notiek noteiktas struktūras dēļ, ievērojot, kuras sugas ir izkliedētas. Mežā pašu pirmo pakāpi aizņem fotofīlie koki. Šeit ligzdo arī dažas putnu sugas. Nākamais līmenis ir zemāki koki un atkal mājvieta dažām dzīvnieku sugām.
Jebkura struktūra obligāti atrodas jebkurā ekosistēmā, taču tā var ievērojami atšķirties. Piemēram, ja salīdzinām tuksneša un lietus mežu biogeocenozi, atšķirība ir redzama ar neapbruņotu aci.
Mākslīgās ekosistēmas
Šādas sistēmas rada cilvēku rokas. Neskatoties uz to, ka visi biotiskās struktūras komponenti tajās, tāpat kā dabiskajās, ir obligāti, joprojām pastāv būtiskas atšķirības. Starp tiem ir šādi:
- Agrocenozes izceļas ar sliktu sugu sastāvu. Aug tikai tie augi, kurus cilvēki tur audzē. Bet daba pati par sevi maksā, un vienmēr, piemēram, kviešu laukā var aplūkot rudzupuķes, margrietiņas, dažādus posmkājus. Dažās sistēmās pat putniem izdodas uz zemes izveidot ligzdu un audzēt cāļus.
- Ja cilvēks nerūpējas par šo ekosistēmu, tad kultivētie augi neizturēs konkurenci ar saviem savvaļas radiniekiem.
- Agrocenozes joprojām pastāv papildu enerģijas dēļ, ko cilvēks ienes, piemēram, mēslojot.
- Tā kā noaudzētā augu biomasa tiek izņemta kopā ar ražu, augsne ir noārdīta ar barības vielām. Tāpēc, lai turpinātu pastāvēt, atkal ir nepieciešama tādas personas iejaukšanās, kurai būs jāveido mēslojums, lai audzētu nākamo ražu.
Var secināt, ka mākslīgās ekosistēmas nepieder pie stabilām un pašregulējošām sistēmām. Ja cilvēks pārstāj par viņiem rūpēties, viņi neizdzīvos. Pakāpeniski savvaļas sugas atstās kultivētos augus, un agrocenoze tiks iznīcināta.
Piemēram, mājās viegli var izveidot trīs organismu sugu mākslīgo ekosistēmu. Ja jūs ievietojat akvāriju, ielejiet tajā ūdeni, ielieciet dažus zariņus elodea un apmetaties divas zivis, šeit jums ir gatava mākslīgā sistēma. Pat tik vienkāršs nevar pastāvēt bez cilvēka iejaukšanās.
Dabas ekosistēmu vērtība
Runājot globāli, visi dzīvie organismi ir sadalīti pa ekosistēmām, tāpēc to nozīmi diez vai var novērtēt par zemu.
- Visas ekosistēmas ir savstarpēji saistītas ar vielu ciklu, kas var migrēt no vienas sistēmas uz otru.
- Sakarā ar to, ka dabā ir ekosistēmas, tiek saglabāta bioloģiskā daudzveidība.
- Visi resursi, ko mēs iegūstam no dabas, dod mums tieši ekosistēmu: tīru ūdeni, gaisu, auglīgu augsni.
Jebkuru ekosistēmu ir ļoti viegli iznīcināt, īpaši ņemot vērā cilvēka iespējas.
