Vsebina
- Definicija ekosistema v biologiji
- Izvori ekologije
- Vrste ekoloških sistemov
- Ključni biomasi ekosistema
- Struktura ekosistemov
- Funkcije cikla hranil
- Stabilnost v delovanju ekosistema
- Motnje v delovanju ekosistema
- Primer morskega ekosistema
- Primer vodnega ekosistema
- Primer zemeljskega ekosistema
- Ekosistem v primerjavi z ekologijo Skupnosti
- Zaščita struktur ekosistema
- Katastrofalno uničenje ekosistema
Naravni svet sestavljajo zelo različne vrste fizičnih okolij in organizmi, ki so edinstveno prilagojeni bivanju v njem. Druga beseda tega koncepta v biologiji je an ekosistema.
Ta članek vam bo zagotovil jasne razlage ekosistemov in ponudil zanimive primere.
Definicija ekosistema v biologiji
Biologi ekosistem opredeljujejo kot skupnost živih organizmov in njihovo fizično okolje, ki vključuje oboje biotsko in abiotični dejavniki.
Biotski dejavniki so žive stvari v soodvisnem ekološkem sistemu, kot so rastline, živali, mikrobi in glive.
Abiotični dejavniki so nežive stvari, kot so voda, sončna svetloba, zavetje, kamnine, minerali, tla in podnebje.
Izvori ekologije
Znanstvena študija in klasifikacija rastlin in živali sega v Aristotel v antični Grčiji. V zgodnjih 1800-ih je Darwin opisal konkurenco med vrstami in evolucijo z naravno selekcijo. Ernst Haeckel je besedo skoval ekologija približno ob istem času.
Eugenius Warming je v poznih 1800-ih predlagal, da abiotski dejavniki, kot so suša, požar in hladno vreme, vplivajo tudi na vedenje vrst in strategije prilagajanja. Warming je v svojem delu veliko potoval in razvil univerzitetni tečaj o ekologiji rastlin. Njegove ideje so se ujele, ko so britanski in severnoameriški znanstveniki prebrali njegovo klasično knjigo, Ekologija rastlin.
Izraz ekosistema je leta 1936 skoval Arthur Tansley.
Vrste ekoloških sistemov
Obstajajo tri široke kategorije bioloških ekosistemov. Vsaka ima izrazito sestavo vrste in strukturo. Največji ekosistem je morski ekosistem. Na vse ekosisteme vpliva globalno podnebje in človeška dejavnost, kot so onesnaževanje, namakanje, urbanizacija, rudarjenje in krčenje gozdov.
Morski ekosistem zajema okoli 70 odstotkov Zemljinega površja. Skupaj z oceani morski ekosistemi vključujejo peščene obale, ustja, blatna stanišča, vode Antarktike, solno barje in živahne koralne grebene, ki vse prepuščajo življenje. Podnebje morskih ekosistemov po vsem svetu sega od tropske vročine do polarnih vrtincev.
Vodni ekosistemi vključujejo jezera, reke, ribnike in mokrišča. Sladkovodne vrste izumirajo precej hitreje kot morske ali kopenske vrste National Geographic. Podnebne spremembe in onesnaževanje so glavni grožnji vodnim ekosistemom.
Kopenski ekosistemi so kopenske ekološke skupnosti v krajih, kot so arktična tundra, puščava, gozdovi in travniki. Živali v polarnem podnebju so sovpadle podobne prilagodljive lastnosti, kot sta debelo krzno in izolacijska plast maščobe.
Ključni biomasi ekosistema
Biomi so nekoliko širši pojem kot ekosistemi, čeprav so si precej podobni. Biomi so izrazite ekološke skupnosti, ki same po sebi lahko vsebujejo veliko ekosistemov. Uporabne so za razvrščanje značilnosti določenih območij, ki lahko neposredno vplivajo na vrsto ali vrste ekosistemov, ki se tam pojavljajo.
Med značilnosti teh biomov / ekoloških sistemov so značilne podnebje, območje, nadmorska višina, vrsta tal, količina padavin in sestava vrst.
Vodni biomi vključujejo koralne grebene, ustja, morska, mokrišča in sladkovodno.
Puščavski biomi vključujejo puščavo Mojave, čilske obalne puščave, dolino smrti in hladne puščave Grenlandije.
Gozdni biomi vključujejo tropski deževni gozd, zmerni gozd, chaparral (grmičevje) in tajgo (borealni gozd).
Tlanski biomi vključujejo savane, stepe, prerije in južnoameriške pampe.
Struktura ekosistemov
Živi organizmi morajo imeti energijo in hranila, da lahko rastejo, reagirajo in se razmnožujejo. Organizmi so soodvisni in med seboj povezani v krogu življenja. Energija se prenaša z ene ravni prehrambene piramide na drugo. Na primer, ribe jedo alge, lignji pa jedo ribe.
Alge, ribe, lignji in plenilski morski psi so primer a prehranjevalna veriga. The splet s hrano je narejena iz mnogih prekrivajočih se prehranskih verig. Energetska piramida se začne pri proizvajalcih na dnu piramide, ki ji sledijo potrošniki in plenilci na zgornjih nivojih. Z vsakim prenosom med organizmi se izgublja energija, zato je piramida pokončna in ni obrnjena.
Rastline in fitoplankton so proizvajalci, ki vsebujejo fotosintetske pigmente, ki za proizvodnjo sladkorja uporabljajo sončno energijo in ogljikov dioksid. Primarni potrošniki jedo rastline, sekundarni pa primarni. Vrhunski plenilec, ki nima naravnih sovražnikov, drži prvo mesto na piramidi s hrano.
Funkcije cikla hranil
Biomasa se ohranja in reciklira v ekosistemu. Ko organizmi umrejo, razkroji razgradijo organsko snov na energijo in hranila, ki pritekajo nazaj v ekosistem. Živali, ki se razkrojijo, sproščajo ogljikove hidrate, maščobe, beljakovine in pline, kadar nanje delujejo mikrobi, muhe in črvi.
Bakterije in mikrobi razgrajujejo razpadajočo rastlinsko snov na hranila, kot so kalcij, dušik, kalij in fosfor, ki obogatijo tla.
Tudi energija in hranila pretok med ekosistemi. Na primer, skale v reki erodirajo in v vodo dajejo minerale, ki tečejo navzdol v jezera in polja. Učinek je lahko tudi škodljiv. Odtok dušika in fosforja s kmetijskih površin lahko onesnažuje vodne poti.
Za razliko od snovi, ki se reciklira, energija teče v eno smer. Rastline proizvajajo energijsko bogate molekule glukoze iz zajete sončne svetlobe, vode in ogljikovega dioksida. Kemična energija se za celični metabolizem prenese na potrošnike, dodatna energija pa se oddaja kot toplota.
Stabilnost v delovanju ekosistema
Ekosistemi so dinamični s konstantnim sunkom in pretokom energije in materije. Ravni hranil, populacije vrst, vremenski vzorci, temperatura, letni časi nihajo in se spreminjajo. Raznolikost v ekosistemu prispeva k stabilnosti.
Kljub pretoku in dinamični naravi ekologije ekosistema, na splošno stanje ravnotežja ostane enakomerna. Ekosistemi ohranjajo stabilno stanje s precej skladno sestavo. Običajno nihajoče biotske in abiotske značilnosti ne ogrožajo stabilnega sistema. Z drugimi besedami, deževni gozd je še vedno deževni gozd, tudi če se populacija opic zmanjšuje.
Motnje v delovanju ekosistema
Naravne motnje lahko motijo delovanje ekosistema. Na primer, orkani, divji požari, poplave in vulkani motijo storitve ekosistemov. Poplava lahko okuži vodne vire. Habitat je izgubljen in vrste se lahko razselijo. Ravnotežje plenilcev pred plenilom je morda izključeno, kar bo povzročilo domino učinek na druge vrste.
Invazivne vrste lahko potencialno ogrozi dobro počutje in obstoj drugih vrst. Invazivne vrste vključujejo rastline in živali, ki so bili namerno ali po naključju vneseni na območje. Včasih se invazivne vrste namerno pripeljejo, da ustavijo plenilca, ki ga prevzame. Na primer, naravovarstveniki so izpuščali lososa v Velika jezera za zatiranje manj zaželenih invazivnih vrst.
Človekova dejavnost je še en glavni vzrok za nevarne spremembe ekosistema. Lov, prekomerni ribolov, izkoriščanje neobnovljivih virov, strupenih odpadkov in onesnaževanja ogrožajo ekosisteme in njihove biome. V skrajnih primerih, kot je puščanje jedrske elektrarne, bi lahko prizadeti ekosistemi bili radioaktivni in kancerogeni še leta.
Primer morskega ekosistema
The Veliki koralni greben ob obali Avstralije je neverjetno veliko in raznoliko morski ekosistem ki obstaja že milijone let. Alge zagotavljajo hrano za gojenje koral, ki se pritrdijo na mrtve korale v grebenu.
Mlade korale, ki plavajo v vodi, jedo ribe in živali, ki plavajo v oceanu. Skeletonizirane korale lahko še vedno zaužijejo črvi, polži in glasne morske zvezde.
Nekatere korale imajo vzajemno koristne odnose s kozicami in raki, ki živijo v kolonijah koral in se s svojimi ščepci borijo z medsebojnimi sovražniki. Abiotični dejavniki, ki pomembno vplivajo na korale, so naraščajoče temperature vode, zakisanje oceanov in raven ogljikovega dioksida.
Kot pravijo v Prirodoslovnem muzeju Smithsonian, kisla morska voda že začenja raztapljanje skeletne strukture koralnih grebenov na mestih, kot so Havaji.
Primer vodnega ekosistema
Vodni ekosistem Lake of the Woods se nahaja na meji Kanade in ZDA. To sladkovodno telo je tisto, kar je ostalo od nekdaj množičnega ledeniškega jezera Agassiz.
V tem sladkovodnem vodnem ekosistemu fitoplankton, zooplankton, alge in bakterije zagotavljajo optimalno raven hrane, habitata in kisika za okusne ribe. Gozdno jezero se pogosto imenuje prestolnica Walleye sveta _._
Vreščarji, kot so mulji in mulci, imajo tudi pomembno vlogo v sladkovodnih jezerih. Jejo mikroorganizme, ki se prehranjujejo s propadajočo rastlinsko in živalsko snovjo. Vretenčarji so odličen vir hrane za majhne ribe, ki jih lahko pojedo velike ribe, ki jih ulovijo pelikani, čaplje, medved in človek.
Abiotični dejavniki, ki vplivajo na stanje vodnega ekosistema, kot je Gozdno jezero, vključujejo temperaturo zraka in vode, raven ogljikovega dioksida in strupeni odtok.
Primer zemeljskega ekosistema
Ekosistem deževnega gozda Amazonije je v Južni Ameriki bogato kopensko okolje. Sončno svetlobo absorbirajo bujne rastline s širokim listjem in visoka drevesa, ki zagotavljajo hrano in zavetje osupljivemu številu ptic, sesalcev, žuželk, kuščarjev in kač v tropih. Mnoga od teh bitij jedo plenilci, kot je jaguar.
Ko organizmi umrejo v deževnem gozdu, se njihova energija in hranila hitro razgradijo z razkroji, kot so magni in mikrobi. Hranila se vrnejo v tla in pomagajo rastlinam rasti. Abiotični dejavniki deževnega gozda vključujejo velike količine padavin, toplote in tropsko podnebje, ki hrani biotsko raznovrstnost vrst od gozdnih tal do gostih visečih nadstreškov.
Ekosistem v primerjavi z ekologijo Skupnosti
Ekologi se lahko glede na svoje raziskovalne interese osredotočijo na področje ekologije skupnosti, ekologije ekosistema ali obojega. Ekologija Skupnosti posebej preučuje interakcije med različnimi vrstami in izid te interakcije. Ekosistemska ekologija veliko širše gleda na žive in nežive dejavnike, ki vplivajo na ekološko skupnost in sprožijo spremembe ekosistema.
Na primer, ekolog, ki želi ugotoviti, zakaj velikanski krapi zavzemajo jezero, ki je bilo nekoč polno postrvi, bi lahko izvedli ekološko raziskavo ribje populacije skupaj z ekosistemsko študijo zmanjšanja kakovosti vode, ki vpliva na vse vrste vodnega življenja . Ekologi izvajajo študije, ki pomagajo prihranite naravne vire za prihodnje generacije.
Zaščita struktur ekosistema
Upravljanje ekosistemov uporablja naravovarstvene prakse za ohranjanje celovitosti delovanja in struktur ekosistema. Ekosistemske strukture naj bi imele celovitost, ko so uravnotežene, stabilne in značilne za ekološke skupnosti v tem naravnem območju.
Tako abiotski kot biotski dejavniki so na splošno predvidljivi. Dinamika prebivalstva bi morala biti tudi samoodporna, ne da bi pri tem potrebovali človeško posredovanje obnoviti ravnovesje.
Dobro upravljanje ekosistemov ima pomembno vlogo pri ohranjanju državnih parkov, nacionalnih parkov in drugih območij prostoživečih živali. Razumevanje zgodovine ekosistema in običajne stopnje sprememb ali nasledstva pomagajo pri zgodnjem odkrivanju strukturnih težav. Cilj je ohraniti biotsko raznovrstnost in zagotoviti sposobnost preživetja avtohtonih vrst. Od New Yorka do Kalifornije okoljevarstveniki pozorno spremljajo podnebne vzorce.
Katastrofalno uničenje ekosistema
Naravnim nesrečam, kot je orkan, sledijo urejeno nasledstvo in naravna obnova območja v prejšnjem stanju. Vendar lahko človekova dejavnost začasno ali trajno uniči ekologijo ekosistema. Ekosistemske nesreče so se zgodile v ZDA in po vsem svetu.
Ekosistem Mehiškega zaliva so močno porušili onesnaževala, ki se v zaliv prenašajo iz reke Mississippi. Dušik in fosfor s polj, vložkov in odplak se izlivata v reko iz mnogih držav.
Prekomerna vsebnost hranil spodbudi strupeno cvetenje alg, spremeni spremembo hrane in izčrpa kisik v vodi, kar povzroči mrtvo cono in množično ubijanje rib. Na območje vplivajo tudi abiotski dejavniki, kot so orkani in poplave.
Leta 1986 je nesreča v jedrski elektrarni v Černobilu v Ukrajini odvrgla smrtonosne radioaktivne snovi v ozračje. Milijoni ljudi so bili izpostavljeni sevanju. Na tisoče otrok, ki so pili mleko krav, ki pasejo na okuženem območju, se je razvil rak ščitnice. Danes je radioaktivno območje, ki obdaja Černobil, ljudem izven meja, toda volkovi, divji konji in druge živali so prisotni v velikem številu.