Ekosustav: struktura ekosustava, definicija, pojam, vrste i zanimljivosti

U ekologiji - znanosti o interakciji živih organizama međusobno is okolinom - koncept ekosustava je jedan od osnovnih. Čovjek koji ga je upoznao bio je britanski botaničar i jedan od prvih zaštitnika okoliša na svijetu, Arthur Tensley. Pojam “ekosustav” pojavio se 1935. godine. Međutim, u domaćoj ekologiji bilo je poželjno zamijeniti ga pojmovima “biogeocenoza” i “biocenoza”, što nije posve točno.

U članku se otkriva koncept ekosustava, struktura ekosustava i njegovih pojedinačnih komponenti.

Suština koncepta

Sve zajednice trenutno živih organizama povezane su s materijalnim i energetskim vezama koje okružuju anorganski okoliš. Dakle, biljke se mogu razvijati samo zbog stalne opskrbe vodom, kisikom, ugljičnim dioksidom, mineralnim solima. Vitalna aktivnost heterotrofa moguća je samo na uštrb autotrofa. Međutim, oni također trebaju vodu i kisik. Svako određeno stanište može osigurati anorganske spojeve potrebne za život organizama koji ga nastanjuju samo kratko vrijeme, ako nisu obnovljeni.

Povratak hranjivih tvari u okoliš događa se kontinuirano. Proces se odvija i tijekom života organizama (disanje, izlučivanje, izlučivanje) i nakon njihove smrti. Drugim riječima, njihova zajednica s neorganskim okruženjem tvori specifičan sustav. U njemu se tok atoma, zbog vitalne aktivnosti organizama, u pravilu zatvara u ciklus. U biti, ovo je ekosustav. Struktura ekosustava omogućuje dublje proučavanje njegove strukture i prirode postojećih odnosa.

Definicija ekosustava

Otac ekologije ekosustava smatra se američkim biologom Eugene Odum, poznatim po svom pionirskom radu na tom području. S tim u vezi, vjerojatno bi bilo logično dati njegovo tumačenje pojma koji se razmatra u članku.

Prema Y. Odumu, svako jedinstvo, koje uključuje sve organizme ovog područja, u interakciji s fizičkim okruženjem na takav način da se stvara energetski tok s dobro definiranom trofičkom strukturom, raznolikošću vrsta i cirkulacijom tvari (razmjena energije i tvari između abiotskih i biotičkih dijelova) ) unutar sustava postoji ekosustav. Struktura ekosustava može se promatrati s drugog gledišta. Tradicionalno postoje tri vrste: trofičke, vrste i prostorne.

Odnos između pojmova ekosustava i biogeocenoze

Doktrinu biogeocenoze razvio je sovjetski geobotanist i geograf Vladimir Sukachev 1942. godine. U inozemstvu se praktički ne koristi. Ako se pozovemo na definicije pojmova “ekosustav” i “biogeocenoza”, jasno je da među njima nema razlike, zapravo su to sinonimi.

Međutim, u praksi postoji uobičajeno mišljenje da ih se može nazvati identičnim samo s određenim stupnjem uvjetovanosti. Izraz "biogeocenoza" usmjerava pozornost na povezanost biocenoze s bilo kojim određenim dijelom vodenog okoliša ili zemljišta. Dok jedan ekosustav znači bilo koju apstraktnu stranicu. S tim u vezi, uobičajeno je da se biogeocenoze smatraju njezinim posebnim slučajevima.

O sastavu i strukturi ekosustava

U svakom ekosustavu mogu se razlikovati dvije komponente - abiotička (neživa) i biotička (živa). Potonji se, s druge strane, dijeli na heterotrofne i autotrofne, ovisno o načinu dobivanja energije organizmima. Ove komponente tvore tzv. Trofičku strukturu.

Jedini izvor podrške za različite procese u ekosustavu i energiji za njega su proizvođači, odnosno organizmi koji mogu asimilirati energiju Sunca. Oni predstavljaju prvo trofička razina. Naknadne se formiraju na račun potrošača. Trofičnu strukturu ekosustava zatvaraju razlagači čija je funkcija prevođenje neživog organska tvar u mineralnom obliku, koji se kasnije može asimilirati autotrofnim organizmima. To jest, postoji isti ciklus i kontinuirani povrat hranjivih tvari u okoliš, o čemu je govorio Yu Odum.

Komponente ekosustava

Struktura zajednice ekosustava ima sljedeće komponente:

• klimatski režim koji određuje osvjetljenje, vlažnost, temperaturu i druge fizičke karakteristike okoliša;
• anorganske tvari uključene u cirkulaciju (dušik, fosfor, voda, itd.);
• organski spojevi koji povezuju abiotske i biotičke dijelove u procesu cirkulacije energije i materije;
• kreatori primarnih proizvoda - proizvođači;
• fagotrofi (makrokonzistentnosti) - konzumiranje heterotrofi ili velikih čestica organskih tvari iz drugih organizama;
• razlagači - uglavnom bakterije i gljivice, uništavajući mrtvu organsku tvar mineralizacijom i vraćajući je u cirkulaciju.

Tako se biotička struktura ekosustava sastoji od tri trofičke razine: proizvođača, potrošača i dekompozitora. Oni tvore takozvanu biomasu (ukupnu masu životinja i biljnih organizama) biogeocenoze. Za Zemlju kao cjelinu ona iznosi 2423 milijarde tona, a ljudi „daju“ oko 350 milijuna tona, što je zanemarivo u odnosu na ukupnu težinu.

proizvođači

Proizvođači su uvijek prva karika u prehrambenom lancu. Ovaj pojam objedinjuje sve organizme od kojih se proizvodi anorganske tvari organski, t. su autotrofi. Glavni proizvođači su zelene biljke. Sintetiziraju organske spojeve iz anorganskih u procesu fotosinteze. Osim toga, njima se može pripisati nekoliko vrsta kemotrofnih bakterija. Oni mogu izvoditi samo kemijsku sintezu bez energije sunčeve svjetlosti.

consuments

Biotska struktura i sastav ekosustava uključuju i heterotrofne organizme koji konzumiraju gotove organske spojeve koje stvaraju autotrofi. Oni se nazivaju potrošači. Oni, za razliku od razgraditelja, nemaju sposobnost razgradnje organskih tvari u anorganske spojeve.

Sve životinje, kao i neke insektivozne životinje (sundew, Vjetrovka itd.) i parazitske biljke, mikroorganizmi. Konzumi su podijeljeni u nekoliko redova veličine, ali u pravilu rijetko više od četiri reda. To je zbog činjenice da u svakoj fazi prijenosa energije i materije trofički lanac gubi i do 90%.

Svi organizmi koji se hrane izravno proizvođačima pripadaju potrošačima prvog reda. To su parazitske biljke i biljojedi. Predatori koji ih hrane su potrošači reda II. Ovoj skupini pripadaju paraziti biljojeda.

Zanimljivo je da je to izvrsno lanci hrane isti tip može pripadati različitim redovima konzumenata. Mnogo je primjera. Konkretno, miš. To je potrošač prvog i drugog reda jer se hrani i biljojedima i biljkama.

razgrađivača

Pojam “dekompozitori” ima latinski izvor i doslovno se prevodi kao “vraćanje, povratak”. To u potpunosti odražava njihovu važnost u ekološkoj strukturi ekosustava. Reduktori ili destruktori su organizmi koji uništavaju, pretvarajući se u najjednostavnije organske i anorganske spojeve, mrtve ostatke živih. Vode i mineralne soli vraćaju u tlo u pristupačnom obliku za proizvođače i time zatvaraju cirkulaciju tvari u prirodi. Nijedan ekosustav ne može bez dekompozitora.

Ne manje zanimljive su vrste i prostorne strukture ekosustava. One odražavaju raznolikost vrsta organizama i njihovu distribuciju u prostoru u skladu s individualnim potrebama i životnim uvjetima.

Struktura vrsta

Struktura vrsta je skup svih vrsta koje sačinjavaju ekosustav, njihov međusobni odnos i omjer brojeva. U nekim slučajevima, primat je u životinjama, primjerice biocenozi koraljnog grebena, dok u drugim vode igraju vodeću ulogu (poplavne livade, šume hrasta i smreke, stepenice od perja). Struktura vrsta ekosustava odražava njezin sastav, uključujući broj vrsta. To uglavnom ovisi o zemljopisnom položaju mjesta. Najpoznatiji uzorak je da što je bliže ekvatoru, to je više flore i faune. I to se odnosi na sve oblike života, od kukaca do sisavaca, od lišaja i mahovina do cvjetnica.

Dakle, jedan hektar prašume Amazone je dom za gotovo 400 stabala koja pripadaju više od 90 vrsta, a svaki od njih ima više od 80 različitih epifita. Istovremeno, na sličnom području smrekove ili borove šume umjerenog pojasa raste samo 8-10 vrsta drveća, a raznolikost u tajgi ograničena je na 2-5 vrsta.

Horizontalna prostorna struktura ekosustava

Brojne vrste ekosustava u prostoru mogu se distribuirati na različite načine, ali uvijek u skladu s njihovim potrebama i zahtjevima staništa. To stavljanje životinja i biljaka u ekosustav dobilo je naziv prostorne strukture. Može biti horizontalna i vertikalna.

Živi organizmi u prostoru su neravnomjerno raspoređeni. U pravilu, oni tvore grupe, što je prilagodljivo obilježje. Takvi klasteri određuju horizontalnu strukturu ekosustava. Ona se očituje u uočavanju, uzorku. Primjerice, kolonije koralja, ptice selice, krda antilopa, vrijesak (na slici gore) ili lingonije. Mikrogrupiranje i mikrokenoza pripadaju strukturnim (elementarnim) jedinicama horizontalne strukture biljnih zajednica.

Vertikalna prostorna struktura

Zajedničke skupine različitih biljnih vrsta koje se razlikuju u položaju asimilacijskih organa (stabljike i lišće, rizomi, lukovice, gomolji itd.) Nazivaju se parangali. One karakteriziraju vertikalnu strukturu ekosustava. Šumski ekosustav je najistaknutiji primjer u ovom slučaju. U pravilu, parangali su predstavljeni raznim oblicima života grmlja, grmlja, drveća, trave i mahovine.

Vrste prostorne strukture

Prvi sloj je gotovo uvijek zastupljen velikim stablima, u kojima se lišće nalazi visoko iznad tla i dobro osvijetljeno suncem. Drugi (podologovy) sloj nisu tako visoke vrste, mogu apsorbirati neiskorištenu svjetlost. Slijedi grmlje, koje čine grmlje (lijeska, krkavina, jasen, itd.), Kao i grmovi stabala (šumska jabuka, kruška itd.), Koji pod normalnim uvjetima mogu narasti do visine stabala prvog sloja. Sljedeća razina je tinejdžer. To uključuje i mlada stabla, koja se u budućnosti mogu "rastegnuti" u prvom sloju. Primjerice, bor, hrast, smreka, grab, joha.

Prisutnost sloja trava-grmlje karakteristično je za vertikalni oblik strukture ekosustava (prostornog). Sastoji se od šumskog grmlja i ljekovitog bilja: jagoda, oksalisa, đurđevka, paprati, borovnica, kupina, malina itd. Zatim slijedi završni sloj - mahovina-lišaj.

Imajte na umu da lijane, epifiti i parazitske biljke pripadaju skupini izvanraslovne vegetacije. To je zbog činjenice da ih je vrlo teško pripisati bilo kojem određenom stupu.

Prostorne granice ekosustava

U pravilu je nemoguće vidjeti jasnu granicu između ekosustava u prirodi ako je ne predstavljaju različiti krajobrazni čimbenici (rijeke, planine, brežuljci, padine, itd.). Najčešće ih ujedinjuju glatki prijelazi. Potonji mogu biti sami po sebi odvojeni ekosustavi. Nastala je na spoju zajednice pod nazivom ekotoni. Pojam je 1905. godine uveo američki botaničar i ekolog F. Clements.

Uloga ekotona je održati biološku raznolikost ekosustava između kojih je zbog takozvanog regionalnog učinka - kombinacije određenih čimbenika okoliša koji su svojstveni različitim ekosustavima. To uzrokuje veliku životnu sredinu, a time i ekološke niše. U tom smislu, ekoton može postojati kao vrsta iz različitih ekosustava, kao i vrlo specifične vrste. Primjer takve zone je ušće rijeke s obalnim vodenim biljkama.

Granice ekosustava

Na prirodu utječu različiti čimbenici. Na istom mjestu, tijekom vremena, mogu se razviti različiti ekosustavi. Razdoblje za koje se promjena odvija može biti duga i relativno kratka (1-2 godine). Trajanje postojanja određenog ekosustava određeno je tzv. Sukcesijom, tj. Redovitom i dosljednom promjenom na određenom području teritorija nekih zajednica od strane drugih kao rezultat unutarnjih čimbenika razvoja biogeocenoze.