Екосистем: структура екосистема, дефиниција, концепт, типови и занимљивости

У екологији - науци о интеракцији живих организама једни с другима и са околином - концепт екосистема је један од основних. Човек који га је упознао био је британски ботаничар и један од првих еколога на свету, Артхур Тенслеи. Појам “екосистем” појавио се 1935. године. Међутим, у домаћој екологији било је пожељно да се замијени појмовима “биогеоценоза” и “биоценоза”, што није сасвим тачно.

У чланку се открива концепт екосистема, структура екосистема и његових појединачних компоненти.

Суштина концепта

Све заједнице тренутно живих организама су повезане са материјалним и енергетским везама неорганског окружења. Тако се биљке могу развијати само због сталног снабдијевања водом, кисеоником, угљичним диоксидом, минералним солима. Витална активност хетеротрофа могућа је само на рачун аутотрофа. Међутим, они такођер требају воду и кисик. Свако одређено станиште може да обезбеди неорганска једињења неопходна за живот организама који га настањују само кратко време, ако нису обновљена.

Повратак хранљивих материја у околину одвија се континуирано. Процес се одвија и током живота организама (дисање, дефекација, излучивање) и након њихове смрти. Другим речима, њихова заједница са неорганским окружењем формира специфичан систем. У њему се ток атома, због виталне активности организама, у правилу затвара у циклус. У суштини, ово је екосистем. Структура екосистема омогућава детаљнију анализу њене структуре и природе постојећих односа.

Дефиниција екосистема

Отац екологије екосистема сматра се америчким биологом, Еугене Одум, који је познат по свом пионирском раду у овој области. С тим у вези, вероватно би било логично дати његово тумачење термина који се разматра у чланку.

Према И. Одуму, свако јединство, које укључује све организме овог подручја, у интеракцији са физичким окружењем на такав начин да се ствара енергетски ток са добро дефинисаном трофичком структуром, разноврсношћу врста и циркулацијом супстанци (размјена енергије и супстанци између ) унутар система постоји екосистем. Структура екосистема може се посматрати из другачијег становишта. Традиционално, постоје три врсте: трофичке, врсте и просторне.

Однос између концепта екосистема и биогеоценозе

Доктрину биогеоценозе развио је совјетски геоботанист и географ Владимир Сукачев 1942. године. У иностранству се практично не користи. Ако се позовемо на дефиниције термина “екосистем” и “биогеоценоза”, јасно је да између њих нема разлике, у ствари, то су синоними.

Међутим, у пракси постоји уобичајено мишљење да се они могу назвати идентичним само са одређеним степеном условљености. Термин “биогеоценоза” фокусира пажњу на повезаност биоценозе са било којим одређеним делом водене средине или земљишта. Док екосистем значи било који апстрактни сајт. С тим у вези, уобичајено је да се биогеоценозе сматрају његовим посебним случајевима.

О саставу и структури екосистема

У сваком екосистему могу се разликовати двије компоненте - абиотичка (нежива) и биотичка (жива). Ово последње, подељено на хетеротрофне и аутотрофне, зависи од начина добијања енергије од стране организама. Ове компоненте формирају такозвану трофичну структуру.

Једини извор подршке за различите процесе у екосистему и енергији за њега су произвођачи, односно организми који могу да асимилирају енергију Сунца. Они представљају прво тропхиц левел. Накнадне се формирају на рачун потрошача. Трофичну структуру екосистема затварају декомпозитори чија је функција превођење неживог органска материја у минералном облику, који се касније може асимиловати аутотрофним организмима. То јест, постоји исти циклус и континуирани повратак хранљивих материја у околину, о чему је говорио и Одум.

Компоненте екосистема

Структура заједнице екосистема има следеће компоненте:

• климатски режим, који одређује осветљење, влажност, температуру и друге физичке карактеристике животне средине;
• неорганске супстанце укључене у циркулацију (азот, фосфор, вода, итд.);
• органска једињења која повезују абиотске и биотичке делове у процесу циркулације енергије и материје;
• креатори примарних производа - произвођачи;
• фаготрофи (макроконзистенције) - конзумирање хетеротрофи или великих честица органских супстанци из других организама;
• разлагачи - углавном бактерије и гљивице, уништавајући мртву органску материју минерализацијом и враћајући је у циркулацију.

Дакле, биотска структура екосистема састоји се од три трофичка нивоа: произвођача, потрошача и декомпозитора. Они формирају такозвану биомасу (укупну масу животиња и биљних организама) биогеоценозе. За Земљу као целину, она је једнака 2423 милијарди тона, а људи „дају“ око 350 милиона тона, што је занемарљиво у односу на укупну тежину.

Продуцерс

Произвођачи су увек прва карика у ланцу исхране. Овај термин комбинује све организме од којих се производи неорганске супстанце органиц, т. е. су аутотрофи. Главни произвођачи су зелене биљке. Они синтетишу органска једињења од неорганског у процесу фотосинтезе. Поред тога, њима се може приписати неколико типова хемотрофних бактерија. Они могу само да изводе хемијску синтезу без енергије сунчеве светлости.

Цонсументс

У биотичку структуру и састав екосистема спадају и хетеротрофни организми који конзумирају готова органска једињења настала аутотрофима. Они се називају потрошачи. Они, за разлику од разлагача, немају способност разлагања органских супстанци у неорганска једињења.

Све животиње, као и неке инсективозне животиње (сундев, Венус флитрап итд.) и паразитске биљке, микроорганизми. Конзуми су подељени на неколико редова величине, али, по правилу, ријетко су више од четири реда. То је због чињенице да у свакој фази преноса енергије и материје трофички ланац губи и до 90%.

Сви организми који се хране директно произвођачима припадају потрошачима првог реда. Ту спадају паразитске биљке и биљоједи. Предатори који их хране су потрошачи реда ИИ. Овој групи припадају паразити биљоједа.

Занимљиво је то што је одлично ланци хране исти тип може припадати различитим редовима конзумената. Има много примера за ово. Посебно, миш. То је потрошач првог и другог реда, јер се храни и биљоједима и биљкама.

Редуцерс

Термин “декомпозитори” има латински извор и дословно се преводи као “враћање, повратак”. То у потпуности одражава њихов значај у еколошкој структури екосистема. Редуктори или деструктори су организми који уништавају, претварају се у најједноставнија органска и неорганска једињења, мртве остатке живих. Они враћају воду и минералне соли у земљиште у приступачној форми за произвођаче и тиме затварају циркулацију супстанци у природи. Ниједан екосистем не може без декомпозитора.

Не мање интересују врсте и просторне структуре екосистема. Они одражавају разноликост врста организама и њихову дистрибуцију у простору у складу са индивидуалним потребама и животним условима.

Структура врста

Структура врста је скуп свих врста које сачињавају екосистем, њихов међусобни однос и однос бројева. У неким случајевима, примат је код животиња, на пример, биоценоза коралног гребена, у другим биљкама играју водећу улогу (поплавне ливаде, шуме храста и оморике, степска степа). Структура врста екосистема одражава њен састав, укључујући и број врста. То углавном зависи од географске локације мјеста. Најпознатији узорак је да што је ближе екватору, то је више флоре и фауне. И то се односи на све облике живота, од инсеката до сисара, од лишајева и маховина до цветних биљака.

Дакле, један хектар прашуме Амазоне је дом за скоро 400 стабала која припадају више од 90 врста, а сваки од њих има више од 80 различитих епифита. Истовремено, на сличној површини смреке или борове шуме умереног појаса расте само 8-10 врста дрвећа, а различитост у тајги ограничена је на 2–5 врста.

Хоризонтална просторна структура екосистема

Бројне врсте екосистема у простору могу се дистрибуирати на различите начине, али увијек у складу са њиховим потребама и захтјевима станишта. Ово стављање животиња и биљака у екосистем добило је име просторне структуре. Може бити хоризонтална и вертикална.

Живи организми у простору су неравномерно распоређени. По правилу, они формирају групе, што је адаптивно својство. Такви кластери одређују хоризонталну структуру екосистема. Она се манифестује у уочавању, обрасцу. На пример, колоније кораља, птице селице, крда антилопа, вријеска густина (на слици горе) или бруснице. Микрогрупирање и микрокеноза припадају структурним (елементарним) јединицама хоризонталне структуре биљних заједница.

Вертикална просторна структура

Заједничке групе различитих биљних врста које се разликују по положају асимилирајућих органа (стабљике и лишће, ризоми, луковице, кртоле итд.) Називају се парангали. Оне карактеришу вертикалну структуру екосистема. Шумски екосистем је најистакнутији примјер у овом случају. У правилу, парангали су представљени различитим облицима живота грмља, грмља, дрвећа, траве и маховине.

Слојеви просторне структуре

Први слој је готово увијек заступљен великим дрвећем, у којем је лишће високо над земљом и добро освијетљено сунцем. Други (подолошки) ниво нису тако високе врсте, могу апсорбовати неискоришћену светлост. Следи подраст, представљен овим грмљем (лешник, кркавина, пепео и др.), Као и грмоликог облика дрвећа (шумска јабука, крушка итд.), Који под нормалним условима може нарасти до висине дрвећа првог слоја. Следећи ниво је тинејџер. То укључује и млада стабла, која се у будућности могу "растегнути" у првом слоју. На пример, бор, храст, оморика, граб, јоха.

Присуство слоја трава-грмље карактеристично је за вертикални облик структуре екосистема (просторног). Састоји се од шумског грмља и биљака: јагода, оксалиса, ђурђевка, папрати, боровнице, купине, малине итд. Затим слиједи завршни слој - маховина-лишај.

Треба приметити да лијане, епифити и паразитске биљке припадају групи екстра-тиер вегетације. То је због чињенице да их је веома тешко приписати било ком одређеном нивоу.

Просторне границе екосистема

По правилу је немогуће видети јасну границу између екосистема у природи ако није представљена различитим пејзажним факторима (реке, планине, брда, падине, итд.). Најчешће их уједињују глатки прелази. Потоњи могу у ствари бити одвојени екосистеми. Формирана на споју заједнице званој екотони. Тај израз је 1905. године увео амерички ботаничар и еколог Ф. Фелмс.

Улога екотона је да одржи биолошку разноликост екосистема између којих је због такозваног регионалног ефекта - комбинације одређених фактора животне средине својствених различитим екосистемима. То узрокује велику животну средину, а тиме и еколошке нише. У том смислу, екотон може да постоји врста из различитих екосистема, као и веома специфичне врсте. Примјер такве зоне је ушће ријеке с обалним воденим биљкама.

Границе екосистема

На природу утичу различити фактори. На истом месту, током времена, могу се развити различити екосистеми. Временски период за који се врши промјена може бити дуг и релативно кратак (1-2 године). Трајање постојања одређеног екосистема одређено је тзв. Сукцесијом, тј. Редовном и досљедном промјеном на одређеном подручју територије неких заједница од стране других као резултат унутрашњих фактора развоја биогеоценозе.