ekosystem

Article

February 7, 2023

Ekosystem to wspólnota organizmów, które żyją razem, a także nieożywione części środowiska. Ekosystemem może być wszystko, od kropli wody, przez ocean, jaskinię, górę, aż po całą biosferę. Ekosystem zawsze zawiera gatunki, które wraz z materią przetwarzają energię, często w postaci światła słonecznego, na składniki odżywcze. Gatunki te nazywane są producentami, którymi są zielone narośla na lądzie i algi w morzu. Mówiąc najprościej, ekosystem może składać się tylko z producentów i destruentów. Rozkładniki uzyskują energię, uwalniając składniki odżywcze z martwych roślin lub zwierząt. Ten składnik odżywczy jest następnie wprowadzany z powrotem do gleby, wody i powietrza, dzięki czemu producenci mogą go ponownie wykorzystać. Większość rozkładających organizmów to bakterie i grzyby, ale bezkręgowce również odgrywają ważną rolę w obrocie martwym materiałem organicznym. Inną dużą grupą w ekosystemach są konsumenci, tacy jak zwierzęta roślinożerne, drapieżniki i pasożyty, którzy muszą konsumować inne żywe organizmy, aby uzyskać wystarczającą ilość energii. Producenci, konsumenci i rozkładający tworzą elementy w łańcuchu pokarmowym. Energia chemiczna, zmagazynowana w organizmach jako składniki odżywcze, jest przenoszona z jednego poziomu troficznego na drugi. Najważniejszym przykładem jest sytuacja, gdy roślina, która przekształca światło słoneczne i składniki odżywcze w energię chemiczną poprzez fotosyntezę, jest zjadana przez roślinożercę, takiego jak gąsienica lub zając, który z kolei jest ostatecznie zjadany przez owadożernego ptaka lub innego ptaka drapieżnego jak jastrząb. Rozkładowcy i zjadacze osadów zabierają to, co zostało. W ekosystemach większość konsumentów zjada więcej niż jeden rodzaj organizmów. Większość organizmów jest pożywieniem lub jest rozkładana przez więcej niż jednego konsumenta. Organizmy w ekosystemie tworzą sieć połączonych ze sobą łańcuchów pokarmowych, tak zwaną sieć pokarmową. Siedlisko to rodzaj obszaru, który charakteryzuje się warunkami fizjologicznymi, chemicznymi i biologicznymi najlepiej dostosowanymi do gatunku. Gatunki prowadzą różne tryby życia w ekosystemach, tzw. niszach ekologicznych. Są one zdeterminowane warunkami strukturalnymi, fizycznymi i behawioralnymi. Gatunki na tym samym obszarze nigdy nie mogą mieć tej samej niszy ekologicznej, w takim przypadku jeden z nich będzie konkurował z drugim. Wystarczą niewielkie różnice w stylu życia różnych gatunków, aby miały nieco inne nisze i mogły żyć w tym samym ekosystemie. Środowisko zmienia się w czasie. Organizmy i systemy narażone na zmiany będą starały się utrzymać swoje środowisko wewnętrzne w wąskich granicach. Takie mechanizmy regulacyjne są obecne w organizmach i ekosystemach, dążą do utrzymania stabilności. Można to osiągnąć poprzez adaptacje psychologiczne, genetyczne, behawioralne i ekologiczne. Istnieją różne opinie na temat tego, jak odbywa się regulacja i co jest najważniejsze. Współpraca między populacjami zwierząt (stadami) jest uważana za zbyt ważną, podobnie jak czynniki środowiskowe, takie jak pogoda, dostępność pożywienia, kryjówki i wrogowie.

Definicje terminów

W ekologii tradycyjnie badano złożone systemy ekologiczne z dwóch różnych punktów widzenia. Doprowadziło to do stopniowego rozwoju dwóch różnych subdyscyplin, a mianowicie ekologii społeczności i ekologii systemów. Społeczność w ekologii to zbiór gatunków żyjących razem na danym obszarze. W ekologii społeczności tradycyjnie koncentrowano się na różnorodności gatunkowej: jakie wpływy egzogeniczne (zewnętrzne) i endogenne (wewnętrzne) prowadzą do mniej lub bardziej zróżnicowanych społeczności? W jaki sposób ograniczona liczba współistniejących gatunków oddziałuje na siebie? Jakie wzorce wyłaniają się z tych interakcji?Ekosystem to cały system składników biotycznych (ożywionych) i abiotycznych (nieożywionych), które wchodzą w interakcje w danym miejscu. Pojęcie ekosystemu jest szersze niż pojęcie społeczeństwa, ponieważ obejmuje szeroki zakres czynników biologicznych, procesy fizyczne i chemiczne, które łączą organizmy z ich naturalnym środowiskiem. W ekologii systemów tradycyjnie koncentrowano się na ogólnej funkcji różnych jednostek ekosystemu: w jaki sposób energia jest absorbowana, przenoszona i ostatecznie rozpraszana w różnych ekosystemach? W jaki sposób recyklingowi ulegają ograniczone składniki pokarmowe, zapewniając w ten sposób odnowę elementów materialnych niezbędnych do wzrostu? Jakie czynniki i procesy kontrolują przepływy energii i materiałów, od poziomu lokalnego do globalnego? W ostatnich dziesięcioleciach termin ekosystem stał się popularny jako metafora poza biologią, często w znaczeniu „(skomplikowany) system, w którym wiele ma wzajemne zależności” . Na przykład technolodzy i ludzie biznesu mogą mówić o platformach mobilnych, takich jak iPhone czy Android, jako o własnym „ekosystemie”. Dzięki temu zastosowaniu zamierza się, aby wiele firm, programiści, użytkownicy, kupujący i sprzedający polegają na sobie nawzajem, jeśli chodzi o współpracę. Skomplikowana sieć zależności, w której firmy wzajemnie się żywią, prowadzi do wykorzystania do jej opisu analogii ekosystemowych. W szczególności artykuł Predators and Prey: A New Ecology of Competition i kolejne książki Jamesa F. Moore'a w Harvard Business Review wprowadziły użycie metafor ekologii wśród ekonomistów i liderów biznesu.

Historia

Grecki filozof przyrody Teofrast, który żył około 300 lat przed Chrystusem, opisał, jak ważne dla geograficznego rozmieszczenia roślin są warunki klimatyczne. Pod koniec XIX wieku badano naukowo współpracę między roślinami a środowiskiem w jeziorze Michigan w USA.Angielski zoolog Charles Sutherland Elton opublikował w 1927 roku Animal Ecology. W książce opisuje rolę, jaką pełnią zwierzęta w zbiorowiskach w przyrodzie, tzw. niszach. Jego podstawą było to, co zwierzęta jedzą i przez kogo są zjadane. Opisał także łańcuchy pokarmowe, które mają związek z przenoszeniem materii z jednego organizmu do drugiego. Słowo „ekosystem” zostało po raz pierwszy użyte przez brytyjskiego botanika Arthura Tansleya w tekście opublikowanym w 1935 roku. Jednak to jego kolega Arthur Roy Clapham ukuł ten termin, kiedy Tansley zapytał, czy mógłby wymyślić odpowiednie słowo na określenie współpracy między fizycznymi i organicznymi częściami środowiska naturalnego. Od tego czasu słowo to było używane w kilku różnych kontekstach. Tanslay uważał, że organizmów nie można uważać za „niezależne od środowiska w biomie - czynników siedliskowych w ich najszerszym znaczeniu [...], z którymi tworzą system fizyczny”. Ekosystemy są uważane za „podstawowe jednostki natury” i „mają wielką różnorodność i wielkość”. Uważał, że chociaż organizmy są uważane za najważniejsze części ekosystemów, to nieorganiczne są również ich częścią i „w systemach zawsze zachodzi wymiana wszelkiego rodzaju, nie tylko między organizmami, ale także między organicznymi i organicznymi”. nieorganiczne – organiczne”. Ponadto uważał, że ekosystemy są „samowystarczalną jednostką. »W 1942 roku amerykański ekolog Raymond Lindeman opublikował artykuł naukowy na temat przenoszenia energii z jednego poziomu na drugi w ekosystemach. Opisał, w jaki sposób organizmy w ekosystemie można scharakteryzować na mniej więcej dyskretnych poziomach troficznych, na których energia jest przekazywana od producentów do głównych konsumentów itd. Francis Cope Evans opisał w artykule opublikowanym w 1956 r. Łańcuchy pokarmowe, procesy fizyczne i procesy regulacyjne w ekosystemach. Uważał również, że ekosystemy są podstawowymi jednostkami ekologii.Amerykański ekolog Eugene Odum i kilku innych wniosło istotny wkład w zrozumienie teorii systemów dla ekosystemów począwszy od lat 60. XX wieku. Twierdził, że holistyczne podejście do ekosystemów jest właściwe, a nie redukcjonistyczne. Począwszy od lat 60. XX wieku ekosystemy analizowano za pomocą matematyki stosowanej i komputerów. W ten sposób powstały zaawansowane modele do symulacji ekosystemów na komputerach. W ten sposób badanie ekosystemów przestało być przedmiotem opisowym, a stało się bardziej predykcyjne, co oznacza, że ​​próbuje się przewidzieć, co stanie się w przyszłości w przypadku zmian. Szczególnie w kontekście zachodzących rozległych zmian w środowisku naturalnym Ziemi, ważne jest podjęcie próby prognozowania, jak zmiany globalne będą się rozwijać w dłuższej perspektywie.

Struktura ekosystemów

Organizmy w przyrodzie żyją w interakcji (interakcjach) z wieloma czynnikami zewnętrznymi. Niektóre z nich stanowią ważne zasoby, podczas gdy inne są szkodliwe lub stanowią potencjalne zagrożenie. Na przykład wróbel domowy (Passer domesticus) jest zależny od klimatu, między innymi będzie mógł decydować o swoim dostępie do składników odżywczych (pożywienia). Wróbel musi konkurować z innymi zwierzętami o pożywienie i może zostać zjedzony przez drapieżniki, a wrona może zjeść złożone przez siebie jaja. Ponadto może być narażony na pasożyty, które mogą powodować choroby lub śmierć. Z kolei wróble domowe mogą konkurować z innymi zwierzętami, na przykład zajmując miejsce lęgowe muchołówek i sikorek. Zarówno wróbel domowy, jak i wszystkie inne organizmy, z którymi żyje, potrzebują przestrzeni życiowej, czyli miejsca do swojego istnienia. Może to być gleba, rośliny, drzewa, składniki odżywcze, światło, powietrze lub woda. Wszystkie te czynniki są niezbędne dla żywych organizmów i działają w interakcji. Wróbel żyje razem z innymi wróblami, tworząc populację na swoim obszarze geograficznym. Tam, gdzie żyją te wróble, istnieje również duża liczba innych mikroorganizmów, zwierząt i roślin, które żyją razem w tak zwanej społeczności ekologicznej (społeczność zwierząt i roślin). Wszystkie one żyją w połączonym systemie ekologicznym (tj. Ekosystemie). Interakcja między organizmami ma kluczowe znaczenie dla regulacji populacji i zbiorowisk, stabilności ekosystemów i ich rozwoju.Zbiorowisko składa się z oddziałujących na siebie gatunków na ograniczonym obszarze. Społecznością mogą być rośliny i zwierzęta wzdłuż zbocza góry lub bezkręgowce i algi w strefie przybrzeżnej. W ekologii społecznej zajmujemy się grupami gatunków żyjących w tym samym środowisku, często określanymi jako formy życia. Dziedzina dotyczy również tego, jak środowisko wpływa na struktury w społeczeństwach, na przykład ich rozmieszczenie i różnorodność gatunkową.Ekosystem może składać się z małych systemów, takich jak kropla wody lub cała ziemia. Różnorodność i złożoność interakcji jest bardzo duża. Coś, co dzieje się w jednym miejscu, prawie zawsze będzie miało później konsekwencje w innym miejscu.

Istotne czynniki

Ziemia ma cztery systemy podtrzymujące życie. Dotyczy to atmosfery, hydrosfery (jeziora i morza), geosfery (skały, gleba i osady) oraz biosfery (organizmy żywe). Między innymi atmosfera zapewnia Ziemi korzystną temperaturę dzięki naturalnemu efektowi cieplarnianemu, a stratosfera chroni również przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym słońca (promieniowaniem UV). Współpraca między tymi czterema systemami jest niezbędna do zrozumienia życia na ziemi. Życie jest również zależne od trzech powiązanych ze sobą czynników, a mianowicie dostaw energii ze słońca, łańcuchów pokarmowych i grawitacji. Słońce dostarcza Ziemi energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Ze względu na gazy cieplarniane w atmosferze występuje naturalny efekt cieplarniany, który ogrzewa atmosferę. Bez efektu cieplarnianego Ziemia miałaby znacznie niższą średnią temperaturę, w ten sposób nie mielibyście form życia na ziemi, które znacie dzisiaj. Łańcuchy pokarmowe z krążeniem składników odżywczych (atomów, jonów i cząsteczek) są ważne dla budowania żywych organizmów i rozkładania ich na pierwotne składniki, aby życie mogło zostać wskrzeszone. Ponieważ gleba nie otrzymuje nowych składników odżywczych z zewnątrz, cykle te są niezbędne. Grawitacja zapewnia, że ​​atmosfera pozostaje wokół Ziemi, a także jest ważna dla ruchu składników odżywczych przez atmosferę, wodę, glebę i organizmy. Ponieważ gleba nie otrzymuje nowych składników odżywczych z zewnątrz, cykle te są niezbędne. Grawitacja zapewnia, że ​​atmosfera pozostaje wokół Ziemi, a także jest ważna dla ruchu składników odżywczych przez atmosferę, wodę, glebę i organizmy. Ponieważ gleba nie otrzymuje nowych składników odżywczych z zewnątrz, cykle te są niezbędne. Grawitacja zapewnia, że ​​atmosfera pozostaje wokół Ziemi, a także jest ważna dla ruchu składników odżywczych przez atmosferę, wodę, glebę i organizmy.

Producenci i konsumenci

Organizmy, które wytwarzają potrzebne im składniki odżywcze z materii i energii, nazywane są producentami lub organizmami autotroficznymi. Na lądzie większość producentów to drzewa lub rośliny. W wodach słodkich i morskich producentami są glony i rośliny wodne, które żyją blisko wybrzeża. Organizmy te pobierają dwutlenek węgla i substancje nieorganiczne, które wiążąc (wiążąc) energię ze światła słonecznego przekształcają w złożone struktury organiczne (fotosynteza).Ekosystemy, które mają określoną produkcję pierwotną, zazwyczaj mają możliwość posiadania konsumentów, czyli organizmów heterotroficznych, które nie mogą wytwarzać składników odżywczych poprzez fotosyntezę lub inne procesy. Konsumenci czerpią energię z jedzenia innych organizmów, tj. producentów lub innych konsumentów, żywych lub martwych. Konsumenci dzielą się na konsumentów pierwotnych, drugorzędnych i trzeciorzędnych. Główni konsumenci są również nazywani roślinożercami lub roślinożercami i jedzą głównie rośliny zielone. Przykładami roślinożerców są chrząszcze, żyrafy i zooplankton. Mięsożercy jedzą głównie mięso innych organizmów. Wtórnymi konsumentami są mięsożercy, którzy jedzą roślinożerców, przykładami takich są pająki, lwy i większość mniejszych ryb. Trzeciorzędni konsumenci lub najlepsi konsumenci jedzą innych mięsożerców. Przykładami są tygrys, jastrząb i orka. Szczególnym typem konsumentów są wszystkożercy lub wszystkożercy, którzy jedzą zarówno rośliny, jak i inne zwierzęta. Do tej grupy należą szczury, świnie i ludzie.Zwiększona produkcja pierwotna w ekosystemie przyniesie korzyści konsumentom, ponieważ oni również mogą zwiększyć swoją produkcję (więcej osobników). Na przykład zaobserwowano, że na sawannach w Afryce produkcja pierwotna będzie skorelowana (współzmienność) z rocznymi opadami deszczu, co z kolei ma korelację z produkcją wtórną, czyli obrotem energii konsumentów. To samo zaobserwowano w rzekach, gdzie podaż martwych liści zwiększa produkcję konsumentów pierwotnych, co z kolei zwiększa obrót energetyczny producentów wtórnych.

Rozkład

Saprotrofy, zwane także rozkładającymi i rozkładającymi, to konsumenci, którzy czerpią energię z uwalniania składników odżywczych z martwych roślin lub zwierząt. W ten sposób żywność wraca do gleby, wody i powietrza, dzięki czemu producenci mogą ją ponownie wykorzystać. Większość rozkładających to bakterie i grzyby. Inną grupą konsumentów, którzy jedzą martwy materiał, są detrivores, czyli zjadacze osadów. Zjadają szczątki martwych zwierząt i organizmów. Dżdżownice i niektóre owady są przykładami detrivores. Są też zwierzęta, które jedzą inne martwe zwierzęta, nazywane są padlinożercami. Niektóre owady, zwłaszcza chrząszcze i muchy, skorupiaki i ślimaki są padlinożercami. Przykładem wśród kręgowców są sępy. Wiele drapieżników również zjada martwe zwierzęta, ale żaden z nich nie jest uzależniony od tego rodzaju pokarmu. Typowymi przykładami są hieny i lisy rude, które są myśliwymi, ale może też jeść padlinę.Rozkład prowadzi do odkładania się mas martwego materiału, a dwutlenek węgla jest uwalniany do powietrza. Równowaga między produkcją pierwotną netto a rozkładem ma zatem ogromny wpływ na obieg węgla, zarówno dla poszczególnych ekosystemów, jak i globalnie.W przyrodzie rozkład zachodzi dzięki trzem mechanizmom: wypłukiwaniu, rozkładowi i rozkładowi chemicznemu. Wymywanie następuje, gdy woda rozpuszcza się i przenosi materiały z martwej materii organicznej do gleby. Podział oznacza, że ​​organizmy takie jak roztocza, skoczogonki, glisty, dżdżownice dzielą duże części na mniejsze kawałki, które stają się pokarmem dla organizmów, a pocięte powierzchnie stają się siedliskiem kolonii mikroorganizmów. Bakterie i grzyby są głównie odpowiedzialne za rozkład chemiczny. Istnieje również pewna przemiana chemiczna samego siebie, bez udziału mikroorganizmów Niektóre martwe szczątki są zbyt duże i zbyt trudne do rozłożenia dla wspomnianych wyżej organizmów, ale istnieją drobnoustroje, które wydzielają enzymy rozkładające takie substancje. Enzymy te rozkładają duże łańcuchy molekularne na łatwiej rozpuszczalne substancje, które mogą przechodzić przez procesy metaboliczne drobnoustrojów.W ekosystemie absolutnie niezbędni są tylko producenci i rozkładacze. Powodem jest to, że ekosystem może funkcjonować bez producentów (roślin) zjadanych przez konsumentów, najważniejsze jest to, że producenci są załamani, gdy umierają.Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów . Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. Niektóre martwe szczątki są zbyt duże i zbyt trudne do rozłożenia dla wspomnianych wyżej organizmów, ale istnieją drobnoustroje, które wydzielają enzymy rozkładające takie substancje. Enzymy te rozkładają duże łańcuchy molekularne na łatwiej rozpuszczalne substancje, które mogą przechodzić przez procesy metaboliczne drobnoustrojów.W ekosystemie absolutnie niezbędni są tylko producenci i rozkładacze. Powodem jest to, że ekosystem może funkcjonować bez producentów (roślin) zjadanych przez konsumentów, najważniejsze jest to, że producenci są załamani, gdy umierają.Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów . Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. Niektóre martwe szczątki są zbyt duże i zbyt trudne do rozłożenia dla wspomnianych wyżej organizmów, ale istnieją drobnoustroje, które wydzielają enzymy rozkładające takie substancje. Enzymy te rozkładają duże łańcuchy molekularne na łatwiej rozpuszczalne substancje, które mogą przechodzić przez procesy metaboliczne drobnoustrojów.W ekosystemie absolutnie niezbędni są tylko producenci i rozkładacze. Powodem jest to, że ekosystem może funkcjonować bez producentów (roślin) zjadanych przez konsumentów, najważniejsze jest to, że producenci są załamani, gdy umierają.Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów . Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. ale są drobnoustroje, które wydzielają enzymy rozkładające takie substancje. Enzymy te rozkładają duże łańcuchy molekularne na łatwiej rozpuszczalne substancje, które mogą przechodzić przez procesy metaboliczne drobnoustrojów.W ekosystemie absolutnie niezbędni są tylko producenci i rozkładacze. Powodem jest to, że ekosystem może funkcjonować bez producentów (roślin) zjadanych przez konsumentów, najważniejsze jest to, że producenci są załamani, gdy umierają.Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów . Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. ale są drobnoustroje, które wydzielają enzymy rozkładające takie substancje. Enzymy te rozkładają duże łańcuchy molekularne na łatwiej rozpuszczalne substancje, które mogą przechodzić przez procesy metaboliczne drobnoustrojów.W ekosystemie absolutnie niezbędni są tylko producenci i rozkładacze. Powodem jest to, że ekosystem może funkcjonować bez producentów (roślin) zjadanych przez konsumentów, najważniejsze jest to, że producenci są załamani, gdy umierają.Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów . Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. Enzymy te rozkładają duże łańcuchy molekularne na łatwiej rozpuszczalne substancje, które mogą przechodzić przez procesy metaboliczne drobnoustrojów.W ekosystemie absolutnie niezbędni są tylko producenci i rozkładacze. Powodem jest to, że ekosystem może funkcjonować bez producentów (roślin) zjadanych przez konsumentów, najważniejsze jest to, że producenci są załamani, gdy umierają.Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów . Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. Enzymy te rozkładają duże łańcuchy molekularne na łatwiej rozpuszczalne substancje, które mogą przechodzić przez procesy metaboliczne drobnoustrojów.W ekosystemie absolutnie niezbędni są tylko producenci i rozkładacze. Powodem jest to, że ekosystem może funkcjonować bez producentów (roślin) zjadanych przez konsumentów, najważniejsze jest to, że producenci są załamani, gdy umierają.Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów . Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów. Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy. Dzięki aktywności producentów, konsumentów i rozkładających w przyrodzie jest bardzo mało odpadów. Organizmy te są częścią cykli biogeochemicznych natury. Z drugiej strony energia jest tracona w postaci ciepła w każdym pojedynczym stawie i nigdy później nie może zostać włączona do fotosyntezy.

Łańcuchy pokarmowe i sieci

Energia chemiczna zmagazynowana jako składniki odżywcze w żywych i martwych organizmach jest przenoszona z jednego poziomu troficznego na drugi. Przykładem tego jest roślina, która przetwarza energię chemiczną ze światła słonecznego i składników odżywczych w swoich liściach (fotosynteza). Liście są zjadane przez gąsienicę, którą zjada zając, który w końcu zostaje zjedzony przez jastrzębia. Rozkładowcy i zjadacze osadów pobierają to, co może pozostać jako pozostałość po tych wszystkich organizmach. Wszystkie składniki odżywcze z tych i innych organizmów ostatecznie trafiają z powrotem do ziemi Organizmy w powyższym przykładzie tworzą elementy łańcucha pokarmowego. Sekwencja (łańcuch) organizmów, z których każdy jest źródłem energii lub składników odżywczych dla następnego ogniwa, to łańcuch pokarmowy. Łańcuch pokarmowy to seria organizmów lub gatunków, z których każdy zjada gatunki znajdujące się poniżej w łańcuchu pokarmowym i sam jest zjadany przez gatunki znajdujące się powyżej. Podział poziomów troficznych będzie taki, że producenci są pierwszym poziomem troficznym, Konsumenci pierwotni to poziom drugi, konsumenci drugorzędni to poziom trzeci, a konsumenci trzeciorzędni to poziom czwarty. W ekosystemach w praktyce większość konsumentów zjada więcej niż jeden rodzaj organizmów. Większość organizmów jest znowu pożywieniem dla więcej niż jednego konsumenta lub jest rozkładana przez więcej niż jednego konsumenta. W ten sposób organizmy w ekosystemie tworzą skomplikowaną sieć wielu połączonych ze sobą łańcuchów pokarmowych, zwaną siecią pokarmową. Poziomy troficzne można również zidentyfikować w sieci pokarmowej. W społeczeństwie, które składa się z wielu gatunków, które wchodzą w interakcje, sieć pokarmowa tego społeczeństwa jest podsumowaniem relacji żywieniowych (kto zjada kogo). Każde z ogniw w łańcuchu pokarmowym nazywane jest poziomami troficznymi, z grubsza dzielącymi się na producentów i konsumentów.Najprostsze sieci pokarmowe, które badano, to te w obszarach arktycznych, podczas gdy sieci troficzne w tropikalnych społecznościach ryb słodkowodnych są bardzo złożone. Uproszczenia sieci pokarmowych mogą koncentrować się na obserwowaniu, gdzie przebiegają największe przepływy energii, ale nawet wtedy mogą być rozległe.

Miejsca zamieszkania i styl życia

Siedlisko to rodzaj obszaru, który gatunek preferuje jako miejsce zamieszkania. Oznacza to, że warunki fizjologiczne, chemiczne i biologiczne są takie, jakie gatunek preferuje dla swojego środowiska. Warunki biologiczne oznaczają tutaj interakcję z innymi gatunkami, Biotop oznacza obszar życia, jest to miejsce bytowania organizmów żywych. Słowo to jest używane w odniesieniu do określonych typów przyrody, w których występują charakterystyczne zbiorowiska roślinne i zwierzęce, np. Wiele gatunków można znaleźć w wielu różnych miejscach, ale większość jest powiązana z określonymi ekosystemami. Na przykład borówka (Vaccinium myrtillus) będzie preferować otwarte lasy świerkowe, podczas gdy borówka brusznica (Vaccinium vitis-idaea) będzie rozwijać się w lasach sosnowych.Gatunki te mają różne role lub style życia w ekosystemach, co nazywa się niszami ekologicznymi. Nisza wróbla domowego polega na tym, że zjada on owady i nasiona, natomiast niszą roślin borówki i borówki brusznicy jest m.in. pobieranie energii ze światła słonecznego oraz produkcja jagód z nasionami. Upraszczając, można powiedzieć, że biotop jest „adresem” gatunku, a nisza jego „zajęciem”. Nisze gatunków są określane przez adaptacje strukturalne, fizyczne i behawioralne (takie jak wzorce ruchu i zachowanie). Gatunki żyjące na tym samym obszarze nigdy nie mogą mieć tej samej niszy ekologicznej, w takim przypadku jeden z nich będzie konkurował z drugim. Wystarczy jednak niewielka różnica w sposobie życia różnych gatunków, aby miały one nieco inne nisze i mogły żyć w tym samym ekosystemie. Kormoran (Phalacrocorax aristotelis) i kormoran wielki (Phalacrocorax carbo) to blisko spokrewnione gatunki, które żyją na tym samym obszarze, ale mają zupełnie inne nawyki żywieniowe i różne wymagania co do miejsca gniazdowania. Na tej podstawie można stwierdzić, że te dwa gatunki mają zupełnie inne nisze, ponieważ niewiele konkurują o ważne zasoby, takie jak pożywienie i przestrzeń lęgowa.W ekosystemie mogą istnieć połączenia i wpływy, które prowadzą do iz systemu. Na przykład na wróbla domowego duży wpływ może mieć działalność człowieka, zwłaszcza że rozwija się w krajobrazach kulturowych i na polach kukurydzy. Zależności i powiązania sprawiają, że bada się przyrodę na coraz wyższych poziomach, w kolejności jednostka – populacja – społeczeństwo – ekosystem – biosfera. Działalność człowieka ma znaczący wpływ na większość poziomów interakcji biologicznych. Emisja gazów cieplarnianych ma bezpośredni wpływ nawet na biosferę, intensyfikując naturalny efekt cieplarniany. Na przykład na wróbla domowego duży wpływ może mieć działalność człowieka, zwłaszcza że rozwija się w krajobrazach kulturowych i na polach kukurydzy. Zależności i powiązania powodują, że bada się przyrodę na coraz wyższych poziomach, w kolejności jednostka – populacja – społeczeństwo – ekosystem – biosfera. Działalność człowieka ma znaczący wpływ na większość poziomów interakcji biologicznych. Emisja gazów cieplarnianych ma bezpośredni wpływ nawet na biosferę, intensyfikując naturalny efekt cieplarniany. Na przykład na wróbla domowego duży wpływ może mieć działalność człowieka, zwłaszcza że rozwija się w krajobrazach kulturowych i na polach kukurydzy. Zależności i powiązania powodują, że bada się przyrodę na coraz wyższych poziomach, w kolejności jednostka – populacja – społeczeństwo – ekosystem – biosfera. Działalność człowieka ma znaczący wpływ na większość poziomów interakcji biologicznych. Emisja gazów cieplarnianych ma bezpośredni wpływ nawet na biosferę, intensyfikując naturalny efekt cieplarniany.

Przepływ energii i substancji

Energia jest niezbędna wszystkim żywym istotom, a słońce zapewnia Ziemi stały dopływ energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie słoneczne jest przekształcane w energię chemiczną i ciepło w procesie fotosyntezy i procesów komórkowych. Fotosynteza to proces, w którym około 1% energii słonecznej padającej na liście roślin jest przekształcane w organiczne, bogate w energię cząsteczki, takie jak glukoza (cukier winogronowy). W procesie tym wykorzystuje się również dwutlenek węgla i wodę. Glukoza to magazyny energii chemicznej roślin, które wykorzystują w swoich procesach życiowych.

Przepływ energii

Na każdym poziomie troficznym występuje pewna ilość biomasy, która jest masą całej materii organicznej. W łańcuchach pokarmowych i sieciach energia chemiczna zmagazynowana w organizmach będzie przenoszona z jednego poziomu troficznego na drugi. Z jednego złącza do drugiego część energii zostanie utracona do otoczenia w postaci ciepła. W ten sposób energia chemiczna będzie coraz bardziej zmniejszana, gdy przepływa przez ekosystemy. Co więcej, im więcej poziomów troficznych ma łańcuch pokarmowy lub tkanka, tym więcej będzie utraconych. Przyczynami strat energii są czynności organizmów wymagające energii, takie jak oddychanie, duże zużycie energii podczas biegania, latania lub gdy temperatura ciała zwierzęcia jest wyższa od temperatury otoczenia. Kolejna strata energii ma miejsce, gdy zwierzęta pozostawiają swoje odchody, które zawierają dużo energii.Straty pomiędzy poszczególnymi poziomami troficznymi mogą typowo sięgać 90%. Dlatego często w łańcuchu pokarmowym lub sieci może być nie więcej niż cztery lub pięć poziomów. To wyjaśnia, dlaczego w lesie deszczowym może być tylko kilka tygrysów, ale o wiele więcej owadów.To, jak duży ekosystem może wyprodukować żywą materię organiczną, zależy od ilości światła słonecznego, które producenci mogą wchłonąć i zmagazynować jako energię chemiczną, oraz od tego, jak wydajnie można to zrobić zdarzyć się Tropikalny las deszczowy jest przykładem ekosystemu, w którym ta produkcja jest bardzo wysoka, a straty energii ostatecznie występują w postaci utraty ciepła w niskich temperaturach. Jest to energia niskiej jakości, której producenci nie mogą wykorzystać i przekształcić w energię chemiczną. Zatem przepływ energii przez ekosystem nie może zataczać koła, dlatego niezbędne jest ciągłe dostarczanie energii ze słońca. To wyjaśnia, dlaczego w lesie deszczowym może być tylko kilka tygrysów, ale o wiele więcej owadów.To, jak duży ekosystem może wyprodukować żywą materię organiczną, zależy od ilości światła słonecznego, które producenci mogą wchłonąć i zmagazynować jako energię chemiczną, oraz od tego, jak wydajnie można to zrobić zdarzyć się Tropikalny las deszczowy jest przykładem ekosystemu, w którym ta produkcja jest bardzo wysoka, a straty energii ostatecznie występują w postaci utraty ciepła w niskich temperaturach. Jest to energia niskiej jakości, której producenci nie mogą wykorzystać i przekształcić w energię chemiczną. Zatem przepływ energii przez ekosystem nie może zataczać koła, dlatego niezbędne jest ciągłe dostarczanie energii ze słońca. To wyjaśnia, dlaczego w lesie deszczowym może być tylko kilka tygrysów, ale o wiele więcej owadów.To, jak duży ekosystem może wyprodukować żywą materię organiczną, zależy od ilości światła słonecznego, które producenci mogą wchłonąć i zmagazynować jako energię chemiczną, oraz od tego, jak wydajnie można to zrobić zdarzyć się Tropikalny las deszczowy jest przykładem ekosystemu, w którym ta produkcja jest bardzo wysoka, a straty energii ostatecznie występują w postaci utraty ciepła w niskich temperaturach. Jest to energia niskiej jakości, której producenci nie mogą wykorzystać i przekształcić w energię chemiczną. Zatem przepływ energii przez ekosystem nie może zataczać koła, dlatego niezbędne jest ciągłe dostarczanie energii ze słońca. zależy od ilości światła słonecznego, które producenci mogą wchłonąć i zmagazynować jako energię chemiczną oraz od tego, jak wydajnie może to nastąpić. Tropikalny las deszczowy jest przykładem ekosystemu, w którym ta produkcja jest bardzo wysoka, a straty energii ostatecznie występują w postaci utraty ciepła w niskich temperaturach. Jest to energia niskiej jakości, której producenci nie mogą wykorzystać i przekształcić w energię chemiczną. Zatem przepływ energii przez ekosystem nie może zataczać koła, dlatego niezbędne jest ciągłe dostarczanie energii ze słońca. zależy od ilości światła słonecznego, które producenci mogą wchłonąć i zmagazynować jako energię chemiczną oraz od tego, jak wydajnie może to nastąpić. Tropikalny las deszczowy jest przykładem ekosystemu, w którym ta produkcja jest bardzo wysoka, a straty energii ostatecznie występują w postaci utraty ciepła w niskich temperaturach. Jest to energia niskiej jakości, której producenci nie mogą wykorzystać i przekształcić w energię chemiczną. Zatem przepływ energii przez ekosystem nie może zataczać koła, dlatego niezbędne jest ciągłe dostarczanie energii ze słońca. Jest to energia niskiej jakości, której producenci nie mogą wykorzystać i przekształcić w energię chemiczną. Zatem przepływ energii przez ekosystem nie może zataczać koła, dlatego niezbędne jest ciągłe dostarczanie energii ze słońca. Jest to energia niskiej jakości, której producenci nie mogą wykorzystać i przekształcić w energię chemiczną. Zatem przepływ energii przez ekosystem nie może zataczać koła, dlatego niezbędne jest ciągłe dostarczanie energii ze słońca.

Cykle biogeochemiczne

Zwierzęta i rośliny czerpią energię ze słońca, ale substancje, których potrzebują, znajdują się na ziemi w skałach, glebie, wodzie i powietrzu. W szczególności w organizmach występuje dużo pierwiastków: tlenu, węgla i wodoru. Pierwiastki te są pobierane przez rośliny ze środowiska, a zwierzęta poprzez pożywienie. Cykle biogeochemiczne w łańcuchach pokarmowych i sieciach są drogami zaopatrzenia żywych organizmów w substancje niezbędne do życia, a z planet i zwierząt substancje te są poddawane recyklingowi i ponownie wykorzystywane, w przeciwieństwie do energii, która przechodzi tylko w jedną stronę. Rozkład w ostatniej części łańcucha pokarmowego zapewnia rozpad związków organicznych na prostsze substancje, które producenci mogą wykorzystać do budowy nowego materiału organicznego. Woda stanowi część podstawowego cyklu organizmów żywych, który polega na pobieraniu wody przez rośliny przez korzenie i przenoszeniu jej do liści, gdzie zachodzi fotosynteza. Woda przechodzi przez łańcuchy pokarmowe, gdy zwierzęta jedzą rośliny, chociaż zwierzęta również piją wodę bezpośrednio. Woda jest również końcowym produktem oddychania (oddychania) zachodzącego zarówno u roślin, jak iu zwierząt.Węgiel występuje we wszystkich substancjach organicznych. Przepływ energii przez łańcuchy pokarmowe i tkanki odbywa się głównie za pośrednictwem węglowodanów i tłuszczów, które składają się między innymi z węgla. Węgiel dostaje się do łańcuchów pokarmowych poprzez fotosyntezę w roślinach. Zwierzęta jedzą rośliny, a węgiel staje się częścią materii organicznej. Węgiel jest uwalniany w postaci dwutlenku węgla podczas oddychania roślin i zwierząt.Zarówno zwierzęta, jak i rośliny wykorzystują azot między innymi do produkcji aminokwasów, które z kolei są składnikiem białek. Bakterie wiążą azot z powietrza i utleniają go do azotanów, które rośliny pobierają przez korzenie. Zwierzęta pobierają związki azotu z roślin, bezpośrednio lub pośrednio Fosfor ma fundamentalne znaczenie dla metabolizmu energetycznego komórek i jest również zawarty w kwasie nukleinowym, który tworzy substancje DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) i RNA (kwas rybonukleinowy). Na lądzie fosfor występuje głównie w martwych materiałach organicznych. Mikroorganizmy udostępniają roślinom fosfor, rozkładając te martwe pozostałości.Siarka jest składnikiem aminokwasów, które z kolei są ważnymi składnikami w komórkach. Siarka występuje naturalnie w wielu formach iw dużych ilościach, organicznie związana siarka występuje w roślinach i zwierzętach. Mikroorganizmy udostępniają roślinom fosfor, rozkładając te martwe pozostałości.Siarka jest składnikiem aminokwasów, które z kolei są ważnymi składnikami w komórkach. Siarka występuje naturalnie w wielu formach iw dużych ilościach, organicznie związana siarka występuje w roślinach i zwierzętach. Mikroorganizmy udostępniają roślinom fosfor, rozkładając te martwe pozostałości.Siarka jest składnikiem aminokwasów, które z kolei są ważnymi składnikami w komórkach. Siarka występuje naturalnie w wielu formach iw dużych ilościach, organicznie związana siarka występuje w roślinach i zwierzętach.

Wydajność

Produktywność jest miarą produkcji netto biomasy, którą producenci pierwotni rozliczają na jednostkę powierzchni i na jednostkę czasu. Zwykle mierzy się to w tonach suchej masy lub ilości energii wyprodukowanej rocznie, na jednostkę powierzchni lub objętości (tona/m2·rok, J/m2·rok lub J/m3·rok).

Podstawowa produkcja

Rozróżnia się produkcję pierwotną brutto i produkcję pierwotną netto: produkcja pierwotna brutto to produkcja całkowita, podczas gdy produkcja pierwotna netto to produkcja pierwotna brutto pomniejszona o metabolizm (metabolizm), czyli ilość energii w postaci biomasy, która jest dostępna dla konsumentów w ekosystem Najbardziej produktywnymi ekosystemami są tropikalne lasy deszczowe, tereny podmokłe i pola uprawne. W wodzie fiordy i ujścia rzek należą do najbardziej produktywnych systemów. Z kolei otwarte morza i obszary pustynne są najmniej produktywne. Ponieważ 75% całkowitej powierzchni Ziemi to otwarte oceany, a pustynie zajmują 28% obszarów lądowych, oznacza to, że około 80% powierzchni planety to ekosystemy o niskiej produktywności. Około 1/3 produkcji suchej masy odbywa się w morzu, a pozostałe 2/3 na lądzie. Same lasy deszczowe Amazonii stanowią około 1/3 całkowitej produkcji pierwotnej na lądzie.Biomasa wytwarzana przez producentów pierwotnych jest bardzo nierównomiernie rozmieszczona na ziemi. Lasy, które zajmują zaledwie 10% powierzchni ziemi, zawierają aż 90% całej biomasy. W porównaniu z tym całkowita biomasa w wodzie i oceanach jest prawie zerowa, co jest związane z faktem, że ocean ma duże obszary z niewielką ilością życia, a organizmy w oceanie mają niewielką objętość.

Produkcja wtórna

Produkcja wtórna to obrót energetyczny konsumentów, tj. tych, którzy jedzą rośliny (konsumenci pierwotni) i tych, którzy jedzą zwierzęta (konsumenci drugorzędni i trzeciorzędni). Każdy etap w łańcuchu pokarmowym nazywany jest poziomem troficznym. Liczba poziomów troficznych może być różna, ale rzadko przekracza 5. Z biomasy, którą spożywają konsumenci, tylko niewielka część jest trawiona i wchłaniana przez organizm, a zatem duża część jest wydalana z odchodami (kałem). Odżywianie, które jest pobierane przez zwierzę, ma wpływ na metabolizm (metabolizm) i wzrost organizmu.Transfer składników odżywczych i energii między każdym poziomem troficznym powoduje duże straty między każdym stawem. Ilość energii przenoszona z jednego poziomu troficznego na następny nazywana jest efektywnością ekologiczną. Wydajność może się znacznie różnić, ale jeśli około 50% energii jest przesyłane, to dużo, najczęstszy jest poniżej 10%. Jednym ze sposobów przedstawienia tego jest piramida żywieniowa, patrz ilustracja.Rozkładacze oprócz odchodów żywią się martwymi szczątkami roślin i zwierząt. Wśród nich są również łańcuchy pokarmowe i obrót energią, na przykład martwy grzyb (który żywi się martwym materiałem) zostanie rozłożony przez bakterie. To, co ostatecznie pozostaje, to dwutlenek węgla, woda i minerały. Substancje te są wykorzystywane przez pierwotnych producentów i cykle biologiczne są w ten sposób zakończone. woda i minerały. Substancje te są wykorzystywane przez pierwotnych producentów i cykle biologiczne są w ten sposób zakończone. woda i minerały. Substancje te są wykorzystywane przez pierwotnych producentów iw ten sposób cykle biologiczne są zakończone.

Krytyczne czynniki i ograniczenia

Ograniczanie i regulacja populacji jest ważną cechą ekosystemów. Na przykład niektóre gatunki mogą rozmnażać się bardzo szybko, a dotyczy to zwłaszcza gatunków, które mają potomstwo wcześnie, mają bardzo liczne potomstwo za każdym razem i gdzie każdy osobnik ma potomstwo wiele razy w ciągu swojego życia. Przykładem jest gatunek bakterii, który rozmnaża się co 20 minut i który w ciągu 36 godzin będzie w stanie pokryć całą ziemię warstwą o grubości 0,3 metra. W praktyce tak się nie dzieje, ponieważ w przyrodzie zawsze jest tak, że gatunki walczą o ograniczone zasoby. Zawsze będzie istniało wiele czynników ograniczających, które określają rozmiary populacji, takich jak światło, woda, temperatura, składniki odżywcze, drapieżniki lub choroby zakaźne.

Ustawa minimalna

Wiele czynników jest niezbędnych do wzrostu i reprodukcji gatunku, ale wymagania dotyczące tych czynników są różne dla każdego organizmu. W ekosystemie jest to czynnik, którego jest najmniej na pokrycie potrzeby, czyli czynnik ograniczający, zwany czynnikiem krytycznym. Osobą, która jako pierwsza naukowo zmapowała takie czynniki ograniczające, był niemiecki chemik Justus von Liebig, później znany z prawa minimum Liebiga lub po prostu prawa minimum Liebig pracował z systematycznymi pomiarami, aby dowiedzieć się, od jakich substancji zależy wzrost roślin. W pewnych warunkach plon zależał nie tylko od dostępu do składników pokarmowych, których rośliny potrzebowały w dużych ilościach, ale także tych substancji, które są potrzebne tylko w małych ilościach i które mogą być rzadkie w glebie. Takimi substancjami mogą być bor lub fosfor. Tak więc nie pomaga, jeśli wszystkie inne substancje są obecne w obfitości, zawartość jednej z tych substancji musi być bardziej dostępna dla wzrostu roślin Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest interakcja między czynnikami, tak zwana interakcja między czynnikami. Jeśli jest dużo substancji, może to prowadzić do tego, że inna substancja stanie się mniej dostępna. Przykładem są drzewa owocowe nawożone potasem, który przez pewien czas daje duże plony, ale w dłuższej perspektywie następuje spadek plonu z powodu niedoboru magnezu.Powyższe prawa dotyczą przede wszystkim roślin uprawnych. W przypadku roślin dziko rosnących warunki są często zupełnie inne. Rośliny uprawne są na ogół chronione przed konkurencją ze strony innych roślin, podczas gdy rośliny dziko rosnące mają do czynienia z konkurencją ze strony innych roślin i pasących się zwierząt. Zatem takie czynniki będą często o wiele bardziej decydujące niż dostęp do składników odżywczych.

Amplitudy ekologiczne

Organizmy nie tylko mają wymagania dotyczące czynników środowiskowych dla optymalnego (możliwie największego) wzrostu, ale istnieją również maksymalne i minimalne limity tego, co mogą tolerować, aby żyć. Pomiędzy tymi zewnętrznymi granicami leży optimum, a jeśli narysujesz dla tego wykres, optimum znajduje się w najwyższym punkcie, zwanym amplitudą ekologiczną, patrz ilustracja. W przypadku zwierząt jest to szczególnie okres dorastania nowych osobników, czyli krytyczny. W przypadku jaja, zarodka lub larwy zakres tolerancji jest zwykle znacznie węższy niż u osobników dorosłych. W rezultacie rodzice mogą być zmuszeni do przystosowania się do warunków, które nie są optymalne dla dorastania dzieci. Przykładem wąskiego zakresu tolerancji są ryby na Antarktydzie, które mogą żyć tylko w wodzie o temperaturze od -2 do +2°C. Dla nich temperatura +1,9°C spowoduje osłabienie procesów życiowych. Inne przykłady tolerancji to dostęp do wody, soli, pożywienia i wybór siedliska.Są przypadki, w których zwierzęta mają największe rozmieszczenie poza optymalnym dla nich obszarem. Powodem jest to, że inne czynniki mogą mieć większy wpływ strategiczny, a tym samym być decydujące. Przykładem jest rosomak (Gulo gulo), który pierwotnie był zwierzęciem leśnym, ale ze względu na to, że człowiek zbliżył się do obszarów leśnych, przeniósł się na opustoszałe obszary górskie. Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest gęstość zaludnienia, tj. liczba osobników gatunku na obszarze lub objętości. Niektóre czynniki ograniczające stają się bardziej znaczące, im bliżej żyją zwierzęta, zwłaszcza choroby i pasożyty, które łatwiej rozprzestrzeniają się między zwierzętami, które są blisko siebie. Ma to wpływ regulacyjny na wielkość zapasów. Istnieją przypadki, w których zwierzęta mają największe rozmieszczenie poza tym, co jest ich optymalnym obszarem. Powodem jest to, że inne czynniki mogą mieć większy wpływ strategiczny, a tym samym być decydujące. Przykładem jest rosomak (Gulo gulo), który pierwotnie był zwierzęciem leśnym, ale ze względu na to, że człowiek zbliżył się do obszarów leśnych, przeniósł się na opustoszałe obszary górskie. Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest gęstość zaludnienia, tj. liczba osobników gatunku na obszarze lub objętości. Niektóre czynniki ograniczające stają się bardziej znaczące, im bliżej żyją zwierzęta, zwłaszcza choroby i pasożyty, które łatwiej rozprzestrzeniają się między zwierzętami, które są blisko siebie. Ma to wpływ regulacyjny na wielkość zapasów. Istnieją przypadki, w których zwierzęta mają największe rozmieszczenie poza tym, co jest ich optymalnym obszarem. Powodem jest to, że inne czynniki mogą mieć większy wpływ strategiczny, a tym samym być decydujące. Przykładem jest rosomak (Gulo gulo), który pierwotnie był zwierzęciem leśnym, ale ze względu na to, że człowiek zbliżył się do obszarów leśnych, przeniósł się na opustoszałe obszary górskie. Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest gęstość zaludnienia, tj. liczba osobników gatunku na obszarze lub objętości. Niektóre czynniki ograniczające stają się bardziej znaczące, im bliżej żyją zwierzęta, zwłaszcza choroby i pasożyty, które łatwiej rozprzestrzeniają się między zwierzętami, które są blisko siebie. Ma to wpływ regulacyjny na wielkość zapasów. Powodem jest to, że inne czynniki mogą mieć większy wpływ strategiczny, a tym samym być decydujące. Przykładem jest rosomak (Gulo gulo), który pierwotnie był zwierzęciem leśnym, ale ze względu na to, że człowiek zbliżył się do obszarów leśnych, przeniósł się na opustoszałe obszary górskie. Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest gęstość zaludnienia, tj. liczba osobników gatunku na obszarze lub objętości. Niektóre czynniki ograniczające stają się bardziej znaczące, im bliżej żyją zwierzęta, zwłaszcza choroby i pasożyty, które łatwiej rozprzestrzeniają się między zwierzętami, które są blisko siebie. Ma to wpływ regulacyjny na wielkość zapasów. Powodem jest to, że inne czynniki mogą mieć większy wpływ strategiczny, a tym samym być decydujące. Przykładem jest rosomak (Gulo gulo), który pierwotnie był zwierzęciem leśnym, ale ze względu na to, że człowiek zbliżył się do obszarów leśnych, przeniósł się na opustoszałe obszary górskie. Kolejnym czynnikiem ograniczającym jest gęstość zaludnienia, tj. liczba osobników gatunku na obszarze lub objętości. Niektóre czynniki ograniczające stają się bardziej znaczące, im bliżej żyją zwierzęta, zwłaszcza choroby i pasożyty, które łatwiej rozprzestrzeniają się między zwierzętami, które są blisko siebie. Ma to wpływ regulacyjny na wielkość zapasów. Innym czynnikiem ograniczającym, który ma zastosowanie, jest gęstość zaludnienia, tj. liczba osobników danego gatunku na danym obszarze lub objętości. Niektóre czynniki ograniczające stają się bardziej znaczące, im bliżej żyją zwierzęta, zwłaszcza choroby i pasożyty, które łatwiej rozprzestrzeniają się między zwierzętami, które są blisko siebie. Ma to wpływ regulacyjny na wielkość zapasów. Innym czynnikiem ograniczającym, który ma zastosowanie, jest gęstość zaludnienia, tj. liczba osobników danego gatunku na danym obszarze lub objętości. Niektóre czynniki ograniczające stają się bardziej znaczące, im bliżej żyją zwierzęta, zwłaszcza choroby i pasożyty, które łatwiej rozprzestrzeniają się między zwierzętami, które są blisko siebie. Ma to wpływ regulacyjny na wielkość zapasów.

Społeczeństwo i ekosystemy

Gatunki swoimi cechami wchodzą w interakcje ze środowiskiem fizycznym i kontrolują procesy w ekosystemach. Różne funkcje i właściwości roślin, takie jak fotosynteza, budowa korzeni i jakość martwych odpadów, mają ogromny wpływ na funkcjonowanie ekosystemów na lądzie. Odpowiednio, zapotrzebowanie na fosfor i preferencje co do wielkości zdobyczy dla zooplanktonu są ważne dla obiegu składników odżywczych w jeziorach.Ekosystemy Ziemi przechodzą poważne zmiany, w szczególności z silnym zmniejszeniem różnorodności gatunkowej, i mówi się, że Ziemia jest w szóstym masowe wymieranie. Innym czynnikiem jest wprowadzanie gatunków obcych, które często zmienia warunki abiotyczne i biotyczne, tak że zmienia się wpływ gatunków pierwotnych.

Wpływ gatunków na zasoby

Cechy gatunkowe wpływające na dostęp do ograniczonych zasobów mają poważne konsekwencje dla ekosystemów. Gatunek dobrze wiążący azot może zmienić warunki w zbiorowisku, które wcześniej nie miało takiego gatunku. Przykładem jest wprowadzenie Myrica faya, drzewa należącego do rodzaju pors na Hawajach, co doprowadziło do zwiększonej podaży azotu dla ekosystemu, którego jest częścią.Organizmy pozostawiają po sobie odpady o różnych właściwościach, które mogą wpływać na żyzność gleby w obszarze. Gatunki przystosowane do gleb o niskiej zawartości składników odżywczych pozostawiają martwe odpady, które powoli gniją, co wynika z negatywnego wpływu na mikroorganizmy w glebie, spowodowanego niską zawartością azotu i fosforu. Natomiast odpady z takich roślin mają wysoką zawartość ligniny, garbników, wosków i innych substancji, które rozkładają się powoli lub są toksyczne. Powolny rozkład takich martwych szczątków roślin oznacza, że ​​obszar ubogi w składniki odżywcze staje się jeszcze bardziej ubogi w składniki odżywcze. W przeciwieństwie do tego, rośliny, które rozwijają się na obszarach bogatych w składniki odżywcze, wytwarzają martwe odpady bogate w składniki odżywcze, poprawiając w ten sposób charakter obszaru, dzięki czemu gleba bogata w składniki odżywcze staje się jeszcze bardziej odżywcza.Innym przykładem wpływu na ekosystemy są zwierzęta, które zmieniają ekosystemu, zjadając roślinność i użyźniając glebę odchodami i moczem. Owce (Ovis aries) poprawiają glebę, gdy są na letnich pastwiskach, co jest szczególnie widoczne na obszarach ubogich w składniki odżywcze, takich jak zbocza gór. Innym przykładem jest łosoś (Salmo salar), który wraca do cieków wodnych na tarło. Wiele z nich ginie lub staje się pokarmem dla niedźwiedzi (Ursidae) i wydr (Lutra lutra), w ten sposób substancje odżywcze z morza są przenoszone na ląd.Jeśli wszystkie inne wpływy zostaną utrzymane na stałym poziomie, zmiana zagęszczenia gatunku dominującego w większości przypadków wpłynie na ekosystem w większym stopniu niż zwiększona obecność rzadkiego gatunku. Powodem jest to, że gatunki dominujące odpowiadają za największy obrót energią i składnikami odżywczymi w ekosystemie. Utrata dominujących drzew iglastych z powodu epidemii chorób lub owadów może zmienić mikroklimat i biomasę tak silnie, że wpłynie to na większość procesów w ekosystemie.

Gatunki kluczowe

Gatunek kluczowy to gatunek, który jest połączony z dużą liczbą innych gatunków w sieci pokarmowej. Gatunki kluczowe mają niewielką biomasę, niemniej jednak mają ogromne znaczenie dla struktury społeczności, w której funkcjonują, a dzięki licznym powiązaniom, w jakie wpisuje się gatunek kluczowy, utrzymuje organizację i strukturę całych społeczności. Kluczowe gatunki wpływają poprzez preferowane przez nie pożywienie, gęstość zaludnienia i rywalizację między zdobyczami, które zjadają Utrata kluczowego gatunku powoduje szereg rozległych i wszechobecnych skutków, które zmieniają dynamikę troficzną, zmieniają ogniwa w sieci pokarmowej i mogą prowadzić do wyginięcia innych gatunków. Wydry morskie (Enhydra lutris) są przykładem gatunku zwornikowego, ponieważ ograniczają zagęszczenie jeżowców (Echinoidea), które żywią się wodorostami (Laminaria). Jeśli woda morska zostanie usunięta z układu, jeżozwierze będą pasły się w lesie wodorostów, aż ten zniknie, co ma dramatyczny wpływ na strukturę społeczności.Pośrednie interakcje między gatunkami stanowią ważny związek w społeczeństwie. W interakcjach pośrednich jeden gatunek wpływa na inny za pośrednictwem trzeciego gatunku pośredniego. Niektóre takie interakcje to kaskada troficzna i komensalizm. Kaskada troficzna oznacza, że ​​zmiana w jednym gatunku powoduje zmiany w innym gatunku, a to z kolei wpływa na jeszcze więcej gatunków. Komensalizm występuje, gdy wpływ jednego gatunku wpływa na inny gatunek pośrednio w pozytywny sposób, poprzez gatunek pośredni. Pierwszy gatunek, który sam był odpowiedzialny za wpływ pośredni, nie ma ani zalet, ani wad. W interakcjach pośrednich jeden gatunek wpływa na inny za pośrednictwem trzeciego gatunku pośredniego. Niektóre takie interakcje to kaskada troficzna i komensalizm. Kaskada troficzna oznacza, że ​​zmiana w jednym gatunku powoduje zmiany w innym gatunku, a to z kolei wpływa na jeszcze więcej gatunków. Komensalizm występuje, gdy wpływ jednego gatunku wpływa na inny gatunek pośrednio w pozytywny sposób, poprzez gatunek pośredni. Pierwszy gatunek, który sam był odpowiedzialny za wpływ pośredni, nie ma ani zalet, ani wad. W interakcjach pośrednich jeden gatunek wpływa na inny za pośrednictwem trzeciego gatunku pośredniego. Niektóre takie interakcje to kaskada troficzna i komensalizm. Kaskada troficzna oznacza, że ​​zmiana w jednym gatunku powoduje zmiany w innym gatunku, a to z kolei wpływa na jeszcze więcej gatunków. Komensalizm występuje, gdy wpływ jednego gatunku wpływa na inny gatunek pośrednio w pozytywny sposób, poprzez gatunek pośredni. Pierwszy gatunek, który sam był odpowiedzialny za wpływ pośredni, nie ma ani zalet, ani wad. przez gatunek pośredni. Pierwszy gatunek, który sam był odpowiedzialny za wpływ pośredni, nie ma ani zalet, ani wad. przez gatunek pośredni. Pierwszy gatunek, który sam był odpowiedzialny za wpływ pośredni, nie ma ani zalet, ani wad.

Wpływ gatunków na zakłócenia

Świstaki (Arvicola amphibius), świnie (Sus) i mrówki (Formicidae) to przykłady zwierząt, które zakłócają lub zmieniają glebę, tworząc rowy lub obracając glebę, co może zapewnić korzyści nasionom, które potrzebują gleby sprzyjającej kiełkowaniu, tj. Słonie (Elephantidae) również wpływają na glebę, ale w inny sposób, np. depcząc roślinność.W Ameryce Północnej zbadano wpływ piesków preriowych (Cynomys) na ekosystemy, w których żyją (preria). Zwierzęta te ważą do 1 kg i żyją w koloniach liczących od 10 do 55 osobników na hektar. Cechą charakterystyczną jest to, że kopią tunele o długości do 15 m i średnicy około 10 cm. Używają tych tuneli jako nor. Aby wykopać takie tunele, należy usunąć duże ilości luźnego materiału. Oprócz kopania pasą się na polach wokół tuneli. Działania te stanowią poważne naruszenie muraw, a tym samym struktury zbiorowisk roślinnych. Na obszarach wokół kolonii piesków preriowych istnieją obszary tego samego rodzaju, ale nietknięte przez pieski preriowe. Można więc porównać tereny narażone na niepokojenie z terenami zupełnie niezakłóconymi przez pieski preriowe.Okazało się, że tereny, na których występowały pieski preriowe, charakteryzowały się większym bogactwem gatunkowym niż tereny pozostawione dla nich w spokoju. Badania wykazały, że przyczyną wydaje się być to, że pieski preriowe podczas kopania i wypasu usuwają roślinność z obszarów tuż obok tuneli, tak że te nagie płaty gleby są skolonizowane przez nowe rośliny. Gatunki, które najlepiej się rozprzestrzeniają, zwykle zadomowiły się jako pierwsze. Później te wczesne kolonizujące rośliny mogą zostać wyparte przez rośliny, które są lepsze w konkurencji. Ogólnie,

Budowa niszy

Budowa niszy to proces, w wyniku którego organizmy zmieniają stan środowiska, tak że zmieniają warunki, w których żyją one i inne organizmy. W ten sposób zmieniają się również warunki doboru naturalnego w środowisku, wpływając w ten sposób na ewolucję.Przykładem budownictwa niszowego są bobry (Castor fiber), które budują stawy tak duże, że tworzą jeziora i zmieniają ekosystemy wzdłuż brzegów rzek. Wpływa to na łańcuch pokarmowy i dynamikę procesów rozkładu poprzez zmianę przepływu wody i materiału pod zaporą. Ostatecznie zmiany dotyczą zbiorowisk roślinnych i zwierzęcych, a także różnorodności cieków wodnych.Tak zwani inżynierowie ekosystemów to organizmy, które bezpośrednio lub pośrednio wpływają na dostępność zasobów dla innych gatunków, dokonując fizycznych zmian w czynnikach biotycznych lub abiotycznych. Gdy dokonują takich zmian, utrzymują i tworzą nowe siedliska. Dokonują zmian, które przypominają konstrukcje niszowe, ale inżynierowie ekosystemów zajmują się tylko fizycznymi zmianami siedliska. Natomiast budowa nisz prowadzi również do ewolucyjnych konsekwencji fizycznych zmian w środowisku, a także do sprzężenia zwrotnego powodującego zmiany przez dobór naturalny.

Dziedziczenie

Skład gatunkowy i liczba gatunków w ekosystemach i zbiorowiskach gatunków zmienia się wraz ze zmianą warunków środowiskowych. Mogą to być pożary lasów, erupcje wulkanów, zmiana klimatu lub zmiany spowodowane uprawą ziemi. Ta zmiana, która zwykle zachodzi powoli, nazywana jest sukcesją. Rozróżnia się dwa główne typy, w zależności od punktu początkowego rozpoczęcia procesu. Jeśli mówimy o obszarze lądu bez wierzchniej warstwy gleby lub dna morskiego, który jest zasadniczo martwy, na którym tworzy się roślinność, nazywa się to sukcesją pierwotną. Typowymi przykładami sukcesji pierwotnej są martwe grunty, które stają się puste po cofnięciu się lodowca, droga, która nie jest już utrzymywana lub woda, która wypełnia się w nowym zbiorniku. Sukcesja pierwotna może trwać setki lub tysiące lat, ponieważ aby mogła powstać społeczność roślinna, musi powstać wierzchnia warstwa gleby lub osady denne. Sukcesja wtórna jest bardziej powszechna i zachodzi tam, gdzie występuje już wierzchnia warstwa gleby lub osady denne. Taki proces ma miejsce tam, gdzie ekosystem został wcześniej naruszony, usunięty lub zniszczony, ale tak, że na miejscu nadal znajduje się gleba lub osady denne. Przykładami są przypadki, w których grunty rolne nie są już uprawiane, lasy, które odrastają po pożarach lub wycince, zanieczyszczone rzeki lub grunty, które odrastają po powodzi. Sukcesja wtórna może rozpocząć się w ciągu zaledwie kilku tygodni, często gdy nasiona zaczynają kiełkować.Sukcesja jest ważną usługą ekosystemową, która zapewnia większą różnorodność biologiczną poprzez zwiększenie różnorodności organizmów, a także poprzez większą interakcję między nimi. Zwiększona interakcja prowadzi do bardziej żywotnego ekosystemu, czego przyczyną jest ograniczenie populacji i rozwój bardziej zaawansowanych łańcuchów pokarmowych. Tradycyjna opinia głosi, że sukcesja następuje w określonej kolejności, aż do pojawienia się stabilnego typu wegetacji, zwanego fazą kulminacyjną. Na lądzie oznacza to rośliny o długiej żywotności i dojrzałe lasy, które są w równowadze ze środowiskiem. W przeszłości ten stan równowagi nazywano równowagą natury. Jednak od końca XX wieku wielu ekologów odeszło od tego poglądu, ponieważ prawie wszystkie społeczności lub ekosystemy składają się z roślinności na wszystkich poziomach sukcesji. Istnieje ciągła rywalizacja o zasoby, takie jak żywność, światło i woda, więc zmiany i zakłócenia następują nieustannie. Jednak od końca XX wieku wielu ekologów odeszło od tego poglądu, ponieważ prawie wszystkie społeczności lub ekosystemy składają się z roślinności na wszystkich poziomach sukcesji. Istnieje ciągła rywalizacja o zasoby, takie jak żywność, światło i woda, więc zmiany i zakłócenia następują nieustannie. Jednak od końca XX wieku wielu ekologów odeszło od tego poglądu, ponieważ prawie wszystkie społeczności lub ekosystemy składają się z roślinności na wszystkich poziomach sukcesji. Istnieje ciągła rywalizacja o zasoby, takie jak żywność, światło i woda, więc zmiany i zakłócenia następują nieustannie.

Wpływ gatunków na klimat

Zwłaszcza w środowiskach ekstremalnych gatunki mają ogromny wpływ na mikroklimat, a tym samym na procesy zachodzące w ekosystemie. Przykładem tego są mechy w regionach borealnych, które tworzą grube maty nad ziemią i izolują glebę przed gorącym powietrzem latem. W ten sposób gleba będzie miała niską temperaturę przez cały rok, co spowoduje powolne gnicie i podobny cykl składników odżywczych. Niektóre gatunki mchów (Bryophyta) mają również dobre właściwości wchłaniania i magazynowania wody, dzięki czemu gleba staje się zarówno zimna, jak i uboga w tlen, co dodatkowo ogranicza próchnicę i stymuluje tworzenie się torfu. Innym przykładem są rośliny, które zapewniają cień nad ziemią i wpływają na mikroklimat dna lasu w ciepłych środowiskach. W ten sposób rośliny mogą zapewnić korzystne warunki w glebie.Z powodu roślinności można również wpływać na klimat na większym obszarze. Na Bliskim Wschodzie ktoś tego doświadczył, w tym, że nadmierny wypas prowadzi do mniejszej roślinności na ziemi. Symulacje wskazują, że zwiększone albedo (większe odbicie światła słonecznego) zmniejsza pochłanianie energii cieplnej, co skutkuje mniejszym oddawaniem ciepła jawnego do atmosfery i ostatecznie zmniejszeniem wyporu konwekcyjnego mas powietrza. Transport wilgoci znad Morza Śródziemnego został więc ograniczony, co przełożyło się na mniejsze opady i nasilenie zmian w roślinności.

Dynamika w ekosystemach

Parametry środowiska, takie jak temperatura, minerały, roślinność, promieniowanie słoneczne, opady, liczba gatunków i wielkość populacji podlegają zmianom, mogą to być zmiany w ciągu dnia, zmiany sezonowe, roczne, cykliczne, powtarzające się lub jednorazowe. Żywe organizmy i systemy narażone na te zmiany zawsze będą starały się utrzymać swoje środowisko wewnętrzne w wąskich granicach. Nazywa się to homeostazą. Takie mechanizmy regulacyjne występują w żywych organizmach, ekosystemach, społecznościach i populacjach, ponieważ starają się utrzymać stabilność. Aby osiągnąć stabilność, stan ten mogą utrzymywać różne mechanizmy, na przykład adaptacje psychologiczne, genetyczne, behawioralne i ekologiczne.Kiedy ekosystem jest w równowadze, zachodzi niewiele zmian, a stabilność jest utrzymywana przez przeciwstawne siły. Przykładem ekosystemów pozostających w swoim pierwotnym stanie jest ograniczony dostęp do wody, składników odżywczych i światła, które są niezbędne do wzrostu roślin. Tak więc dostęp do tych zasobów dla kiełków, które próbują rosnąć, jest ograniczony, tak że wzrost zbiorowisk roślinnych jest całkowicie ograniczony.

Naturalna regulacja

Istnieje kilka definicji tego, czym jest zaburzenie. Zakłócenie, które wiele znaczy dla jednego gatunku lub środowiska, może znaczyć niewiele dla innego gatunku lub środowiska narażonego na to samo zaburzenie. Jedna z definicji jest taka: „[Każde] stosunkowo dyskretne [odrębne, oddzielne] zdarzenie w czasie, które zakłóca ekosystem, społeczność lub populację i zmienia dostępność zasobów, substrat [grunt, podłoże] lub środowisko fizyczne”. Ważnym punktem przy próbach definicji jest to, że zaburzenia występują na ograniczonym obszarze i są mniej lub bardziej przejściowe.Zakłócenia można z grubsza podzielić na wpływy abiotyczne i biotyczne. Do abiotycznych należą wpływy takie jak ogień, huragany, burze lodowe (deszcz, zimny i silny wiatr) oraz powodzie. Biotycznymi mogą być choroby, drapieżniki lub zakłócenia spowodowane przez człowieka. Uważa się, że ekosystemy są kontrolowane przez co najmniej pięć niezależnych zmiennych stanu: klimat, dostępne minerały (skała przekształcana w glebę), topografię, potencjalną faunę i florę (organizmy żywe na danym obszarze, takie jak rośliny, zwierzęta, grzyby i bakterie) oraz czas. Wspólnie określą one, jak rozwija się ekosystem, w którym klimat jest najbardziej decydującym czynnikiem.Procesy w ekosystemie zarówno reagują na czynniki, które bezpośrednio regulują ich aktywność, jak i kontrolują je. Przykładem są rośliny, które zarówno reagują na światło, temperaturę i wilgotność w swoim środowisku, jak i kontrolują je. Jako nazwę wybrano sterowanie interaktywne. Konkretnym przykładem jest dostęp do światła, który jest ogólnie kontrolowany przez przejście słońca po niebie, chmury, położenie topograficzne i kilka innych czynników, podczas gdy interaktywną kontrolą może być zacienienie spowodowane przez roślinność, na przykład korony drzew w lesie Dynamika w ekosystemie jest regulowana przez pętle sprzężenia zwrotnego, które są podobne do mechanizmów technicznych systemów regulacyjnych. Na przykład termostat w domu to prosty system sterowania ze sprzężeniem zwrotnym. Gdy temperatura w domu spada, źródło ciepła jest włączane, a gdy temperatura jest powyżej ustawionego poziomu, są wyłączane. Dzięki temu temperatura w domu jest w miarę stała. Negatywne sprzężenie zwrotne to dynamiczny system, w którym dwa elementy systemu mają przeciwny wpływ na siebie. Przykładem z ekologii jest współpraca między myśliwym a ofiarą, gdzie efekt jest pozytywny dla myśliwych i negatywny dla ofiary. Duża populacja drapieżników zjada wiele zwierząt, co powoduje niedobory pożywienia dla drapieżników. Tak więc populacja drapieżników nigdy nie będzie mogła rosnąć w nieskończoność. W ekosystemie populacja myśliwych i ofiar będzie zatem utrzymywana na stałym poziomie. Istnieją również pętle dodatniego sprzężenia zwrotnego, w których oba składniki mają na siebie pozytywny wpływ lub oba są ujemne. Przykładem są rośliny otoczone przez grzyby mikoryzowe (Mycorrhizae), gdzie rośliny zapewniają im węglowodany. Z kolei grzyby mikoryzowe dostarczają roślinom składników odżywczych. Pomiędzy nimi następuje wymiana krytycznych zasobów, która zapewnia wzajemnie rosnący wzrost, dopóki inne czynniki nie ograniczą ich wzrostu.Ujemne sprzężenia zwrotne są najważniejszym mechanizmem zapewniającym trwałość i stabilność ekosystemów. Zapewniają one, że ekosystemy zmieniają się w czasie w niewielkim stopniu.Oprócz długich trendów rozwojowych (sukcesji), które występują w rozwijającym się społeczeństwie ekologicznym, występują nieregularne zmiany i okresowe fluktuacje. Mogą to być klęski żywiołowe lub interwencje człowieka, ale także inne zmiany czynników środowiskowych. Zdolność ekosystemu do modyfikowania lub łagodzenia wahań środowiskowych zależy od jego naturalnej stabilności. Ponadto istnieje koncepcja odporności ekologicznej, która mówi coś o zdolności ekosystemu do przeciwstawiania się zmianom lub powrotu do pierwotnego stanu po zakłóceniu.Gjeng w ramach badań uważa, że ​​złożony ekosystem z wielkim bogactwem gatunkowym, wieloma niszami, wysokim stopień specjalizacji i wiele poziomów troficznych, mają największą naturalną stabilność. Powodem jest między innymi wiele wzajemnych powiązań między gatunkami oraz kilka mechanizmów sprzężenia zwrotnego, które zapewniają regulację i stabilność. Zdolność ekosystemu do modyfikowania lub łagodzenia wahań środowiskowych zależy od jego naturalnej stabilności. Ponadto istnieje koncepcja odporności ekologicznej, która mówi coś o zdolności ekosystemu do przeciwstawiania się zmianom lub powrotu do pierwotnego stanu po zakłóceniu.Gjeng w ramach badań uważa, że ​​złożony ekosystem z wielkim bogactwem gatunkowym, wieloma niszami, wysokim stopień specjalizacji i wiele poziomów troficznych, mają największą naturalną stabilność. Powodem jest między innymi wiele wzajemnych powiązań między gatunkami oraz kilka mechanizmów sprzężenia zwrotnego, które zapewniają regulację i stabilność. Zdolność ekosystemu do modyfikowania lub łagodzenia wahań środowiskowych zależy od jego naturalnej stabilności. Ponadto istnieje koncepcja odporności ekologicznej, która mówi coś o zdolności ekosystemu do przeciwstawiania się zmianom lub powrotu do pierwotnego stanu po zakłóceniu.Gjeng w ramach badań uważa, że ​​złożony ekosystem z wielkim bogactwem gatunkowym, wieloma niszami, wysokim stopień specjalizacji i wiele poziomów troficznych, mają największą naturalną stabilność. Powodem jest między innymi wiele wzajemnych powiązań między gatunkami oraz kilka mechanizmów sprzężenia zwrotnego, które zapewniają regulację i stabilność. Zdaniem Gjenga w ramach badań, złożony ekosystem z wielkim bogactwem gatunkowym, wieloma niszami, wysokim stopniem specjalizacji i wieloma poziomami troficznymi ma największą naturalną stabilność. Powodem jest między innymi wiele wzajemnych powiązań między gatunkami oraz kilka mechanizmów sprzężenia zwrotnego, które zapewniają regulację i stabilność. Zdaniem Gjenga w ramach badań, złożony ekosystem z wielkim bogactwem gatunkowym, wieloma niszami, wysokim stopniem specjalizacji i wieloma poziomami troficznymi ma największą naturalną stabilność. Powodem jest między innymi wiele wzajemnych powiązań między gatunkami oraz kilka mechanizmów sprzężenia zwrotnego, które zapewniają regulację i stabilność.

Ograniczenie populacji zwierząt

Wśród zwierząt istnieje wiele czynników, które są ważne dla zmian w populacjach, ważnymi przyczynami są interakcje między gatunkami, takimi jak drapieżniki polujące na zdobycz, pasożyty, które uszkadzają lub ostatecznie zabijają zwierzę żywicielskie oraz rywalizacja o pożywienie i przestrzeń życiową. Do tego dochodzą skutki zmieniającej się pogody i klimatu oraz więcej zdarzeń losowych w przyrodzie.Naukowcy mają różne poglądy na to, jakie są najważniejsze czynniki: czy istnieje współpraca między populacjami (populacjami) zwierząt, czy też najbardziej ważne są czynniki środowiskowe, takie jak pogoda, dostęp do pożywienia, kryjówki i wrogowie. Inni uważają, że najważniejszym czynnikiem jest zagęszczenie populacji zwierząt i naturalnych wrogów. Według innego poglądu wszystkie te czynniki są ważne i że populacje są regulowane przez kombinację wpływów, które zmieniają się zarówno z miejsca na miejsce, jak iz biegiem czasu. Jednym z trendów wśród badaczy jest to, że regulacja populacji jest determinowana przede wszystkim nie zewnętrznymi czynnikami środowiskowymi, ale samoregulacją, czyli przyczynami wewnętrznymi. Uważają, że decyduje fizjologia, zachowanie i genetyka zwierząt. Przykładem tego jest to, że zachowanie zwierząt w stosunku do ich terytorium (terytorium dla jednego lub więcej zwierząt) zmienia się, gdy populacja staje się duża, pojawia się agresja, kanibalizm i inne nienormalne zachowania. Te psychologiczne reakcje prowadzą do szybkiego spadku populacji, po którym zwierzęta wracają do normalnego zachowania.Prawdopodobnie wszystkie te czynniki regulacyjne wchodzą w grę, ale różnie w zależności od środowiska i gatunku. Uważa się na przykład, że wiele gatunków owadów jest najbardziej wrażliwych na temperaturę i opady. Natomiast w przypadku populacji jeleniowatych i ptaków w regionach północnych surowe zimy mogą oznaczać drastyczne zmniejszenie populacji. Niektóre gatunki zostały dokładnie zbadane, aby dowiedzieć się, co decyduje o wielkości populacji. Nazywa się to analizą kluczowych czynników, która obejmuje analizę czynników, które są ważne dla śmiertelności na przestrzeni wielu lat. Stwierdzono na przykład, że dla populacji cietrzewia w Szkocji najważniejszymi czynnikami były surowe zimy i niewylęgające się pisklęta. Który z tych dwóch czynników miał największe znaczenie, również zmieniał się z roku na rok.

Wpływ człowieka

Ekosystemy na obszarach o klimacie umiarkowanym mają najlepszą odporność na interwencje środowiskowe. Biologicznie bardzo złożone systemy, takie jak tropikalne lasy deszczowe, należą do najbardziej wrażliwych na ingerencję. Tutaj są gatunki, które są wysoce wyspecjalizowane i genetycznie sztywne, więc gatunki nie są szczególnie przystosowane do zmian w środowisku. W dużej mierze mają zamknięte wzorce krążenia, w których składniki odżywcze są w dużej mierze związane z biomasą (drzewa i rośliny). Kiedy przeprowadzane są interwencje, takie jak ścinanie, składniki odżywcze zostaną przetransportowane, ponieważ opady występują w postaci ulewnych deszczy, a gleba jest rzadka. W związku z tym po wycięciu drzew na danym obszarze gleba staje się wypłukana i kamienista. Ekosystemem bardzo różniącym się od tropikalnego lasu deszczowego jest tundra. Jest to również ekosystem wrażliwy na ingerencję, Powodem jest długi czas odtwarzania nowej szaty roślinnej ze względu na krótki okres wegetacji i niską temperaturę. Tak więc tundra narażona na ingerencję jest łatwo narażona na erozję (degradację pod wpływem pogody i wiatru).Ekosystemy o małej specjalizacji to te, które mają największą tolerancję (wysoką odporność) na ingerencję. Są tu gatunki z szerokimi niszami, które mają elastyczność genetyczną i są zdolne do adaptacji. Wysoka produktywność oznacza również wysoką tolerancję na manipulacje.

Podstawowe prawa ekosystemów

W ramach ekologii systemów podjęto próbę stworzenia hipotez dotyczących niektórych podstawowych praw ekosystemów. Opierają się one między innymi na podstawowych prawach biochemii i termodynamiki. Jednym z wyzwań jest próba zignorowania redukcjonistycznych podejść naukowych (wyjaśnianie właściwości systemu na podstawie właściwości komponentów) i raczej zastosowanie podejścia holistycznego (całość to więcej niż suma części). Taki sposób myślenia w celu zrozumienia złożonych systemów jest uważany za bardzo trudny.Ekosystemy będą stale narażone na nowe wpływy w czasie i przestrzeni. Ponieważ ekosystemy są tak złożone, przeszłe warunki nigdy się nie powtórzą. To również wyjaśnia, dlaczego biosfera ma tak niezwykle dużą różnorodność. Poniżej znajduje się dziesięć propozycji podstawowych praw dla ekosystemów sformułowanych przez duńskiego ekologa Svena Erika Jørgensena.

Użytkowanie przez człowieka i zmiana ekosystemów

Ludzie na całym świecie są zależni od ekosystemów Ziemi w zakresie zdobywania pożywienia, schronienia oraz wszelkich innych surowców i usług, takich jak drewno, zboże, źródła energii, lekarstwa i różnorodne surowce. Ekosystemy są również odpowiedzialne za wiele różnych usług, które są uważane za oczywiste, ale są bardzo ważne, takie jak recykling wody i chemikaliów, ograniczanie powodzi, zapylanie roślin uprawnych i oczyszczanie powietrza. Światowa gospodarka zależy od tych zasobów i usług, ale nadmierna konsumpcja i ingerencja zniszczyły ekosystemy natury. Wiele działań pozornie niezwiązanych z naturą ma jednak pośrednie i niezamierzone negatywne skutki.

kapitał naturalny

Jednym ze sposobów kategoryzacji ekosystemów i przyrody w oparciu o potrzeby człowieka jest podzielenie ich na zasoby naturalne i usługi ekosystemowe. Zasoby naturalne to materiały i energia w przyrodzie, które są fundamentalnie ważne dla ludzi. Dzielą się one na zasoby odnawialne i nieodnawialne. Surowce nieodnawialne to metale, ropa naftowa i węgiel. Odnawialne źródła to rośliny, zwierzęta, słońce, wiatr, powietrze i woda, które odnawiają się w wyniku procesów zachodzących w przyrodzie. Usługi ekosystemowe to procesy, za którymi stoją ekosystemy, takie jak oczyszczanie wody i powietrza, tworzenie nowej gleby i zapylanie. Są one niezbędne do życia i służą ludziom na całym świecie bez żadnych kosztów. Przykładem tego jest ekosystem leśny, który oczyszcza wodę i powietrze, reguluje klimat, ogranicza erozję gleb i jest siedliskiem wielu gatunków.

Szkody i konsekwencje

Nadużywanie lub niszczenie zasobów naturalnych może zmienić ekosystemy i świadczone przez nie usługi. Zmiany w użytkowaniu gruntów mogą uszkodzić obszary naturalne, które zapewniają oczyszczanie wody, co powoduje konieczność budowy kosztownych oczyszczalni wody. Zniszczenie i utrata terenów podmokłych skutkuje zmniejszeniem łagodzenia skutków powodzi, co w rezultacie prowadzi do powodzi. Redukcja owadów może prowadzić do mniejszych plonów, jeśli nie nastąpi zapylanie roślin. Wprowadzenie gatunków obcych może spowodować poważne zmiany w ekosystemach i wpłynąć na zdrowie ludzi.Wydaje się, że duża skala działalności człowieka wpływa bezpośrednio lub pośrednio na wszystkie ekosystemy Ziemi. Ponieważ żaden ekosystem nie jest odizolowany, na wszystkie wpływają działania prowadzone na pobliskich obszarach lub w innych częściach świata. Działania człowieka wpływają na większość procesów ekosystemowych: Zmiana klimatu (globalne ocieplenie). Zasoby glebowe i wodne (wytrącający się azot i erozja). Zakłóca cykle i zmiany (zmiany użytkowania gruntów i ograniczenie pożarów lasów) Zaburza funkcje ekosystemów (gatunki obce i wymieranie gatunków) Zmiany te mogą mieć wpływ na dynamikę ekosystemów, z nowymi wpływami i pozytywnymi sprzężeniami zwrotnymi, które tworzą nowe typy ekosystemy. Zmiany mogą być szkodliwe dla społeczeństwa i ludzi.Biolodzy tacy jak Philip Levin, Donald Levin i kilku innych twierdzą, że jeśli wiele gatunków zostanie zredukowanych, inne gatunki o dużych zdolnościach adaptacyjnych i reprodukcyjnych mogą zwiększyć liczbę i rozmieszczenie. Naukowcy obawiają się zatem, że rośliny chwastów, szczury i myszy, karaluchy i kilka innych owadów staną się bardzo rozpowszechnione. Gatunki te mogą konkurować z innymi, dzięki czemu gatunki wrażliwe są jeszcze szybciej redukowane,

Zrównoważony rozwój

Zrównoważony rozwój definiuje się jako „rozwój, który zaspokaja dzisiejsze potrzeby bez niszczenia możliwości zaspokojenia potrzeb przyszłych pokoleń”. Działalność człowieka negatywnie wpływa na przyrodę i nie jest zrównoważona w dłuższej perspektywie. Naukowcy zidentyfikowali pięć najważniejszych czynników problemów środowiskowych: Wzrost liczby ludności. Marnotrawstwo i niezrównoważone wykorzystanie zasobów. Ubóstwo. Że społeczne koszty szkodliwej dla środowiska produkcji towarów i usług nie są nakładane na producentów, a zatem mechanizmy rynkowe nie działają tak, jak powinny. Brak bliskości z naturą Analiza w Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services wskazuje, że nacisk na realizację celów klimatycznych musi odbywać się w tym samym czasie, co ochrona przyrody. Połączenie środków łagodzących, takich jak odtwarzanie przyrody i lepsze zarządzanie gruntami, ma ogromny potencjał w zakresie zapobiegania zmianom klimatycznym i zmniejszania niepewności co do dostaw żywności i wody. Obszary już chronione należy rozszerzyć i uczynić bardziej reprezentatywnymi. Ramy prawne ochrony środowiska muszą zostać opracowane, aby wytrzymać naciski ze strony potężnych grup interesu, takich jak rolnictwo, firmy wydobywcze i deweloperzy infrastruktury.

Zauważyć

Bibliografia

Literatura

Chapin, F. Stuart; Matson, Pamela A i Mooney, Harold A. (2002). Zasady ekologii ekosystemów lądowych. Nowy Jork: Springer. ISBN 978-0-387-95443-1 . Konserwacja CS1: Więcej nazwisk: lista autorów (link) Fimreite, Norvald (1997). Wprowadzenie do ekologii. Oslo: Samlaget. ISBN 8252147852 . Jørgensen, Svein Erik i in. (2009). Ekologia ekosystemów (wydanie pierwsze). Amsterdam, Holandia: Elsevier BV ISBN 978 0 444 53466 8. Konserwacja CS1: Dodatkowy tekst (link) Levin, Simon A. et al. (2009). Przewodnik po ekologii z Princeton. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. ISBN 978 0 691 12839 9. Miller, G. Tyler i Spoolman, Scott E. (2015). Essentials of Ecology (7 wyd.). Stamford, USA: Nauka National Geographic. ISBN 978-1-285-19726-5 . Konserwacja CS1: Więcej nazwisk: lista autorów (link) Molles, Manuel C. Jr. i Simon, Anna Sher (2019). Ekologia: Pojęcia i zastosowania (wyd. 8). Nowy Jork, NY: McGraw-Hill Education. ISBN 978-1-259-88005-6. Konserwacja CS1: Więcej nazwisk: lista autorów (link) Taksdal, Gudmund (1996). Ekologia i środowisko. [Oslo]: Landbruksforl. ISBN8252921493.

Linki zewnętrzne

(en) Ekosystemy – kategoria obrazów, wideo lub dźwięku w „ekosystemie” Commons ze Store norske lexikon

Original article in Norwegian (Bokmål) language