Екологічна система - поняття, суть, типи та рівні

Екосистема включає всі живі організми (рослини, тварини, гриби і мікроорганізми), які в тій чи іншій мірі, взаємодіють один з одним і навколишнім неживим середовищем (клімат, грунт, сонячне світло, повітря, атмосфера, вода і т.п. .).

Екосистема немає певного розміру. Вона може бути такою ж великою, як пустеля або озеро, або маленькою, як дерево або калюжа. Вода, температура, рослини, тварини, повітря, світло та ґрунт – всі взаємодіють разом.

Суть екосистеми

В екосистемі кожен організм має своє місце чи роль.

Розглянемо екосистему маленького озера. У ньому можна знайти всі види живих організмів, від мікроскопічних до тварин і рослин. Вони залежать від неживої природи, як вода, сонячне світло, повітря і навіть від кількості поживних речовин у воді. (Натисніть тут, щоб дізнатися докладніше про п'ять основних потреб живих організмів).

Щоразу, коли «стороння» (жива істота(а) або зовнішній фактор, наприклад, підвищення температури) вводяться в екосистему, можуть статися катастрофічні наслідки. Це відбувається тому, що новий організм (або фактор) здатний спотворювати природний баланс взаємодії та нести потенційну шкоду чи руйнування нерідної екосистеми.

Як правило, біотичні члени екосистеми разом з їх абіотичними факторами залежать один від одного. Це означає, що відсутність одного члена або одного абіотичного фактора може вплинути на всю екологічну систему.

Якщо немає достатньої кількості світла та води, або, якщо ґрунт містить мало поживних речовин, рослини можуть загинути.Якщо рослини гинуть, тварини, які від них залежать, також виявляються за загрозою. Якщо тварини, що залежать від рослин гинуть, інші тварини, що залежать від них також загинуть. Екосистема у природі працює однаково. Усі її частини мають функціонувати разом, щоб підтримувати баланс!

На жаль, екосистеми можуть зруйнуватися внаслідок стихійних лих, таких як пожежі, повені, урагани та виверження вулканів. Людська діяльність також сприяє руйнації багатьох екосистем та біомів планети.

Основні види екосистем

Екологічні системи мають невизначені розміри. Вони здатні існувати на невеликому просторі, наприклад, під каменем, що гниє пні дерева або в невеликому озері, а також займати значні території (як весь тропічний ліс). З технічної точки зору нашу планету можна назвати однією величезною екосистемою.

Види екосистем залежно від масштабу:

• Мікроекосистема - Екосистема невеликого масштабу, як ставок, калюжа, пень дерева і т.д.
• Мезоекосистема - Екосистема, така, як ліс або велике озеро.
• Біом. Дуже велика екосистема або сукупність екосистем з аналогічними біотичними та абіотичними факторами, такими як цілий тропічний ліс з мільйонами тварин і дерев та безліччю різних водних об'єктів.

Межі екосистем не позначені чіткими лініями. Їх часто поділяють географічні бар'єри, такі як пустелі, гори, океани, озера та річки. Оскільки межі є суворо встановленими, екосистеми, зазвичай, зливаються друг з одним. Ось чому озеро може мати багато невеликих екосистем зі своїми власними унікальними характеристиками. Вчені називають таке змішування "Екотон".

Види екосистем за типом виникнення:

Крім перелічених вище видів екосистем, існує також поділ на природні і штучні екологічні системи.

Типи екосистем

Існує два основних типи екосистем: водні та наземні.

Наземні екосистеми

Наземні екосистеми можуть бути знайдені в будь-якому місці світу та поділені на:

Лісові екосистеми

Це екосистеми, в яких є велика кількість рослинності або велика кількість організмів, що живуть у відносно невеликому просторі. Велика кількість представників фауни. Крім того, лісові екосистеми поділяються на:

• Тропічні вічнозелені ліси або тропічні дощові ліси:Тропічні ліси, що отримують середню кількість опадів понад 2000 мм на рік. Вони характеризуються густою рослинністю, в якій переважають високі дерева, розташовані на різних висотах.
• Тропічні листяні ліси: Поряд з величезним розмаїттям видів дерев, тут також зустрічаються чагарники.
• Помірні вічнозелені ліси: Мають досить невелику кількість дерев.Тут переважають вічнозелені дерева, які оновлюють своє листя протягом усього року.
• Широколистяні ліси: Розташовані у вологих помірних регіонах, які мають достатню кількість опадів. У зимові місяці дерева скидають своє листя.
• Тайга: Розташована безпосередньо перед природною зоною тундри, тайга визначається вічнозеленими хвойними деревами, мінусовими температурами протягом півроку та кислими ґрунтами. У теплу пору року тут можна зустріти велику кількість перелітних птахів, комах та інших тварин тайги.

Пустельна екосистема

Пустельні екосистеми розташовані в районах пустель і одержують менше 250 мм опадів на рік. Вони займають близько 17% усієї суші Землі. Через надзвичайно високу температуру повітря, поганий доступ до водних ресурсів та інтенсивне сонячне світло, флора і фауна пустель не такі багаті, як в інших екосистемах.

Екосистема лука

Луги розташовані в тропічних та помірних регіонах світу. Територія луки в основному складається з трав, з невеликою кількістю дерев та чагарників. Луга населяють тварини, що пасуться, комахоїдні і рослиноїдні. Виділяється два основних види екосистем лугу:

• Савани: Тропічні луки, що мають сухий сезон і характеризуються деревами, що окремо ростуть. Вони забезпечують їжею велику кількість травоїдних тварин, також є місцем полювання багатьох хижаків.
• Прерії (помірні луки): Це область з помірним трав'яним покривом, повністю позбавлена ​​великих чагарників та дерев. У преріях зустрічається різнотрав'я та висока трава, а також спостерігаються посушливі кліматичні умови.
• Степові луки: Території сухих лук, що розташовуються поблизу напівзасушливих пустель.Рослинність цих лук коротша, ніж у саванах і преріях. Дерева зустрічаються рідко, як правило, знаходяться на берегах річок і струмків.

Гірські екосистеми

Гірська місцевість забезпечує різноманітний спектр місць проживання, де можна знайти велику кількість тварин і рослин. На висоті зазвичай переважають суворі кліматичні умови, в яких можуть вижити тільки альпійські рослини. Тварини, які живуть високо в горах, мають товсті шуби для захисту від холодів. Нижні схили зазвичай покриті хвойними лісами.

Водні екосистеми

Водна екосистема - екосистема, розташована у водному середовищі (наприклад, річки, озера, моря та океани). Вона включає водну флору, фауну, а також властивості води, і поділяється на два типи: морську і прісноводну екологічні системи.

Морські екосистеми

Морські екосистеми є найбільшими екосистемами, що покривають близько 71% поверхні Землі та містять 97% води планети. Морська вода містить велику кількість розчинених мінералів та солей. Морська екологічна система поділяється на:

• Океанічну (щодо дрібної частини океану, що знаходиться на континентальному шельфі);
• Профундальну зону (глибоководна область не пронизана сонячним світлом);
• бентальну область (область, заселена донними організмами);
• Приливну зону (місце між низькими та високими припливами);
• Лимани;
• Коралові рифи;
• Солончаки;
• Гідротермальні жерла, де хемосинтезуючі бактерії складають кормову базу.

Багато видів організмів живуть у морських екосистемах, а саме: бурі водорості, корали, головоногі молюски, голкошкірі, динофлагелляти, акули тощо.

Прісноводні екосистеми

На відміну від морських екосистем, прісноводні охоплюють лише 0,8% поверхні Землі та містять 0,009% від загальної кількості світових запасів води. Існує три основні види прісноводних екосистем:

• Стоячі: води, де відсутня течія, як басейни, озера або ставки.
• Проточні: швидко рухомі води, такі як струмки та річки.
• Водно-болотні угіддя: місця, де постійно або періодично затоплений грунт.

Прісноводні екосистеми є місцями проживання рептилій, земноводних та близько 41% видів риб у світі. Води, що швидко рухаються, зазвичай містять більш високу концентрацію розчиненого кисню, тим самим підтримують більшу біологічну різноманітність, ніж стоячі води ставків або озер.

Структура, компоненти та фактори екосистеми

Екосистема визначається як природна функціональна екологічна одиниця, що складається з живих організмів (біоценозу) та їх неживого навколишнього середовища (абіотичного або фізико-хімічного), які взаємодіють між собою та створюють стабільну систему. Ставок, озеро, пустеля, пасовища, луки, ліси і т.д. є найпоширенішими прикладами екосистем.

Кожна екосистема складається з абіотичних та біотичних компонентів:

Абіотичні компоненти

Абіотичні компоненти є не пов'язані між собою фактори життя або фізичне середовище, що впливає на структуру, розподіл, поведінку та взаємодію живих організмів.

Абіотичні компоненти представлені переважно двома типами:

• Кліматичними факторами, які включають дощ, температуру, світло, вітер, вологість і т.д.
• Едафічними факторами, Що включають кислотність грунту, рельєф, мінералізацію і т.д.

Значення абіотичних компонентів

Ґрунти містять мінеральні та органічні речовини, а також живі організми. Грунт забезпечує живих істот поживними речовинами, вологою та місцем існування. Рослинність верхньої частини ґрунтового покриву тісно з нею пов'язана через кругообіг поживних речовин.

Атмосфера забезпечує живі організми вуглекислим газом (для фотосинтезу) та киснем (для дихання). Процеси випаровування, транспірації та кругообігу води відбуваються між атмосферою та поверхнею Землі.

Сонячне випромінювання нагріває атмосферу та випаровує воду. Світло також необхідне для фотосинтезу. Фотосинтез забезпечує рослини енергією, для зростання та обміну речовин, а також органічними продуктами для харчування інших форм життя.

Більшість живої тканини складається з високого відсотка води до 90% і навіть більше. Небагато клітин здатні вижити, якщо вміст води падає нижче 10%, і більшість з них гинуть, коли вода становить менше 30-50%.

Вода є середовищем, за допомогою якого мінеральні харчові продукти надходять до рослин. Вона також потрібна для фотосинтезу. Рослини та тварини отримують воду з поверхні Землі та ґрунту. Основне джерело води – атмосферні опади.

Біотичні компоненти

Живі істоти, включаючи рослини, тварин та мікроорганізми (бактерії та гриби), присутні в екосистемі, є біотичними компонентами.

На основі їхньої ролі в екологічній системі, біотичні компоненти можуть бути розділені на три основні групи:

• Продуценти виробляють органічні речовини з неорганічних, використовуючи сонячну енергію;
• Консументи харчуються готовими органічними речовинами, виробленими продуцентами (травоїдні, хижаки та всеїдні);
• Редуценти. Бактерії та гриби, що руйнують відмерлі органічні сполуки продуцентів (рослин) та консументів (тварин) для харчування, і викидають у навколишнє середовище прості речовини (неорганічні та органічні), що утворюються як побічні продукти їх метаболізму.

Ці прості речовини повторно виробляються в результаті циклічного обміну речовин між біотичним співтовариством та абіотичним середовищем екосистеми.

Рівні екосистеми

Для розуміння рівнів екосистеми розглянемо наступний малюнок:

Особина

Особина - це будь-яка жива істота або організм. Особи не розмножуються з індивідуумами з інших груп.

У наведеній вище схемі можна помітити, що золота рибка взаємодіє з навколишнім середовищем і буде розмножуватися виключно з представниками свого виду.

Населення

Популяція - група особин даного виду, які живуть у певній географічній області в даний момент часу (Прикладом може служити золота рибка та представники її виду). вовни/очі/шкіри та розмір тіла.

Спільнота

Спільнота включає в себе всіх живих організмів на певній території, в даний час можуть бути присутніми популяції живих організмів різних видів. , як правило, включає біорізноманіття.

Екосистема

Екосистема включає спільноти живих організмів, що взаємодіють з навколишнім середовищем. На цьому рівні живі організми залежать від інших абіотичних факторів, таких як каміння, вода, повітря та температура.

Біом

Простими словами, біом є сукупність екосистем, мають схожі властивості з їх абіотическими чинниками, адаптованими до довкілля.

Біосфера

Коли ми розглядаємо різні біоми, кожен з яких переходить в інший, формується величезна спільнота людей, тварин і рослин, що живуть у певних місцях проживання. Біосфера є сукупністю всіх екосистем, які представлені на Землі.

Харчовий ланцюг та енергія в екосистемі

Усі живі істоти повинні харчуватися, щоб отримувати енергію, необхідну зростання, руху і розмноження. Але чим ці живі організми харчуються? Рослини отримують енергію від Сонця, деякі тварини їдять рослини, інші їдять тварин. Це співвідношення годування в екосистемі називається харчовим ланцюгом. Харчові ланцюги, як правило, є послідовністю того, хто ким харчується в біологічному співтоваристві.

Нижче наведені деякі живі організми, які можуть розміститися в харчовому ланцюзі:

Харчовий ланцюг - це не те саме, що і харчова (трофічна) мережа. Трофічна мережа є сукупністю багатьох харчових ланцюгів і є складною структурою.

Передача енергії

Енергія передається харчовими ланцюгами від рівня до іншого. Частина енергії використовується для зростання, розмноження, пересування та інших потреб і не доступна для наступного рівня.

Коротші харчові ланцюги зберігають більше енергії, ніж довгі. Витрачена енергія поглинається довкіллям.