Ekosysteemi: määritelmä, tyypit, rakenne ja esimerkit

Sisältö

• Ekosysteemin määritelmä biologiassa
• Ekologian alkuperä
• Ekologisten järjestelmien tyypit
• Keskeiset ekosysteemibiomit
• Ekosysteemien rakenne
• Ravintosyklin toiminnot
• Ekosysteemin toiminnan vakaus
• Häiriöt ekosysteemien toiminnassa
• Esimerkki meren ekosysteemistä
• Esimerkki vesiekosysteemistä
• Esimerkki maanpäällisestä ekosysteemistä
• Ekosysteemi vs. yhteisön ekologia
• Ekosysteemirakenteiden suojaaminen
• Katastrofinen ekosysteemin tuhoaminen

Luonnonmaailma koostuu valtavasti erityyppisistä fyysisistä ympäristöistä ja organismeista, jotka ovat ainutlaatuisesti sopeutuneet elämään siellä. Toinen sana tälle käsitteelle biologiassa on ekosysteemi.

Tämä artikkeli antaa sinulle selkeät selitykset ekosysteemeistä ja tarjoaa mielenkiintoisia esimerkkejä.

Ekosysteemin määritelmä biologiassa

Biologit määrittelevät ekosysteemin elävien organismien ja niiden fyysisen ympäristön yhteisöksi, johon kuuluvat molemmat biotic ja eloton tekijät.

Bioottiset tekijät ovat eläviä asioita toisistaan ​​riippuvassa ekologisessa järjestelmässä, kuten kasvit, eläimet, mikrobit ja sienet.

Abioottiset tekijät ovat elottomia asioita, kuten vesi, auringonvalo, suoja, kivet, mineraalit, maaperä ja ilmasto.

Ekologian alkuperä

Kasvien ja eläinten tieteellinen tutkimus ja luokittelu on peräisin Aristotelesta antiikin Kreikassa. 1800-luvun alkupuolella Darwin kuvasi lajien ja evoluution välistä kilpailua luonnollisen valinnan avulla. Ernst Haeckel keksi sanan ekologia noin samaan aikaan.

1800-luvun lopulla Eugenius Warming ehdotti, että abioottiset tekijät, kuten kuivuus, tuli ja kylmä sää, vaikuttivat myös lajien käyttäytymiseen ja sopeutumisstrategioihin. Lämpeneminen matkusti laajasti työssään ja kehitti yliopistokurssin kasvien ekologiasta. Hänen ideansa kiinni, kun britti- ja pohjoisamerikkalaiset tutkijat lukevat hänen klassista kirjaansa, Kasvien ökologia.

Termi ekosysteemi Arthur Tansley loi vuonna 1936.

Ekologisten järjestelmien tyypit

Biologisia ekosysteemejä on kolme laajaa luokkaa. Jokaisella on oma lajikoostumus ja rakenne. Suurin ekosysteemi on meriekosysteemi. Globaali ilmasto ja ihmisen toiminta vaikuttavat kaikkiin ekosysteemeihin, kuten pilaantuminen, kastelu, kaupungistuminen, kaivostoiminta ja metsien hävittäminen.

Meren ekosysteemi kattaa noin 70 prosenttia maanpinnasta. Meriekosysteemeihin kuuluvat valtamerten ohella hiekkarannat, jokisuistot, mutapinnat, Antarktiksen vedet, suolamarjat ja elinvoimaiset koralliriutat, jotka kaikki elävät. Meren ekosysteemien ilmasto ympäri maailmaa vaihtelee trooppisesta lämmöstä polaarivirkoihin.

Vesiekosysteemit sisältää järviä, jokia, lampia ja kosteikkoja. Makean veden lajit sukupuuttoon kuolevat paljon nopeammin kuin meri- tai maalajien mukaan National Geographic. Ilmastomuutos ja pilaantuminen ovat merkittäviä uhkia vesiekosysteemeille.

Maan ekosysteemit ovat maaperäisiä ekologisia yhteisöjä esimerkiksi arktisen tundran, autiomaan, metsien ja niittyjen kaltaisilla alueilla. Polaarisen ilmaston eläimillä on samanaikaisesti kehittyneet samanlaiset mukautuvat piirteet, kuten paksu turkki ja eristävä rasvakerros.

Keskeiset ekosysteemibiomit

Biomit ovat hiukan laajempi termi kuin ekosysteemit, vaikkakin ne ovat melko samankaltaisia. Biomit ovat erottuvat ekologiset yhteisöt, jotka itse voivat sisältää monia ekosysteemejä siinä. Ne ovat hyödyllisiä luokittelemalla tiettyjen alueiden ominaispiirteet, jotka voivat vaikuttaa suoraan niihin liittyviin ekosysteemityyppeihin tai -tyyppeihin.

Näiden biomien / ekologisten järjestelmien erityispiirteitä ovat niiden erityinen ilmasto, vyöhyke, korkeus, maaperän tyyppi, sademäärä ja lajien koostumus.

Vesieliöt niihin kuuluvat koralliriutat, suistoet, meri, kosteikot ja makean veden alueet.

Aavikon eläinrakennukset mukaan lukien Mojaven autiomaa, Chilen rannikon autiomaat, Kuoleman laakso ja Grönlannin jäykät autiomaat.

Metsäbiomit Niihin kuuluvat trooppiset sademetsät, lauhkeat metsät, chaparral (pensaat) ja taiga (boreaalinen metsä).

Ruohojen eläinrakennukset sisältää savanneja, steppejä, preeriaa ja Etelä-Amerikan pampuja.

Ekosysteemien rakenne

Elävissä organismeissa on oltava energiaa ja ravinteita kasvaakseen, reagoidakseen ja lisääntyäkseen. Organismit ovat toisistaan ​​riippuvaisia ​​ja kytketty toisiinsa elämän ympyrässä. Energia siirtyy elintarvikepyrramidin yhdeltä tasolta toiselle. Esimerkiksi kalat syövät leviä ja kalmari syö kalaa.

Levät, kalat, kalmarit ja saalistushait ovat esimerkki ravintoketju. ruokaverkko on tehty monista päällekkäisistä ruokaketjuista. Energiapyramidi alkaa tuottajilta pyramidin pohjalta, jota seuraavat kuluttajat ja saalistajat ylemmällä tasolla. Energia häviää jokaisella siirtolla organismien välillä, joten pyramidi on pystyssä eikä käänteinen.

Kasvit ja kasviplanktoni ovat tuottajia, jotka sisältävät fotosynteettisiä pigmenttejä, jotka käyttävät aurinkoenergiaa ja hiilidioksidia sokerin valmistukseen. Alkutason kuluttajat syövät kasveja ja toissijaiset kuluttajat syövät ensisijaiset kuluttajat. Kärpäpetoeläimellä, jolla ei ole luonnollisia vihollisia, on kärkipaikka ruokapyramidissa.

Ravintosyklin toiminnot

biomassa on säilytetty ja kierrätetty ekosysteemissä. Kun organismit kuolevat, hajottajat hajottaa orgaanisen aineen energiaksi ja ravinteiksi, jotka virtaavat takaisin ekosysteemiin. Hajoavat eläimet vapauttavat hiilihydraatteja, rasvoja, proteiineja ja kaasuja mikrobien, kärpästen ja matojen reagoidessa niihin.

Bakteerit ja mikrobit hajottavat rappeutuvat kasviaineet ravinteiksi, kuten kalsiumiksi, typpeksi, kaliumiksi ja fosforiksi, jotka rikastuttavat maaperää.

Energia ja ravinteet myös virtaus ekosysteemien välillä. Esimerkiksi joen kivet hajoavat ja laittavat mineraaleja veteen, joka virtaa alavirtaan järviin ja peltoihin. Vaikutus voi myös olla haitallista. Maatilojen typpi ja fosforivuoto voivat saastuttaa vesiväylät.

Toisin kuin kierrätettävää ainetta, energia virtaa yhteen suuntaan. Kasvit tuottavat energiarikkaita glukoosimolekyylejä sieppatuista auringonvaloista, vedestä ja hiilidioksidista. Kemiallinen energia siirretään kuluttajille solujen aineenvaihduntaa varten ja ylimääräinen energia vapautuu lämmönä.

Ekosysteemin toiminnan vakaus

Ekosysteemit ovat dynaamisia jatkuvalla juoksutuksella ja virtaamalla energiaa ja ainetta. Ravintotasot, lajien populaatiot, säämallit, lämpötila, vuodenajat vaihtelevat ja muuttuvat. Ekosysteemin monimuotoisuus edistää vakautta.

Huolimatta ekosysteemien ekologian sujuvuudesta ja dynaamisesta luonteesta tasapainotila pysyy vakaana. Ekosysteemit ylläpitävät tasaista tilaa melko yhdenmukaisella koostumuksella. Normaalisti vaihtelevat bioottiset ja abioottiset piirteet eivät uhkaa vakaata järjestelmää. Toisin sanoen sademetsä on edelleen sademetsä, vaikka apinoiden väestö vähenee.

Häiriöt ekosysteemien toiminnassa

Luonnolliset häiriöt voivat häiritä ekosysteemien toimintaa. Esimerkiksi hurrikaanit, villit tulipalot, tulvat ja tulivuoret järkyttävät ekosysteemipalveluita. Tulvat voivat saastuttaa vesilähteet. Luontotyyppi katoaa ja lajit voivat siirtyä siirtymään. Petoeläimen ja saaliin välinen tasapaino voi olla pois päältä aiheuttaen dominovaikutuksen muihin lajeihin.

Invasiiviset lajit voi vaarantaa muiden lajien hyvinvoinnin ja olemassaolon. Invasiivisiin lajeihin kuuluvat kasvit ja eläimet, jotka on tuotu alueelle tahallisesti tai vahingossa. Joskus invasiivisia lajeja tuodaan tarkoituksella pysäyttääkseen saalistajan, joka ottaa haltuunsa. Esimerkiksi luonnonsuojelijat vapauttivat lohen Suurten Järvien alueelle vähemmän toivotun invasiivisen lajin torjumiseksi.

Ihmisen toiminta on toinen tärkeä syy vaarallisille ekosysteemimuutoksille. Metsästys, liikakalastus, uusiutumattomien luonnonvarojen hyödyntäminen, myrkylliset jätteet ja pilaantuminen uhkaavat ekosysteemejä ja niiden elimistöä. Ääritapauksissa, kuten vuoto ydinvoimalaitoksesta, vaikutuksen alaiset ekosysteemit voivat olla radioaktiivisia ja syöpää aiheuttavia tulevina vuosina.

Esimerkki meren ekosysteemistä

Suuri Valliriutta Australian rannikon edustalla on uskomattoman suuri ja monipuolinen meriekosysteemi joka on ollut olemassa miljoonia vuosia. Levät tarjoavat ruokaa kasvaville koralleille, jotka kiinnittyvät kuolleisiin koralliin riuttassa.

Kalat ja eläimet syövät vedessä kelluvia nuoria korallit. Mato, etanat ja pirteä meritähti voivat edelleen kuluttaa luurankoituja korallit.

Jotkut korallit ovat molemminpuolisesti hyödyllisiä suhteita katkarapujen ja rapujen kanssa, jotka asuvat korallikoloissa ja torjuvat keskinäisiä vihollisia pinsareidensa avulla. Abioottiset tekijät, jotka vaikuttavat koralliin merkittävästi, ovat veden lämpötilan nousu, valtamerten happamoituminen ja hiilidioksiditasot.

Smithsonianin luonnontieteellisen museon mukaan hapan merivesi on jo alkamassa liuottaa koralliriuttajen luurankorakennetta esimerkiksi Havaijilla.

Esimerkki vesiekosysteemistä

Lake of the Woodsin vesiekosysteemi sijaitsee Kanadan ja Yhdysvaltojen rajalla. Tämä makean veden runko on mitä jäljellä on kerran massiivisesta jäätikköjärvest Agassizista.

Tässä makean veden vesiekosysteemissä kasviplanktoni, eläinplanktoni, levät ja bakteerit tarjoavat optimaalisen määrän ruokaa, elinympäristöä ja happea maukkaille kaloille. Metsäjärveä kutsutaan usein maailman Walleye-pääkaupungiksi _._

Selkärangattomilla, kuten perhosilla ja rintamerkeillä, on myös tärkeä rooli makeanveden järvissä. He syövät mikro-organismeja, jotka ruokkivat hajoavia kasvi- ja eläinperäisiä aineita. Selkärangattomat tarjoavat erinomaisen ravintolähteen pienille kaloille, joita suuret kalat voivat syödä. Pelikaanit, haikaroiden, karhun ja ihmiset voivat saada kiinni.

Abioottisiin tekijöihin, jotka vaikuttavat vesiekosysteemin tilaan, kuten Woods-järvi, kuuluvat ilman ja veden lämpötila, hiilidioksiditasot ja myrkyllinen valuminen.

Esimerkki maanpäällisestä ekosysteemistä

Amazonin sademetsien ekosysteemi on lajien rikas maaympäristö Etelä-Amerikassa. Auringonvaloa imevät rehevät laajalehtiset kasvit ja korkeat puut, jotka tarjoavat ruokaa ja suojaa hämmästyttävälle joukolle lintuja, nisäkkäitä, hyönteisiä, liskoja ja käärmeitä tropiikalla. Petoeläimet, kuten jaguaari, syövät monia niistä.

Kun organismit kuolevat sademetsässä, hajoajat, kuten magootit ja mikrobit, hajottavat niiden energian ja ravintoaineet nopeasti. Ravinteet menevät takaisin maaperään ja auttavat kasveja kasvamaan. Sademetsän abioottisiin tekijöihin kuuluvat suuret määrät sateita, kuumuutta ja trooppinen ilmasto, joka ravitsee lajien biologista monimuotoisuutta metsäpohjasta paksuihin roikkuviin katoksiin.

Ekosysteemi vs. yhteisön ekologia

Ekologit voivat tutkimuskohteistaan ​​riippuen keskittyä yhteisöekologian, ekosysteemiekologian tai molempiin. Yhteisön ekologia tutkii erityisesti eri lajien välisiä vuorovaikutuksia ja kyseisen vuorovaikutuksen tuloksia. Ekosysteemien ekologia tarkastelee paljon laajemmin eläviä ja elottomia tekijöitä, jotka vaikuttavat ekologiseen yhteisöön ja laukaisevat ekosysteemimuutoksia.

Esimerkiksi ekologi, joka haluaa selvittää, miksi jättiläiskarppi ottaa haltuunsa järveä, joka oli kerran täynnä taimenta, saattaa suorittaa kalakannasta yhteisön ekologisen tutkimuksen yhdessä ekosysteemitutkimuksen kanssa veden laadun heikkenemisestä, joka vaikuttaa kaikkiin vesieläinlajeihin . Ekologit suorittavat tutkimuksia, jotka auttavat säästää luonnonvaroja tuleville sukupolville.

Ekosysteemirakenteiden suojaaminen

Ekosysteemien hallinnassa käytetään säilyttämiskäytäntöjä ekosysteemien toiminnan ja rakenteiden eheyden ylläpitämiseksi. Ekosysteemirakenteiden sanotaan olevan eheitä, kun ne ovat tasapainossa, vakaita ja ominaisia ​​kyseisen luonnollisen alueen ekologisille yhteisöille.

Sekä abioottiset että bioottiset tekijät ovat yleensä ennustettavissa. Väestödynamiikan tulisi myös olla itsensä ylläpitävää ilman, että tarvitaan ihmisten väliintuloa palauta tasapaino.

Hyvällä ekosysteemien hallinnalla on tärkeä rooli valtion puistojen, kansallispuistojen ja muiden villieläinalueiden säilyttämisessä. Ekosysteemin historian ja normaalien muutos- tai perimänopeuksien ymmärtäminen auttaa rakenneongelmien varhaisessa tunnistamisessa. Tavoitteena on säilyttää biologinen monimuotoisuus ja varmistaa kotoperäisten lajien elinkelpoisuus. Ympäristöasiantuntijat seuraavat tiiviisti ilmastokuvioita New Yorkista Kaliforniaan.

Katastrofinen ekosysteemin tuhoaminen

Luonnonkatastrofeja, kuten hurrikaania, seuraa säännöllinen peräkkäisyys ja alueen luonnollinen uudelleenrakentaminen entiseen tilaansa. Ihmisen toiminta voi kuitenkin väliaikaisesti tai lopullisesti tuhota ekosysteemin ekologian. Ekosysteemikatastrofeja on tapahtunut Yhdysvalloissa ja ympäri maailmaa.

Mississippi-joesta Persianlahteen kuljetetut pilaavat aineet ovat häirinneet vakavasti Meksikonlahden ekosysteemiä. Typpeä ja fosforia pelloilta, syöttötiloista ja jätevesistä valuu jokeen monista osavaltioista.

Liialliset ravintoaineiden määrät stimuloivat levien myrkyllisiä kukintoja, muuttavat ruokamuutosta ja heikentävät happea vedessä aiheuttaen kuolleen alueen ja massiivisen kalan tappamisen. Alueeseen vaikuttavat myös abiottiset tekijät, kuten hurrikaanit ja tulvat.

Vuonna 1986 Ukrainan Tšernobylin ydinvoimalaitoksessa sattunut onnettomuus päästi tappavan radioaktiivisen aineen ilmakehään. Miljoonat ihmiset altistuivat säteilylle. Tuhansille lapsille, jotka joivat maitoa saastuneella alueella laiduntavilta lehmiltä, ​​kehittyi kilpirauhassyöpä. Nykyään Tšernobylin ympäröivä radioaktiivinen alue on rajoitettu ihmisille, mutta susia, villihevosia ja muita eläimiä esiintyy huomattavassa määrin.