النظام البيئي هو نظام بيولوجي يتكون من مجموعة من الكائنات الحية، وموائلها، بالإضافة إلى نظام من الروابط التي تتبادل الطاقة فيما بينها. حاليا، هذا المصطلح هو المفهوم الأساسي للبيئة.

بناء

لقد تمت دراستهم مؤخرًا نسبيًا. يميز العلماء فيه مكونين رئيسيين - حيوي وغير حيوي. الأول ينقسم إلى غير متجانسة (بما في ذلك الكائنات الحية التي تحصل على الطاقة نتيجة أكسدة المواد العضوية - المستهلكة والمحللة) وتتلقى الطاقة الأولية لعملية التمثيل الضوئي والتخليق الكيميائي، أي المنتجين).

المصدر الوحيد والأهم للطاقة اللازمة لوجود النظام البيئي بأكمله هم المنتجون الذين يمتصون طاقة الشمس والحرارة والروابط الكيميائية. ولذلك، فإن الكائنات ذاتية التغذية تمثل أول النظام البيئي بأكمله. يتم تشكيل المستويات الثاني والثالث والرابع على حساب المستهلكين. يتم إغلاقها بواسطة محللات قادرة على تحويل المواد العضوية غير الحية إلى مكون غير حيوي.

إن خصائص النظام البيئي، والتي يمكنك أن تقرأ عنها بإيجاز في هذه المقالة، تشير إلى إمكانية التطور الطبيعي والتجديد.

المكونات الرئيسية للنظام البيئي

هيكل وخصائص النظام البيئي هي المفاهيم الرئيسية التي تتعامل معها البيئة. من المعتاد تسليط الضوء على المؤشرات التالية:

النظام المناخي، ودرجة الحرارة المحيطة، وكذلك الرطوبة وظروف الإضاءة؛

المواد العضوية التي تربط بين المكونات اللاأحيائية والحيوية في دورة المواد؛

المركبات غير العضوية الداخلة في دورة الطاقة؛

المنتجون هم كائنات حية تنتج منتجات أولية.

البلعميات هي كائنات غيرية التغذية تتغذى على كائنات حية أخرى أو جزيئات كبيرة من المواد العضوية؛

السابروتروفس هي كائنات غيرية التغذية يمكنها تدمير المواد العضوية الميتة وتمعدنها وإعادتها إلى الدورة.

يشكل مزيج المكونات الثلاثة الأخيرة الكتلة الحيوية للنظام البيئي.

يعمل النظام البيئي، الذي تتم دراسة خصائصه في علم البيئة، بفضل كتل من الكائنات الحية:

1. Saprophages - تتغذى على المواد العضوية الميتة.
2. العاثيات الحيوية - تأكل الكائنات الحية الأخرى.

استدامة النظام البيئي والتنوع البيولوجي

ترتبط خصائص النظام البيئي بتنوع الأنواع التي تعيش فيه. كلما كان التنوع البيولوجي أكثر اتساعًا وتعقيدًا، زاد استقرار النظام البيئي.

إن التنوع البيولوجي مهم للغاية لأنه يسمح بتكوين عدد كبير من المجتمعات، تختلف في الشكل والبنية والوظيفة، ويوفر فرصة حقيقية لتكوينها. ولذلك، كلما ارتفع التنوع البيولوجي، زاد عدد المجتمعات التي يمكنها العيش، وزاد عدد التفاعلات البيوجيوكيميائية التي يمكن أن تحدث، مع ضمان الوجود المعقد للمحيط الحيوي.

هل العبارات التالية حول خصائص النظام البيئي صحيحة؟ ويتميز هذا المفهوم بالنزاهة والاستقرار والتنظيم الذاتي والتكاثر الذاتي. العديد من التجارب والملاحظات العلمية تعطي إجابة إيجابية على هذا السؤال.

إنتاجية النظام البيئي

أثناء دراسة الإنتاجية، تم طرح مفاهيم مثل الكتلة الحيوية والعائد الثابت. يحدد المصطلح الثاني كتلة جميع الكائنات الحية التي تعيش على وحدة مساحة الماء أو الأرض. لكن الكتلة الحيوية هي أيضًا وزن هذه الأجسام، ولكن من حيث الطاقة أو المادة العضوية الجافة.

تشمل الكتلة الحيوية أجسامًا كاملة (بما في ذلك الأنسجة الميتة في الحيوانات والنباتات). ولا تصبح الكتلة الحيوية كتلة نخرية إلا عندما يموت الكائن الحي بأكمله.

المجتمعات هي تكوين الكتلة الحيوية من قبل المنتجين، دون استبعاد الطاقة التي يمكن إنفاقها على التنفس لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمنية.

هناك المنتجات الأولية الإجمالية والصافية. الفرق بينهما هو تكلفة التنفس.

إن صافي إنتاجية المجتمع هو معدل تراكم المواد العضوية، التي لا تستهلكها الكائنات غيرية التغذية، ونتيجة لذلك، تستهلكها المحللات. من المعتاد حساب السنة أو موسم النمو.

الإنتاجية الثانوية للمجتمع هي معدل تراكم الطاقة من قبل المستهلكين. كلما زاد عدد المستهلكين في النظام البيئي، تتم معالجة كميات أكبر من الطاقة.

التنظيم الذاتي

تشمل خصائص النظام البيئي التنظيم الذاتي، والذي يتم تنظيم فعاليته من خلال تنوع السكان والعلاقات الغذائية بينهم. عندما يتناقص عدد أحد المستهلكين الأساسيين، تنتقل الحيوانات المفترسة إلى الأنواع الأخرى التي كانت في السابق ذات أهمية ثانوية بالنسبة لها.

يمكن أن تتقاطع السلاسل الطويلة مما يخلق إمكانية تنويع العلاقات الغذائية اعتمادًا على عدد الفرائس أو محصول النبات. في الأوقات الأكثر ملاءمة، يمكن استعادة عدد الأنواع - وبالتالي، يتم تطبيع العلاقات في التكاثر الحيوي.

التدخل البشري غير الحكيم في النظام البيئي يمكن أن يكون له عواقب سلبية. تضاعف عدد اثني عشر زوجًا من الأرانب التي تم إحضارها إلى أستراليا إلى عدة مئات الملايين من الأفراد على مدى أربعين عامًا. حدث هذا بسبب عدم كفاية عدد الحيوانات المفترسة التي تتغذى عليها. نتيجة لذلك، تدمر الحيوانات ذات الفراء جميع النباتات في البر الرئيسي.

المحيط الحيوي

المحيط الحيوي هو نظام بيئي من أعلى المستويات، يوحد جميع النظم البيئية في نظام واحد ويوفر إمكانية الحياة على كوكب الأرض.

كيف تتم دراسة النظام البيئي العالمي من قبل علم البيئة. من المهم معرفة كيفية عمل العمليات التي تؤثر على حياة جميع الكائنات الحية ككل.

يشمل المحيط الحيوي المكونات التالية:

- المحيط المائي- هذه هي القشرة المائية للأرض. إنه متنقل ويخترق كل مكان. الماء مركب فريد من نوعه وهو أحد أسس الحياة لأي كائن حي.

- أَجواء- أخف طائرة محمولة جواً تقترب من الفضاء الخارجي. وبفضلها يتم تبادل الطاقة مع الفضاء الخارجي؛

- الغلاف الصخري- القشرة الصلبة للأرض، المكونة من الصخور النارية والرسوبية.

- بيدوسفير- الطبقة العليا من الغلاف الصخري بما في ذلك التربة وعملية تكوين التربة. إنه يحد جميع الأصداف السابقة، ويغلق جميع دورات الطاقة والمادة في المحيط الحيوي.

المحيط الحيوي ليس نظامًا مغلقًا، حيث يتم إمداده بالكامل تقريبًا بالطاقة الشمسية.

النظم البيئية الاصطناعية

النظم البيئية الاصطناعية هي أنظمة تم إنشاؤها نتيجة للنشاط البشري. وهذا يشمل التكاثر الزراعي والنظم الاقتصادية الطبيعية.

يختلف تكوين النظام البيئي الذي أنشأه الإنسان وخصائصه الأساسية قليلاً عن النظام البيئي الحقيقي. كما أن لديها المنتجين والمستهلكين والمحللين. ولكن هناك اختلافات في إعادة توزيع تدفقات المادة والطاقة.

تختلف النظم البيئية الاصطناعية عن النظم البيئية الطبيعية في المعايير التالية:

1. عدد أقل بكثير من الأنواع وغلبة واضحة لواحد أو أكثر منها.
2. استقرار منخفض نسبيًا واعتماد قوي على جميع أنواع الطاقة (بما في ذلك البشر).
3. سلاسل غذائية قصيرة بسبب قلة تنوع الأنواع.
4. دورة مفتوحة من المواد بسبب إزالة منتجات المجتمع أو المحاصيل من قبل الإنسان. وفي الوقت نفسه، فإن النظم البيئية الطبيعية، على العكس من ذلك، تدرج أكبر قدر ممكن منها في الدورة.

إن خصائص النظام البيئي الذي تم إنشاؤه في بيئة اصطناعية أدنى من خصائص البيئة الطبيعية. إذا لم تحافظ على تدفقات الطاقة، فسيتم استعادة العمليات الطبيعية بعد وقت معين.

النظام البيئي للغابات

يختلف تكوين وخصائص النظام البيئي للغابات عن النظم البيئية الأخرى. في هذه البيئة، تهطل الأمطار أكثر بكثير مما تسقط فوق الحقل، لكن معظمها لا يصل أبدًا إلى سطح الأرض ويتبخر مباشرة من الأوراق.

يتكون النظام البيئي للغابات المتساقطة من عدة مئات من الأنواع النباتية وعدة آلاف من الأنواع الحيوانية.

النباتات التي تنمو في الغابة هي منافسين حقيقيين وتقاتل من أجل ضوء الشمس. كلما انخفض المستوى، استقرت الأنواع الأكثر تحملاً للظل هناك.

المستهلكون الأساسيون هم الأرانب البرية والقوارض والطيور والحيوانات العاشبة الكبيرة. تنتقل جميع العناصر الغذائية التي تحتويها أوراق النباتات في الصيف إلى الفروع والجذور في الخريف.

يشمل المستهلكون الأساسيون أيضًا اليرقات وخنافس اللحاء. يتم تمثيل كل مستوى غذائي بعدد كبير من الأنواع. دور الحشرات العاشبة مهم جدا. إنها ملقحات وتعمل كمصدر للغذاء للمستوى التالي من السلسلة الغذائية.

النظام البيئي للمياه العذبة

يتم إنشاء الظروف الأكثر ملاءمة لحياة الكائنات الحية في المنطقة الساحلية للخزان. هذا هو المكان الذي يسخن فيه الماء بشكل أفضل ويحتوي على أكبر قدر من الأكسجين. وهنا يعيش عدد كبير من النباتات والحشرات والحيوانات الصغيرة.

نظام العلاقات الغذائية في المياه العذبة معقد للغاية. تستهلك الأسماك العاشبة والرخويات ويرقات الحشرات النباتات العليا. وهذا الأخير بدوره مصدر غذاء للقشريات والأسماك والبرمائيات. تتغذى الأسماك المفترسة على الأنواع الصغيرة. تجد الثدييات أيضًا طعامًا هنا.

لكن بقايا المواد العضوية تسقط في قاع الخزان. تتطور عليها البكتيريا التي تستهلكها الأوليات والرخويات التي تتغذى بالترشيح.

الطبيعة هي اقتران لا يكل
الأفعال "يأكل" و "يؤكل".
وليام إنج

ما هي المكونات الرئيسية للنظم البيئية؟ ما هي السلاسل الغذائية والشبكات الغذائية؟ ما هو التركيب الغذائي للنظام البيئي؟

محاضرة الدرس

مكونات النظام البيئي الرئيسية. النظم البيئية هي وحدة وظيفية أولية للطبيعة الحية، حيث تحدث التفاعلات بين جميع مكوناتها ويحدث فيها تداول المواد والطاقة. يشمل تكوين النظام البيئي المواد غير العضوية (الماء، وثاني أكسيد الكربون، ومركبات النيتروجين، وما إلى ذلك)، والتي تدخل في الدورة، والمركبات العضوية (البروتينات، والكربوهيدرات، والدهون، وما إلى ذلك)، التي تربط بين الحيوية (الحية) وغير الحيوية ( غير حية أو خاملة) أجزائها. يتميز كل نظام بيئي ببيئة معينة (الهواء والماء والأرض)، بما في ذلك النظام المناخي ومجموعة معينة من معلمات البيئة المادية (درجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك). بناءً على الدور الذي تلعبه الكائنات الحية في النظام البيئي، فإنها تنقسم إلى ثلاث مجموعات:

• المنتجين- الكائنات ذاتية التغذية، وخاصة النباتات الخضراء، القادرة على إنتاج مواد عضوية من مواد غير عضوية؛
• المستهلكين- الكائنات غير المتجانسة، وخاصة الحيوانات التي تتغذى على كائنات حية أخرى أو جزيئات المواد العضوية؛
• المحللات- الكائنات غيرية التغذية، وخاصة البكتيريا والفطريات، مما يضمن تحلل المركبات العضوية.

ترتبط البيئة والكائنات الحية ببعضها البعض من خلال عمليات تداول المادة والطاقة.

يلتقط المنتجون ضوء الشمس ويحولون طاقته إلى طاقة الروابط الكيميائية للمركبات العضوية التي يقومون بتصنيعها. يستخدم المستهلكون، المنتجون للطعام، الطاقة المنطلقة أثناء تفكك هذه الروابط الكيميائية لبناء أجسامهم. تتصرف المحللات بطريقة مماثلة، ولكنها تستخدم إما الجثث أو المنتجات التي يتم إطلاقها خلال العمليات الحياتية للكائنات الحية كمصدر للغذاء. في الوقت نفسه، تقوم المحللات بتحليل الجزيئات العضوية المعقدة إلى مركبات غير عضوية بسيطة - ثاني أكسيد الكربون، وأكاسيد النيتروجين، والماء، وأملاح الأمونيوم، وما إلى ذلك. ونتيجة لذلك، فإنها تعيد المواد التي أزالتها النباتات منها إلى البيئة، ويمكن إعادة هذه المواد مرة أخرى المستخدمة من قبل المنتجين. اكتملت الدورة. وتجدر الإشارة إلى أن جميع الكائنات الحية متحللة إلى حد ما. أثناء عملية التمثيل الغذائي، تستخرج الطاقة التي تحتاجها عن طريق تحطيم المركبات العضوية، وإطلاق ثاني أكسيد الكربون والماء كمنتج نهائي.

في النظم البيئية، يتم ترتيب المكونات الحية في سلاسل - طعامأو السلاسل الغذائية، حيث يكون كل رابط سابق بمثابة غذاء للرابط التالي. يوجد في قاعدة السلسلة الغذائية منتجون ينتجون مادة حية - الكتلة الحيوية الأولية من المواد غير العضوية والطاقة الضوئية. يتكون الرابط الثاني من العاثيات النباتية الحيوانية التي تستهلك هذه الكتلة الحيوية الأولية - وهي مستهلكة من الدرجة الأولى. وهي بدورها تعمل كغذاء للكائنات الحية التي تشكل المستوى الغذائي التالي - مستهلكو الدرجة الثانية. بعد ذلك يأتي المستهلكون من الدرجة الثالثة، وما إلى ذلك. دعونا نعطي مثالاً لسلسلة بسيطة:

فيما يلي مثال لدائرة أكثر تعقيدًا:

في النظم البيئية الطبيعية، لا تكون السلاسل الغذائية معزولة عن بعضها البعض، ولكنها متشابكة بشكل وثيق. أنها تشكل الشبكات الغذائية، مبدأ تكوينها هو أن كل منتج يمكن أن يكون بمثابة غذاء ليس لشخص واحد، ولكن للعديد من الحيوانات النباتية، والتي بدورها يمكن أن تأكلها أنواع مختلفة من المستهلكين من الدرجة الثانية، وما إلى ذلك (الشكل 49).

أرز. 49. شبكة الرنجة الغذائية

تشكل الشبكات الغذائية إطار النظم البيئية، ويمكن أن يكون لاختلالها عواقب لا يمكن التنبؤ بها. والأنظمة البيئية المعرضة للخطر بشكل خاص هي النظم الإيكولوجية ذات السلاسل الغذائية البسيطة نسبيا، أي تلك التي يكون فيها نطاق المواد الغذائية لنوع معين ضيقا (على سبيل المثال، العديد من النظم الإيكولوجية في القطب الشمالي). يمكن أن يؤدي فقدان إحدى الروابط إلى انهيار الشبكة الغذائية بأكملها وتدهور النظام البيئي ككل.

الهيكل الغذائي للنظام البيئي والطاقة. تلتقط النباتات الخضراء 1-2% من الطاقة الشمسية الساقطة عليها وتحولها إلى طاقة الروابط الكيميائية. يمتص مستهلكو الدرجة الأولى حوالي 10% من إجمالي الطاقة الموجودة في النباتات التي يتناولونها. في كل مستوى لاحق، يتم فقدان 10-20٪ من طاقة المستوى السابق. وهذا النمط يتوافق تمامًا مع القانون الثاني للديناميكا الحرارية. ووفقا لهذا القانون، أثناء أي تحويل للطاقة، يتبدد جزء كبير منها في شكل طاقة حرارية غير متاحة للاستخدام. وبالتالي، تتناقص الطاقة بسرعة في السلاسل الغذائية، مما يحد من طولها. ويرتبط هذا أيضًا بانخفاض عند كل مستوى لاحق في العدد والكتلة الحيوية (كمية المادة الحية معبرًا عنها بوحدات الكتلة أو السعرات الحرارية) للكائنات الحية. إلا أن هذه القاعدة، كما سنرى أدناه، لها عدد من الاستثناءات.

يعتمد استقرار كل نظام بيئي على بنية غذائية معينة، والتي يمكن التعبير عنها في شكل أهرامات الأرقام والكتلة الحيوية والطاقة. عند بنائها، يتم تصوير قيم المعلمة المقابلة لكل مستوى غذائي في شكل مستطيلات موضوعة فوق بعضها البعض.

يعتمد شكل الأهرامات السكانية (الشكل 50) إلى حد كبير على حجم الكائنات الحية في كل مستوى غذائي، وخاصة المنتجة. على سبيل المثال، عدد الأشجار في الغابة أقل بكثير من عدد العشب في المرج.

بدءًا من المستهلكين من الدرجة الأولى، يتم ملاحظة القاعدة بشكل أو بآخر، والتي بموجبها يزداد حجم الكائنات الحية في كل مستوى غذائي لاحق. على الرغم من وجود استثناءات هنا: يمكن لمجموعة من الذئاب أن تقود غزالًا أو موسًا - فريسة أكبر بكثير من كل ذئب على حدة.

تعكس أهرامات الكتلة الحيوية بشكل أفضل البنية الفعلية للنظام البيئي. إذا كانت أحجام الكائنات الحية على مستويات غذائية مختلفة لا تختلف كثيرا، فيمكن الحصول على الهرم المتدرج (انظر الشكل 50). ومع ذلك، في النظم الإيكولوجية ذات المنتجين الصغار جدًا (العوالق النباتية) والمستهلكين الكبار، ستكون الكتلة الإجمالية للأخيرة أعلى، وسنحصل على هرم مقلوب. هذه الصورة نموذجية بالنسبة لمعظم النظم الإيكولوجية البحرية وأنظمة المياه العذبة.

أرز. 50. الأهرامات البيئية

توفر أهرامات الطاقة الصورة الأكثر اكتمالا للتنظيم الوظيفي للنظام البيئي. يعتمد عدد وكتلة الكائنات الحية في كل مستوى غذائي على وفرة الغذاء في المستوى السابق في وقت معين. ولذلك، فإن أهرامات الأرقام والكتلة الحيوية تعكس إحصائيات النظام البيئي، أي أنها تميز عدد الكائنات الحية في وقت الدراسة. يعكس هرم الطاقة السرعة التي يمر بها الطعام عبر السلسلة الغذائية. ترمز كل خطوة إلى كمية الطاقة (المحسوبة لكل وحدة مساحة أو حجم) التي مرت بمستوى غذائي معين خلال فترة معينة. ولذلك فإن شكل هرم الطاقة لا يتأثر بالتغيرات في الحجم والسكان والكتلة الحيوية. دائمًا ما يكون له شكل مثلث تكون قمته متجهة لأعلى، وهو ما يرتبط بفقد الطاقة أثناء الانتقال من مستوى غذائي إلى آخر (انظر الشكل 50).

تعتبر دراسة البنية الغذائية للنظم البيئية، وخاصة قوانين تحويل الطاقة، ذات أهمية قصوى لفهم الآليات التي تكمن وراء استقرارها. وبدون ذلك، من المستحيل حساب الحدود المسموح بها للتأثير على البيئة بشكل صحيح، والتي بعد ذلك سوف تسبب أضرارا لا يمكن إصلاحها.

تشكل الروابط الغذائية بين الكائنات الحية أساس النظام البيئي. في أي نظام بيئي هناك بالتأكيد منتجون أساسيون للمواد العضوية - المنتجون، والكائنات الحية التي تستهلك هذه المادة وتعالجها - المستهلكون والمحللون. تشكل هذه المكونات الرئيسية للنظام البيئي سلاسل وشبكات غذائية يمر من خلالها تدفق المادة والطاقة. وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، يوجد عند كل مستوى غذائي فقدان كبير للطاقة على شكل حرارة، مما يحد من طول السلاسل الغذائية. يعمل النظام البيئي كنظام واحد متطور ذو تنظيم ذاتي.

• اشرح لماذا من الممكن تحديد المكونات المشتركة في أي نظام بيئي.
• ما الذي يشكل الأساس لتفاعل مكونات النظام البيئي؟
• وما أهمية تنوع مكوناته لاستدامة النظام البيئي؟

النظام البيئي (التكاثر الحيوي)- مجموعة من الكائنات الحية المختلفة والمكونات غير الحية للبيئة، المترابطة بشكل وثيق من خلال تدفقات المادة والطاقة.

رئيسي موضوع البحث مع نهج النظام البيئي في علم البيئة، تصبح عمليات تحويل المادة والطاقة بين البيئة الحيوية والتكاثر الحيوي، أي الدورة البيوجيوكيميائية الناشئة للمواد في النظام البيئي ككل.

تشمل النظم البيئية مجتمعات حيوية من أي نطاق مع موطنها (على سبيل المثال، من البركة إلى المحيط العالمي، من الجذع الفاسد إلى غابة التايغا الشاسعة).

وفي هذا الصدد، تتميز مستويات النظام البيئي

مستويات النظام البيئي:

1. النظم الإيكولوجية الدقيقة(جذع فاسد به حشرات وكائنات دقيقة وفطريات تعيش فيه ؛ إناء للزهور) ؛

2. النظم البيئية المتوسطة(بركة، بحيرة، السهوب، إلخ)؛

3. النظم البيئية الكلية(القارة والمحيط)؛

4. النظام البيئي العالمي(المحيط الحيوي للأرض).

النظام البيئي هو نظام متكامل يتضمن مكونات حيوية وغير حيوية. يتفاعلون مع بعضهم البعض. جميع النظم البيئية هي أنظمة مفتوحة وتعمل عن طريق استهلاك الطاقة الشمسية.

تشمل المكونات اللاأحيائية المواد غير العضوية التي يتم تضمينها في الدورات، والمركبات العضوية التي تربط الأجزاء الحيوية وغير الحيوية: الهواء والماء والبيئة الركيزة.

تحتوي المكونات الحيوية للنظام البيئي على نوع وبنية مكانية وغذائية.

يتجلى الهيكل المكاني للنظام البيئي في طبقات: تكون العمليات ذاتية التغذية أكثر نشاطًا في الطبقة العليا - "الحزام الأخضر"، حيث يتوفر ضوء الشمس. تكون العمليات غير المتجانسة أكثر كثافة بالنسبة للطبقة الدنيا. - "حزام بني". هنا تتراكم المواد العضوية في التربة والرواسب.

يتم تمثيل الهيكل الغذائي للنظام البيئي من قبل المنتجين - منتجي المواد العضوية والمستهلكين - مستهلكي المواد العضوية، وكذلك المحللين - تدمير المركبات العضوية إلى مركبات غير عضوية. لا يمكن للنظام البيئي أن يضمن تداول المادة إلا إذا كان يتضمن المكونات الأربعة الضرورية لذلك: احتياطيات العناصر الغذائية والمنتجين والمستهلكين والمحللات. المنتجون هم كائنات ذاتية التغذية، والمستهلكون كائنات غير ذاتية التغذية. تنقسم الكائنات غيرية التغذية إلى كائنات مغذية (تتغذى على الكائنات الحية الأخرى) ونباتات رمامية ومدمرات (بكتيريا وفطريات تحلل الأنسجة الميتة).

في أي نظام بيئي، يحدث تفاعل المكونات ذاتية التغذية وغيرية التغذية في عملية تداول المادة. يتم فقدان ما يصل إلى 90% من المادة والطاقة في كل مرحلة من مراحل السلسلة الغذائية، وينتقل 10% فقط إلى المستهلك التالي (قاعدة 10%). يعتمد معدل تكوين المواد العضوية في النظم البيئية - المنتجات البيولوجية - على طاقة الشمس. الإنتاج البيولوجي للنظم الإيكولوجية هو المعدل الذي يتم به إنشاء الكتلة الحيوية فيها. الإنتاج النباتي أساسي، والإنتاج الحيواني ثانوي. في أي تكاثر حيوي، يكون إنتاج كل مستوى غذائي أقل بعشر مرات من المستوى السابق. الكتلة الحيوية للنباتات أكبر من الكتلة الحيوية للحيوانات العاشبة، وكتلة الحيوانات المفترسة أقل بعشر مرات من كتلة الحيوانات العاشبة (قاعدة هرم الإنتاج البيولوجي). وفي المحيطات، تنقسم الطحالب وحيدة الخلية بمعدل أسرع وتنتج إنتاجًا عاليًا. لكن عددها الإجمالي يتغير قليلاً، لأن مغذيات الترشيح تأكلها بمعدل أقل. بالكاد يكون لدى الطحالب الوقت الكافي للتكاثر من أجل البقاء. تنمو الأسماك ورأسيات الأرجل والقشريات الكبيرة وتتكاثر بشكل أبطأ، ولكن يأكلها الأعداء بشكل أبطأ، لذلك تتراكم كتلتها الحيوية. إذا وزنت كل الطحالب وكل الحيوانات الموجودة في المحيط، فإن هذه الأخيرة سوف تتفوق. تبين أن هرم الكتلة الحيوية في المحيط مقلوب رأسًا على عقب. وفي النظم الإيكولوجية الأرضية، يكون معدل استهلاك نمو النبات أقل ويشبه هرم الكتلة الحيوية هرم الإنتاج. أقل النظم البيئية إنتاجية هي الصحاري الساخنة والباردة والأجزاء الوسطى من المحيطات. يتم توفير متوسط ​​الإنتاج من الغابات المعتدلة والمروج والسهوب. أعلى زيادة في الكتلة النباتية تحدث في الغابات الاستوائية وعلى الشعاب المرجانية في المحيط.

1. علاقات النظام البيئي

التفاعلات البيئية للسكان والكائنات الفردية في النظام البيئي هي ذات طبيعة مادية ومعلوماتية. بادئ ذي بدء، هذه تفاعلات غذائية (غذائية)، والتي تتخذ أشكالا مختلفة: الحيوانات العاشبة - أكل النباتات؛ آكلة اللحوم – Zoophagy، أكل الحيوانات الأخرى من قبل بعض الحيوانات، بما في ذلك الافتراس.

سكان الحيوانات العاشبة والحيوانات المفترسة والحيوانات آكلة اللحوم هم مستهلكون للمواد العضوية - مستهلكون يمكن أن يكونوا أوليين وثانويين وثلاثيين. النباتات منتجة.

بعض الروابط البيئية الأكثر دراسة هي بين الحيوانات المفترسة والفرائس. افتراس- هذه طريقة للحصول على الغذاء وإطعام الحيوانات. قيمة الحيوانات المفترسة بالنسبة لعدد الفرائس إيجابية، لأن تقوم الحيوانات المفترسة في المقام الأول بإبادة الأفراد المرضى والضعفاء. وهذا يساهم في الحفاظ على تنوع الأنواع، لأن ينظم عدد السكان في المستويات الغذائية المنخفضة.

التكافل (التبادلية). تتعايش جميع أنواع الأشجار تقريبًا مع الفطريات الدقيقة. تتشابك الفطريات الفطرية مع أجزاء رقيقة من الجذور وتتغلغل في الفضاء بين الخلايا. تؤدي كتلة من خيوط الفطر الدقيقة وظيفة شعر الجذر، حيث تمتص محلول التربة المغذي.

مسابقة -نوع آخر من العلاقة. تسمى أنماط العلاقات التنافسية بمبدأ الاستبعاد التنافسي: لا يمكن لنوعين أن يتواجدا بشكل مستدام في مساحة محدودة إذا كان النمو السكاني محدودًا بمورد حيوي واحد.

إذا كانت الأنواع التي تعيش معًا مرتبطة فقط من خلال سلسلة من الأنواع الأخرى ولا تتفاعل، وتعيش في نفس المجتمع، فإن علاقتها تسمى محايدة. الثدي والفئران في نفس الغابة من الأنواع المحايدة.

التعاون الأولي(برلمان المملكة المتحدة)

معايشة(واحد يستفيد)

المذهبية(نوع واحد يمنع نمو نوع آخر)

1. تتدفق الطاقة في النظام البيئي

النظم البيئية الطبيعية هي أنظمة مفتوحة : يجب أن يتلقوا المواد والطاقة ويتنازلوا عنها.

داخل النظم البيئية هناك تداول مستمر للمادة والطاقة. يتم توفير مراحل هذه الدورة من قبل مجموعات مختلفة من الكائنات الحية التي تؤدي وظائف مختلفة:

1. المنتجين(من اللاتينية Producentis - إنتاج وإنشاء) الكائنات الحية التي تشكل مواد عضوية من مواد غير عضوية. بادئ ذي بدء، هذه نباتات تنتج الجلوكوز من الماء وثاني أكسيد الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي باستخدام طاقة الشمس.

أ) في المحيطوغيرها من المسطحات المائية، والمنتجون هم الطحالب المجهرية

العوالق النباتيةوكذلك الطحالب الكبيرة.

ب) على الأرض– هذه نباتات عليا كبيرة (الأشجار والشجيرات والأعشاب).

2. المستهلكين(من اللاتينية تستهلك - تستهلك) - الكائنات الحية التي تعيش على المواد العضوية التي أنشأها المنتجون. يشمل المستهلكون جميع الحيوانات التي تأكل النباتات وبعضها البعض.

أ) مستهلكو الدرجة الأولى - العاثيات النباتية(الحيوانات العاشبة - ذوات الحوافر والقوارض وبعض الحشرات) ؛

ب ) المستهلكين من الدرجة الثانية– الحيوانات آكلة اللحوم (الطيور والثدييات الحشرية والبرمائيات والأسماك);

ج) المستهلكين من الدرجة الثالثة– الحيوانات المفترسة الكبيرة (الأسماك المفترسة والطيور والثدييات).

3. المحللون(من اللاتينية المخفض - العودة والاستعادة) - الكائنات الحية التي تتلقى الطاقة عن طريق تحلل المواد العضوية الميتة ( المخلفات )، في حين تطلق المحللات عناصر غير عضوية لتغذية المنتجين. وتشمل هذه البكتيريا والفطريات.

ونتيجة لتفاعل هذه المجموعات من الكائنات الحية، يحدث تداول المادة والطاقة في النظام البيئي

علم البيئة زوبانوفا سفيتلانا جيناديفنا

5. تنظيم (هيكل) النظم البيئية

لكي تعمل النظم البيئية لفترة طويلة وكوحدة واحدة، يجب أن تتمتع بخصائص ربط وإطلاق الطاقة وتداول المواد. ويجب أن يكون للنظام البيئي أيضًا آليات لمقاومة التأثيرات الخارجية.

هناك نماذج مختلفة للنظام البيئي.

1. نموذج كتلة النظام البيئي.يتكون كل نظام بيئي من كتلتين: التكاثر الحيوي والمنظار الحيوي.

التكاثر الحيوي، وفقا ل في إن سوكاشيف ، يتضمن الكتل والروابط. يتم تطبيق هذا المفهوم بشكل عام على أنظمة الأراضي. في التكاثر الحيوي، يعد وجود مجتمع نباتي (مرج، سهوب، مستنقع) كرابط رئيسي أمرًا إلزاميًا. هناك أنظمة بيئية ليس لها رابط نباتي. على سبيل المثال، تلك التي تتشكل على أساس البقايا العضوية المتحللة وجثث الحيوانات. إنهم يحتاجون فقط إلى وجود مرض التكاثر الحيواني والتكاثر الميكروبي.

كل تكاثر حيوي هو نظام بيئي، ولكن ليس كل نظام بيئي هو تكاثر حيوي.

تختلف التكاثر الحيوي والنظم البيئية في عامل الوقت. من المحتمل أن يكون أي تكاثر حيوي خالدًا، لأنه يتلقى الطاقة باستمرار من نشاط الكائنات الحية الضوئية أو الكيميائية النباتية. وكذلك النظم البيئية التي لا تحتوي على رابط نباتي، والتي تنهي وجودها، تطلق كل الطاقة الموجودة فيها أثناء تحلل الركيزة.

2. هيكل الأنواع من النظم الإيكولوجية.ويشير إلى عدد الأنواع التي تشكل النظام البيئي ونسبة أعدادها. يصل تنوع الأنواع إلى مئات وعشرات المئات. كلما كان النظام البيئي أكثر ثراءً، كلما كان أكثر أهمية. تعد النظم الإيكولوجية للغابات الاستوائية هي الأغنى بتنوع الأنواع. يعتمد ثراء الأنواع أيضًا على عمر النظم البيئية. في النظم البيئية القائمة، عادة ما يتم تمييز نوع واحد أو 2-3 أنواع، وهي سائدة بشكل واضح في عدد الأفراد. الأنواع التي تسود بوضوح في عدد الأفراد هي المهيمنة (من اللاتينية dom-inans - "المهيمنة"). يوجد أيضًا في النظم البيئية أنواع - مُنشئون (من اللاتينية aedifica-tor - "باني"). هذه هي الأنواع التي تشكل البيئة (شجرة التنوب في غابة التنوب، إلى جانب الهيمنة، لها خصائص تنويرية عالية). يعد تنوع الأنواع خاصية مهمة للنظم البيئية. ويضمن التنوع ازدواجية استدامته. يتم استخدام هيكل الأنواع لتقييم ظروف النمو بناءً على النباتات المؤشرة (منطقة الغابات - حميض الخشب، فهو يشير إلى ظروف الرطوبة). تسمى النظم البيئية بالنباتات المعلمة أو المهيمنة والنباتات المؤشرة.

3. الهيكل الغذائي للنظم الإيكولوجية.دوائر الطاقة. يتضمن كل نظام بيئي عدة مستويات غذائية (غذائية). الأول هو النباتات. والثاني هو الحيوانات. والأخيرة هي الكائنات الحية الدقيقة والفطريات.

من كتاب ما اسم إلهك؟ الحيل الكبرى في القرن العشرين [نسخة المجلة] مؤلف جولوبيتسكي سيرجي ميخائيلوفيتش

هيكل التسلسل الهرمي لامواي لا يتزعزع، مثل سرب الحديد، ومدروس لأصغر الفروق الدقيقة نتيجة لما يقرب من نصف قرن من التوتر اللاإنساني من الماكرة التسويقية. يوجد في قاعدة الهرم عدد لا يحصى من النمل - الموزعون العاديون. في عام 1999 هم

من كتاب المرأة. كتاب مدرسي للرجال [الطبعة الثانية] مؤلف نوفوسيلوف أوليغ أوليغوفيتش

من كتاب الدراسات الإقليمية مؤلف سيبيكيف كونستانتين

من كتاب علم الأحياء [كتاب مرجعي كامل للتحضير لامتحان الدولة الموحدة] مؤلف ليرنر جورجي إسحاقوفيتش

من كتاب استخباراتك المضادة [الدليل العملي] مؤلف زيمليانوف فاليري ميخائيلوفيتش

7.2. النظام البيئي (التكاثر الحيوي)، مكوناته: المنتجون، المستهلكون، المحللون، دورهم. الأنواع والبنية المكانية للنظام البيئي. السلاسل وشبكات الطاقة وصلاتها. أنواع السلاسل الغذائية. رسم مخططات نقل المواد والطاقة (دوائر الطاقة). القاعدة البيئية

من كتاب علم البيئة مؤلف زوبانوفا سفيتلانا جيناديفنا

7.3. تنوع النظم البيئية (التكاثر الحيوي). التنمية الذاتية وتغيير النظم البيئية. - التعرف على أسباب استقرار وتغير النظم البيئية. مراحل تطور النظام البيئي. الخلافة. التغيرات في النظم البيئية تحت تأثير الأنشطة البشرية. النظم الإيكولوجية الزراعية، الاختلافات الرئيسية عن تلك الطبيعية

من كتاب الدراسات الإقليمية مؤلف سيبيكيف كونستانتين

7.4. تداول المواد وتحويل الطاقة في النظم البيئية، ودور الكائنات الحية من مختلف الممالك فيها. يعد التنوع البيولوجي والتنظيم الذاتي وتداول المواد أساس التنمية المستدامة للنظم البيئية، ويتم تحديد تداول المواد والطاقة في النظم البيئية من خلال

من كتاب المرأة. دليل للرجال مؤلف نوفوسيلوف أوليغ أوليغوفيتش

من كتاب المرأة. دليل للرجال. مؤلف نوفوسيلوف أوليغ أوليغوفيتش

6. استقرار واستدامة النظم البيئية غالبًا ما يُعتبر مفهوما “الاستقرار” و”الاستدامة” في علم البيئة مترادفين، ويعنيان قدرة النظم البيئية على الحفاظ على بنيتها وخصائصها الوظيفية تحت تأثير العوامل الخارجية.المزيد

من كتاب دليل البقاء للكشافة العسكرية [الخبرة القتالية] مؤلف أردشيف أليكسي نيكولايفيتش

8. ديناميات وتطوير النظم البيئية. الأنظمة البيئية المتعاقبة، التي تتكيف مع التغيرات في البيئة الخارجية، هي في حالة من الديناميكية. يمكن أن تنطبق هذه الديناميكيات على الأجزاء الفردية من النظم البيئية وعلى النظام ككل. ترتبط الديناميكيات بالتكيف مع العوامل الخارجية

من كتاب المؤلف

51. تدمير النظم البيئية. التصحر من بين الأضرار البيئية التي لها أطول تاريخ وتسببت في أكبر ضرر للمحيط الحيوي هو تدمير النظم البيئية، وتصحرها، أي فقدان القدرة على التنظيم الذاتي والشفاء الذاتي.

من كتاب المؤلف

54. التنظيم الإقليمي وهيكل قوى الإنتاج في منطقة الشرق الأقصى تعتمد القطاعات الرائدة في تخصص السوق في منطقة الشرق الأقصى على الاستخدام الواسع النطاق لمواردها الطبيعية. الصناعات الرئيسية هي صيد الأسماك،

من كتاب المؤلف

من كتاب المؤلف

من كتاب المؤلف

1.5 القبيلة البدائية هيكل وظيفى. هيكل التسلسل الهرمي. بنية العلاقات بين الجنسين: حتى الشعوب الأكثر بدائية تعيش في ظروف ثقافة مختلفة عن الثقافة الأولية، من الناحية الزمنية القديمة قدم ثقافتنا، وتتوافق أيضًا مع ثقافة لاحقة،

على الرغم من أن النظام البيئي يعتبر وحدة أولية للمحيط الحيوي، إلا أن النظام البيئي في هيكله عبارة عن آلية معقدة للغاية ومتعددة المكونات. تشكل مجموعات الأنواع المختلفة دائمًا مجتمعات معقدة في المحيط الحيوي للأرض - التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي عبارة عن مجموعة من النباتات والحيوانات والفطريات والأوالي التي تعيش في مساحة من الأرض أو مسطح مائي ولها علاقات معينة مع بعضها البعض. يُطلق على التكاثر الحيوي، بالإضافة إلى المناطق المحددة من سطح الأرض التي تشغلها والغلاف الجوي المحيط بها، اسم النظم البيئية. يمكن أن تكون بمقاييس مختلفة - من قطرة ماء أو كومة نمل إلى النظام البيئي للجزيرة والنهر والقارة والمحيط الحيوي بأكمله ككل. وبالتالي، فإن النظام البيئي عبارة عن مجمع مترابط من المكونات الحية والخاملة المترابطة عن طريق التمثيل الغذائي والطاقة. إن الدور النشط الرائد في عمليات التفاعل بين مكونات النظام البيئي ينتمي إلى الكائنات الحية، أي. التكاثر الحيوي. ترتبط مكونات التكاثر الحيوي ارتباطًا وثيقًا وتتفاعل مع الغلاف الصخري والغلاف الجوي والغلاف المائي. نتيجة لذلك، يتم تشكيل عنصر آخر من النظم الإيكولوجية على سطح الأرض - التربة (Pedosphere).

مفهوم النظام البيئي هو هرمي. وهذا يعني أن أي نظام بيئي من مستوى معين يتضمن عددًا من الأنظمة البيئية من المستوى السابق، أصغر في المساحة، وهو بدوره جزء لا يتجزأ من نظام بيئي أكبر. باعتباره نظامًا بيئيًا أوليًا، يمكن للمرء أن يتخيل ربوة أو جوفاء في مستنقع، ونظام بيئي أكثر عمومية، يغطي العديد من الأماكن والمساحات بين الأماكن، هو سطح الغابات المقابل للمصطبة أو السهول. من خلال مواصلة هذه السلسلة إلى الأعلى، من الممكن الاقتراب من النظام البيئي للأرض - المحيط الحيوي، والانتقال إلى الأسفل - إلى التكاثر الحيوي، كوحدة بيولوجية حيوية أولية (كورا - الفضاء، غرام.) من المحيط الحيوي. وبالنظر إلى الأهمية الحاسمة للعوامل المناطقية في تطور المادة الحية على الأرض، فمن المعقول أن نتخيل مثل هذه السلسلة الإقليمية من النظم الإيكولوجية التابعة:

الابتدائية > المحلية > النطاقية > العالمية.

جميع مجموعات النظم البيئية هي نتاج التطور التاريخي المشترك للأنواع التي تختلف في وضعها المنهجي؛ وبالتالي تتكيف الأنواع مع بعضها البعض. الأساس الأساسي لتكوين النظم البيئية هو النباتات والبكتيريا - منتجة المواد العضوية (الغلاف الجوي). في سياق التطور، قبل تسوية مساحة معينة من المحيط الحيوي بالنباتات والكائنات الحية الدقيقة، لم يكن من الممكن أن يكون هناك خطاب حول تسويةها بالحيوانات.

تؤثر مجموعات الأنواع المختلفة في النظم البيئية على بعضها البعض وفقًا لمبدأ التغذية المرتدة المباشرة. بشكل عام، يتم تنظيم وجود النظام البيئي بشكل أساسي من خلال القوى التي تعمل داخل النظام. تحدد استقلالية النظام البيئي وتنظيمه الذاتي موقعه الخاص في المحيط الحيوي كوحدة أولية على مستوى النظام البيئي.

ترتبط النظم البيئية التي تشكل مجتمعة المحيط الحيوي لكوكبنا بدورة المواد وتدفق الطاقة. في هذه الدورة، تعمل الحياة على الأرض كعنصر رئيسي في المحيط الحيوي. يمكن أن يتم تبادل المواد بين النظم البيئية المتصلة في المراحل الغازية والسائلة والصلبة، وكذلك في شكل مادة حية (هجرة الحيوانات).

لكي تعمل النظم البيئية لفترة طويلة وكوحدة واحدة، يجب أن تتمتع بخصائص ربط وإطلاق الطاقة وتداول المواد. ويجب أن يكون للنظام البيئي أيضًا آليات لمقاومة التأثيرات الخارجية.

هناك نماذج مختلفة لتنظيم النظام البيئي.

• 1. نموذج الكتلة للنظام البيئي. يتكون كل نظام بيئي من كتلتين: التكاثر الحيوي والمنظار الحيوي. التكاثر الحيوي ، وفقًا لـ V.N. Sukachev، يتضمن الكتل والروابط. يتم تطبيق هذا المفهوم بشكل عام على أنظمة الأراضي. في التكاثر الحيوي، يعد وجود مجتمع نباتي (مرج، سهوب، مستنقع) كرابط رئيسي أمرًا إلزاميًا. هناك أنظمة بيئية ليس لها رابط نباتي. على سبيل المثال، تلك التي تتشكل على أساس البقايا العضوية المتحللة وجثث الحيوانات. إنهم يحتاجون فقط إلى وجود مرض التكاثر الحيواني والتكاثر الميكروبي.
• 2. هيكل الأنواع من النظم البيئية. ويشير إلى عدد الأنواع التي تشكل النظام البيئي ونسبة أعدادها. يصل تنوع الأنواع إلى مئات وعشرات المئات. كلما كان النظام البيئي أكثر ثراءً، كلما كان أكثر أهمية. تعد النظم الإيكولوجية للغابات الاستوائية هي الأغنى بتنوع الأنواع. يعتمد ثراء الأنواع أيضًا على عمر النظم البيئية. في النظم الإيكولوجية القائمة، عادة ما يتم تمييز نوع واحد أو 2-3 أنواع، وهي سائدة بشكل واضح في عدد الأفراد. الأنواع التي تسود بوضوح في عدد الأفراد هي المهيمنة (من اللاتينية dom-inans - "المهيمنة"). تتميز الأنواع أيضًا في النظم الإيكولوجية - المُنشئون (من الكلمة اللاتينية aedifica-tor - "المُنشئ"). هذه هي الأنواع التي تشكل البيئة (شجرة التنوب في غابة التنوب، إلى جانب الهيمنة، لها خصائص تنويرية عالية). يعد تنوع الأنواع خاصية مهمة للنظم البيئية. ويضمن التنوع ازدواجية استدامته. يتم استخدام هيكل الأنواع لتقييم ظروف النمو بناءً على النباتات المؤشرة (منطقة الغابات - حميض الخشب، فهو يشير إلى ظروف الرطوبة). تسمى النظم البيئية بالنباتات المعلمة أو المهيمنة والنباتات المؤشرة.
• 3. الهيكل الغذائي للنظم البيئية. دوائر الطاقة. يتضمن كل نظام بيئي عدة مستويات غذائية (غذائية). الأول هو النباتات. والثاني هو الحيوانات. والأخيرة هي الكائنات الحية الدقيقة والفطريات.

من وجهة نظر البنية الغذائية، يمكن تقسيم النظام البيئي إلى مستويين:

• 1) الطبقة العليا ذاتية التغذية، أو "الحزام الأخضر"، بما في ذلك النباتات أو أجزائها التي تحتوي على الكلوروفيل، حيث يسود تثبيت الطاقة الضوئية، واستخدام المركبات غير العضوية البسيطة وتراكم المركبات العضوية المعقدة.
• 2) الطبقة السفلية غير المتجانسة، أو "الحزام البني" من التربة والرواسب والمواد المتحللة والجذور وما إلى ذلك، والتي يسود فيها استخدام وتحويل وتحلل المركبات المعقدة.

ومن المهم أن نفهم أن الكائنات الحية في الحزام "الأخضر" و"البني" ستختلف. الطبقة العليا سوف تهيمن عليها الحشرات والطيور التي تتغذى على الأوراق، وعلى البراعم على سبيل المثال. في الطبقة السفلية، تسود الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا، مما يؤدي إلى تحلل المواد العضوية وغير العضوية. سيكون هناك أيضًا عدد كبير من الحيوانات الكبيرة في هذا الحزام.

من ناحية أخرى، إذا تحدثنا عن نقل العناصر الغذائية والطاقة، فمن المناسب التمييز بين المكونات التالية في تكوين النظام البيئي:

• 1) المواد غير العضوية (C، N، CO2، H2O، الخ) المدرجة في الدورات.
• 2) المركبات العضوية (البروتينات، الكربوهيدرات، الدهون، المواد الدبالية، وغيرها) التي تربط الأجزاء الحيوية وغير الحيوية.
• 3) بيئة الهواء والماء والركيزة، بما في ذلك الظروف المناخية والعوامل الفيزيائية الأخرى.
• 4) الكائنات المنتجة، وهي كائنات ذاتية التغذية، وخاصة النباتات الخضراء، التي يمكنها إنتاج الغذاء من مواد غير عضوية بسيطة
• 5) المستهلكون الكبار، أو البلعميون - كائنات غيرية التغذية، معظمها حيوانات، تتغذى على كائنات حية أخرى أو جزيئات من المواد العضوية.
• 6) الكائنات الاستهلاكية الدقيقة، أو السابروتروفس، أو المدمرة، أو الأسموتروف - كائنات غيرية التغذية، خاصة البكتيريا والفطريات، التي تحصل على الطاقة إما عن طريق تحلل الأنسجة الميتة أو عن طريق امتصاص المواد العضوية الذائبة، التي يتم إطلاقها تلقائيًا أو استخلاصها بواسطة السابروفات من النباتات والكائنات الحية الأخرى. نتيجة لنشاط السابروتروفس، يتم إطلاق العناصر الغذائية غير العضوية المناسبة للمنتجين؛ بالإضافة إلى ذلك، توفر السابروفرات الغذاء للمستهلكين الكبار وغالبًا ما تفرز مواد شبيهة بالهرمونات التي تمنع أو تحفز عمل المكونات الحيوية الأخرى للنظام البيئي.

إحدى السمات المشتركة لجميع النظم البيئية، سواء كانت النظم البيئية الأرضية أو المياه العذبة أو البحرية أو الاصطناعية (مثل النظم البيئية الزراعية)، هي تفاعل المكونات ذاتية التغذية وغيرية التغذية. يتم فصل الكائنات الحية المشاركة في عمليات ركوب الدراجات المختلفة جزئيًا في الفضاء؛ تكون عمليات التغذية الذاتية أكثر نشاطًا في الطبقة العليا ("الحزام الأخضر")، حيث يتوفر ضوء الشمس. تحدث العمليات غيرية التغذية بشكل مكثف في الطبقة السفلية ("الحزام البني")، حيث تتراكم المواد العضوية في التربة والرواسب. بالإضافة إلى ذلك، يتم فصل هذه الوظائف الرئيسية لمكونات النظام البيئي جزئيًا في الوقت المناسب، نظرًا لاحتمال وجود فجوة زمنية كبيرة بين إنتاج المواد العضوية بواسطة الكائنات ذاتية التغذية واستهلاكها بواسطة الكائنات غيرية التغذية. على سبيل المثال، العملية الرئيسية في ظلة النظام البيئي للغابات هي عملية التمثيل الضوئي.

التكاثر الحيوي غير المتجانس للنظام البيئي