Ekosistēma ir bioloģiskā sistēma, kas sastāv no dzīvo organismu kopuma, to dzīvotnes, kā arī no savienojumu sistēmas, kas starp tiem apmainās ar enerģiju. Pašlaik šis termins ir ekoloģijas pamatjēdziens.

Struktūra

Tie ir pētīti salīdzinoši nesen. Zinātnieki tajā izšķir divus galvenos komponentus - biotisko un abiotisko. Pirmā tiek iedalīta heterotrofiskajos (ietver organismus, kas iegūst enerģiju organisko vielu oksidēšanās rezultātā – patērētāji un sadalītāji) un saņem primāro enerģiju fotosintēzei un ķīmijsintēzei, t.i., ražotājus.

Vienīgais un svarīgākais visas ekosistēmas pastāvēšanai nepieciešamais enerģijas avots ir ražotāji, kas absorbē saules enerģiju, siltumu un ķīmiskās saites. Tāpēc autotrofi ir pirmās no visas ekosistēmas pārstāvji. Otrais, trešais un ceturtais līmenis veidojas uz patērētāju rēķina. Tos noslēdz sadalītāji, kas spēj pārvērst nedzīvas organiskās vielas abiotiskā komponentā.

Ekosistēmas īpašības, par kurām jūs varat īsi izlasīt šajā rakstā, nozīmē dabiskas attīstības un atjaunošanas iespēju.

Galvenās ekosistēmas sastāvdaļas

Ekosistēmas struktūra un īpašības ir galvenie jēdzieni, ar kuriem nodarbojas ekoloģija. Ir ierasts izcelt šādus rādītājus:

Klimatiskais režīms, apkārtējās vides temperatūra, kā arī mitrums un apgaismojuma apstākļi;

Organiskās vielas, kas savieno abiotiskos un biotiskos komponentus vielu ciklā;

Neorganiskie savienojumi, kas iekļauti enerģijas ciklā;

Ražotāji ir organismi, kas rada primāros produktus;

Fagotrofi ir heterotrofi, kas barojas ar citiem organismiem vai lielām organisko vielu daļiņām;

Saprotrofi ir heterotrofi, kas spēj iznīcināt mirušās organiskās vielas, mineralizēt tās un atgriezt ciklā.

Pēdējo trīs komponentu kombinācija veido ekosistēmas biomasu.

Ekosistēma, kuras īpašības tiek pētītas ekoloģijā, funkcionē, ​​pateicoties organismu blokiem:

1. Saprofāgi - barojas ar mirušām organiskām vielām.
2. Biofāgi - ēd citus dzīvos organismus.

Ekosistēmu ilgtspēja un bioloģiskā daudzveidība

Ekosistēmas īpašības ir saistītas ar tajā dzīvojošo sugu daudzveidību. Jo plašāka un sarežģītāka ir bioloģiskā daudzveidība, jo augstāka ir ekosistēmas stabilitāte.

Bioloģiskā daudzveidība ir ļoti svarīga, jo tā ļauj veidot lielu skaitu kopienu, kas atšķiras pēc formas, struktūras un funkcijām, un sniedz reālu iespēju to veidošanai. Tāpēc, jo lielāka ir bioloģiskā daudzveidība, jo lielāks ir kopienu skaits, kas var dzīvot, un jo lielāks var notikt bioģeoķīmisko reakciju skaits, vienlaikus nodrošinot biosfēras kompleksu pastāvēšanu.

Vai šādi apgalvojumi par ekosistēmas īpašībām ir pareizi? Šo koncepciju raksturo integritāte, stabilitāte, pašregulācija un pašreprodukcija. Daudzi zinātniski eksperimenti un novērojumi sniedz apstiprinošu atbildi uz šo jautājumu.

Ekosistēmas produktivitāte

Izpētot produktivitāti, tika izvirzīti tādi jēdzieni kā biomasa un raža. Otrais termins nosaka visu organismu masu, kas dzīvo uz ūdens vai zemes platības vienības. Bet biomasa ir arī šo ķermeņu svars, bet enerģijas vai sausās organiskās vielas izteiksmē.

Biomasā ietilpst veseli ķermeņi (ieskaitot mirušos audus dzīvniekiem un augiem). Biomasa kļūst par nekromasu tikai tad, kad mirst viss organisms.

Kopienas ir biomasas veidošanās, ko veic ražotāji, neizslēdzot enerģiju, ko var iztērēt elpošanai uz laukuma vienību laika vienībā.

Ir bruto un neto primārie produkti. Atšķirība starp tām ir elpošanas izmaksas.

Sabiedrības neto produktivitāte ir organisko vielu uzkrāšanās ātrums, ko nepatērē heterotrofi un līdz ar to arī sadalītāji. Ir pieņemts rēķināt par gadu vai augšanas sezonu.

Sabiedrības sekundārā produktivitāte ir patērētāju enerģijas uzkrāšanas ātrums. Jo vairāk patērētāju ir ekosistēmā, jo lielāki enerģijas apjomi tiek pārstrādāti.

Pašregulācija

Ekosistēmas īpašības ietver pašregulāciju, kuras efektivitāti regulē iedzīvotāju daudzveidība un to savstarpējās pārtikas attiecības. Kad viena primārā patērētāja skaits samazinās, plēsēji pāriet uz citām sugām, kurām iepriekš bija sekundāra nozīme.

Garās ķēdes var krustoties, radot iespēju dažādot barošanās attiecības atkarībā no medījuma skaita vai augu ražas. Vislabvēlīgākajos laikos sugu skaits var tikt atjaunots - tādējādi tiek normalizētas attiecības biogenocenozē.

Neprātīga cilvēka iejaukšanās ekosistēmā var radīt negatīvas sekas. Divpadsmit trušu pāri, kas atvesti uz Austrāliju, četrdesmit gadu laikā savairojušies līdz vairākiem simtiem miljonu īpatņu. Tas notika, jo nebija pietiekami daudz plēsēju, kas ar tiem barojas. Tā rezultātā pūkainie dzīvnieki iznīcina visu veģetāciju kontinentālajā daļā.

Biosfēra

Biosfēra ir augstākā līmeņa ekosistēma, kas apvieno visas ekosistēmas vienā un nodrošina dzīvības iespēju uz planētas Zeme.

Kā globālo ekosistēmu pēta ekoloģijas zinātne. Ir svarīgi zināt, kā darbojas procesi, kas ietekmē visu organismu dzīvi kopumā.

Biosfēra ietver šādas sastāvdaļas:

- Hidrosfēra- Tas ir Zemes ūdens apvalks. Tas ir mobils un iekļūst visur. Ūdens ir unikāls savienojums, kas ir viens no jebkura organisma dzīvības pamatiem.

- Atmosfēra- vieglākais gaisa kuģis, kas robežojas ar kosmosu. Pateicoties tam, notiek enerģijas apmaiņa ar ārējo telpu;

- Litosfēra- Zemes cietais apvalks, kas sastāv no magmatiskajiem un nogulumiežiem.

- Pedosfēra- litosfēras augšējais slānis, ieskaitot augsni un augsnes veidošanās procesu. Tas robežojas ar visiem iepriekšējiem apvalkiem un noslēdz visus enerģijas un vielas ciklus biosfērā.

Biosfēra nav slēgta sistēma, jo to gandrīz pilnībā nodrošina saules enerģija.

Mākslīgās ekosistēmas

Mākslīgās ekosistēmas ir sistēmas, kas izveidotas cilvēka darbības rezultātā. Tas ietver agrocenozes un dabiskās ekonomiskās sistēmas.

Cilvēka radītās ekosistēmas sastāvs un pamatīpašības maz atšķiras no reālās. Tam ir arī ražotāji, patērētāji un sadalītāji. Taču ir atšķirības matērijas pārdalē un enerģijas plūsmās.

Mākslīgās ekosistēmas atšķiras no dabiskajām ar šādiem parametriem:

1. Daudz mazāks sugu skaits un izteikts vienas vai vairāku no tām pārsvars.
2. Salīdzinoši zema stabilitāte un spēcīga atkarība no visa veida enerģijas (arī cilvēku).
3. Īsas barības ķēdes zemās sugu daudzveidības dēļ.
4. Atvērts vielu cikls, ko izraisa cilvēku izņemšana no kopienas produktiem vai labības. Tajā pašā laikā dabiskās ekosistēmas, gluži pretēji, cik vien iespējams iekļauj ciklā.

Mākslīgā vidē radītas ekosistēmas īpašības ir zemākas nekā dabiskajai. Ja jūs neuzturat enerģijas plūsmas, tad pēc noteikta laika dabiskie procesi tiks atjaunoti.

meža ekosistēma

Meža ekosistēmas sastāvs un īpašības atšķiras no citām ekosistēmām. Šajā vidē nokrīt daudz vairāk nokrišņu nekā virs lauka, taču lielākā daļa nekad nesasniedz zemes virsmu un iztvaiko tieši no lapām.

Lapu koku mežu ekosistēma sastāv no vairākiem simtiem augu sugu un vairākiem tūkstošiem dzīvnieku sugu.

Mežā augošie augi ir īsti konkurenti un cīnās par saules gaismu. Jo zemāks līmenis, jo tur ir apmetušās ēnu izturīgākas sugas.

Galvenie patērētāji ir zaķi, grauzēji un putni un lielie zālēdāji. Visas barības vielas, kas vasarā atrodas augu lapās, rudenī tiek pārnestas uz zariem un saknēm.

Primārie patērētāji ir arī kāpuri un mizgrauži. Katru uztura līmeni pārstāv liels skaits sugu. Zālēdāju kukaiņu loma ir ļoti svarīga. Tie ir apputeksnētāji un kalpo kā barības avots nākamajam pārtikas ķēdes līmenim.

Saldūdens ekosistēma

Vislabvēlīgākie apstākļi dzīvo organismu dzīvībai tiek radīti rezervuāra piekrastes zonā. Šeit ūdens sasilst vislabāk un satur visvairāk skābekļa. Un tieši šeit dzīvo liels skaits augu, kukaiņu un mazu dzīvnieku.

Pārtikas attiecību sistēma saldūdenī ir ļoti sarežģīta. Augstākos augus patērē zālēdājas zivis, mīkstmieši un kukaiņu kāpuri. Pēdējie savukārt ir barības avots vēžveidīgajiem, zivīm un abiniekiem. Plēsīgās zivis barojas ar mazākām sugām. Šeit barību atrod arī zīdītāji.

Bet organisko vielu paliekas nokrīt rezervuāra apakšā. Uz tiem attīstās baktērijas, kuras patērē vienšūņi un mīkstmieši, kas barojas ar filtru.

Daba ir nenogurstoša konjugācija
darbības vārdi “ēst” un “tikt apētam”.
Viljams Inge

Kādas ir ekosistēmu galvenās sastāvdaļas? Kas ir pārtikas ķēdes un pārtikas tīkli? Kāda ir ekosistēmas trofiskā struktūra?

Nodarbība-lekcija

GALVENĀS EKOSISTĒMAS KOMPONENTES. Ekosistēmas ir dzīvās dabas elementāra funkcionāla vienība, kurā notiek mijiedarbība starp visām tās sastāvdaļām un notiek vielu un enerģijas cirkulācija. Ekosistēmas sastāvā ietilpst neorganiskās vielas (ūdens, oglekļa dioksīds, slāpekļa savienojumi utt.), kas ir iekļauti ciklā, un organiskie savienojumi (olbaltumvielas, ogļhidrāti, tauki utt.), Kas savieno biotiskos (dzīvos) un abiotiskos ( nedzīva vai inerta) tās daļas. Katru ekosistēmu raksturo noteikta vide (gaiss, ūdens, zeme), tostarp klimata režīms un noteikts fiziskās vides parametru kopums (temperatūra, mitrums utt.). Pamatojoties uz organismu lomu ekosistēmā, tos iedala trīs grupās:

• ražotājiem- autotrofiski organismi, galvenokārt zaļie augi, kas spēj radīt organiskas vielas no neorganiskām;
• patērētājiem- heterotrofiski organismi, galvenokārt dzīvnieki, kas barojas ar citiem organismiem vai organisko vielu daļiņām;
• sadalītāji- heterotrofiski organismi, galvenokārt baktērijas un sēnītes, kas nodrošina organisko savienojumu sadalīšanos.

Vidi un dzīvos organismus savstarpēji saista vielas un enerģijas aprites procesi.

Ražotāji uztver saules gaismu un pārvērš tās enerģiju sintezēto organisko savienojumu ķīmisko saišu enerģijā. Patērētāji, ēšanas ražotāji, izmanto enerģiju, kas izdalās šo ķīmisko saišu sadalīšanās laikā, lai izveidotu savu ķermeni. Sadalītāji uzvedas līdzīgi, bet kā barības avotu izmanto vai nu mirušos ķermeņus, vai produktus, kas izdalās organismu dzīvības procesos. Tajā pašā laikā sadalītāji sadala sarežģītas organiskās molekulas vienkāršos neorganiskos savienojumos - oglekļa dioksīdā, slāpekļa oksīdos, ūdenī, amonija sāļos utt. Rezultātā tie atgriež vidē no tās augu izņemtās vielas, un šīs vielas atkal var tikt izmanto ražotāji. Cikls ir pabeigts. Jāpiebilst, ka visas dzīvās būtnes zināmā mērā ir sadalītājas. Vielmaiņas laikā tie iegūst nepieciešamo enerģiju, sadalot organiskos savienojumus, kā galaproduktus izdalot oglekļa dioksīdu un ūdeni.

Ekosistēmās dzīvās sastāvdaļas ir sakārtotas ķēdēs - ēdiens vai trofiskās ķēdes, kurā katra iepriekšējā saite kalpo par barību nākamajam. Trofiskās ķēdes pamatā ir ražotāji, kas no neorganiskām vielām un gaismas enerģijas rada dzīvo vielu - primāro biomasu. Otro saiti veido dzīvnieku fitofāgi, kas patērē šo primāro biomasu – tie ir pirmās kārtas patērētāji. Tie savukārt kalpo par barību organismiem, kas veido nākamo trofisko līmeni – otrās kārtas patērētājiem. Tālāk seko trešā pasūtījuma patērētāji utt. Sniegsim vienkāršas ķēdes piemēru:

Šeit ir sarežģītākas shēmas piemērs:

Dabiskajās ekosistēmās barības ķēdes nav izolētas viena no otras, bet ir cieši saistītas. Tie veidojas pārtikas tīkli, to veidošanas princips ir tāds, ka katrs ražotājs var kalpot par barību nevis vienam, bet daudziem fitofāgiem dzīvniekiem, kurus, savukārt, var ēst dažāda veida otrās kārtas patērētāji u.c. (49. att.).

Rīsi. 49.Siļķu barības tīkls

Pārtikas tīkli veido ekosistēmu ietvaru, un to darbības traucējumiem var būt neparedzamas sekas. Īpaši neaizsargātas ir ekosistēmas ar relatīvi vienkāršām barības ķēdēm, t.i., tās, kurās pārtikas preču klāsts konkrētai sugai ir šaurs (piemēram, daudzas Arktikas ekosistēmas). Vienas saites zaudēšana var izraisīt visa trofiskā tīkla sabrukumu un visas ekosistēmas degradāciju.

EKOSISTĒMAS UN ENERĢIJAS TROFISKĀ STRUKTŪRA. Zaļie augi uztver 1-2% no uz tiem krītošās saules enerģijas, pārvēršot to ķīmisko saišu enerģijā. Pirmās kārtas patērētāji absorbē apmēram 10% no kopējās enerģijas, ko satur augi, kurus viņi ēd. Katrā nākamajā līmenī tiek zaudēti 10-20% no iepriekšējā enerģijas. Šis modelis pilnībā atbilst otrajam termodinamikas likumam. Saskaņā ar šo likumu jebkuras enerģijas pārveidošanas laikā būtiska tās daļa tiek izkliedēta lietošanai nepieejamas siltumenerģijas veidā. Tādējādi pārtikas ķēdēs enerģija strauji samazinās, ierobežojot to garumu. Tas ir saistīts arī ar dzīvo organismu skaita un biomasas (dzīvās vielas daudzuma, kas izteikts masas vai kaloriju vienībās) samazināšanos katrā nākamajā līmenī. Tomēr šim noteikumam, kā mēs redzēsim tālāk, ir vairāki izņēmumi.

Katras ekosistēmas stabilitāte balstās uz noteiktu trofisko struktūru, ko var izteikt skaitļu, biomasas un enerģijas piramīdu formā. Veidojot tos, atbilstošā parametra vērtības katram trofiskajam līmenim tiek attēlotas taisnstūru veidā, kas novietoti viens virs otra.

Populāciju piramīdu forma (50. att.) lielā mērā ir atkarīga no organismu lieluma katrā trofiskajā līmenī, īpaši no ražotājiem. Piemēram, koku skaits mežā ir daudz mazāks nekā zāles pļavā.

Sākot ar pirmās kārtas patērētājiem, vairāk vai mazāk tiek ievērots noteikums, saskaņā ar kuru dzīvo radību izmērs palielinās katrā nākamajā trofiskajā līmenī. Lai gan šeit ir izņēmumi: vilku bars var padzīt briedi vai alni – laupījumu daudz lielāku par katru vilku atsevišķi.

Biomasas piramīdas labāk atspoguļo faktisko ekosistēmas struktūru. Ja dzīvo radību izmēri dažādos trofiskajos līmeņos pārāk neatšķiras, tad var iegūt pakāpienu piramīdu (skat. 50. att.). Taču ekosistēmās ar ļoti maziem ražotājiem (fitoplanktonu) un lieliem patērētājiem pēdējo kopējā masa būs lielāka, un mēs iegūsim apgrieztu piramīdu. Šis attēls ir raksturīgs lielākajai daļai jūras un saldūdens ekosistēmu.

Rīsi. 50.Ekoloģiskās piramīdas

Enerģijas piramīdas sniedz vispilnīgāko priekšstatu par ekosistēmas funkcionālo organizāciju. Organismu skaits un masa katrā trofiskajā līmenī ir atkarīga no barības pārpilnības iepriekšējā līmenī noteiktā laikā. Tāpēc skaitļu un biomasas piramīdas atspoguļo ekosistēmas statiku, t.i., raksturo organismu skaitu pētījuma veikšanas brīdī. Enerģijas piramīda atspoguļo ātrumu, ar kādu pārtika iziet cauri trofiskajai ķēdei. Katrs solis simbolizē enerģijas daudzumu (aprēķinot uz laukuma vai tilpuma vienību), kas noteiktā laika posmā ir izgājis cauri noteiktam trofiskajam līmenim. Tāpēc enerģijas piramīdas formu neietekmē lieluma, populācijas un biomasas izmaiņas. Tam vienmēr ir trijstūra forma ar virsotni uz augšu, kas ir saistīta ar enerģijas zudumu, pārejot no viena trofiskā līmeņa uz citu (sk. 50. att.).

Ekosistēmu trofiskās struktūras, īpaši enerģijas pārveidošanas likumu, izpēte ir ārkārtīgi svarīga, lai izprastu mehānismus, kas ir to stabilitātes pamatā. Bez tā nav iespējams pareizi aprēķināt pieļaujamās ietekmes uz vidi robežas, kuru pārsniedzot tas radīs neatgriezenisku kaitējumu.

Trofiskie savienojumi starp organismiem veido ekosistēmas pamatu. Jebkurā ekosistēmā noteikti ir organisko vielu primārie ražotāji - ražotāji, un organismi, kas patērē un pārstrādā šo vielu - patērētāji un sadalītāji. Šīs galvenās ekosistēmas sastāvdaļas veido barības ķēdes un tīklus, caur kuriem iet vielas un enerģijas plūsma. Saskaņā ar otro termodinamikas likumu katrā trofiskajā līmenī ir ievērojams enerģijas zudums siltuma veidā, kas ierobežo trofisko ķēžu garumu. Ekosistēma funkcionē kā vienota, attīstoša sistēma ar pašregulāciju.

• Paskaidrojiet, kāpēc jebkurā ekosistēmā ir iespējams noteikt kopīgās sastāvdaļas.
• Kas veido ekosistēmu komponentu mijiedarbības pamatu?
• Kāda ir tā sastāvdaļu daudzveidības nozīme ekosistēmas ilgtspējībā?

Ekosistēma (biogeocenoze)- dažādu organismu un nedzīvo vides komponentu kopums, kas cieši saistīti ar vielu un enerģijas plūsmām.

Galvenā pētījuma priekšmets ar ekosistēmas pieeju ekoloģijā vielas un enerģijas transformācijas procesi starp biotopu un biocenozi kļūst par procesiem, tas ir, par jaunu bioģeoķīmisko vielu ciklu ekosistēmā kopumā.

Ekosistēmās ietilpst jebkura mēroga biotiskas kopienas ar to dzīvotni (piemēram, no peļķes līdz pasaules okeānam, no sapuvuša celma līdz plašam taigas mežam).

Šajā sakarā izšķir ekosistēmu līmeņus

Ekosistēmu līmeņi:

1. mikroekosistēmas(sapuvis celms ar tajā mītošiem kukaiņiem, mikroorganismiem un sēnītēm; puķu pods);

2. mezoekosistēmas(dīķis, ezers, stepe utt.);

3. makroekosistēmas(kontinents, okeāns);

4. globālā ekosistēma(Zemes biosfēra).

Ekosistēma ir neatņemama sistēma, kas ietver biotiskas un abiotiskas sastāvdaļas. Viņi mijiedarbojas viens ar otru. Visas ekosistēmas ir atvērtas sistēmas un darbojas, patērējot saules enerģiju.

Abiotiskās sastāvdaļas ietver neorganiskās vielas, kas tiek iekļautas ciklos, organiskie savienojumi, kas savieno biotisko un abiotisko daļu: gaisu, ūdeni, substrāta vidi.

Ekosistēmas biotiskajām sastāvdaļām ir suga, telpiskā un trofiskā struktūra.

Ekosistēmas telpiskā struktūra izpaužas līmeņos: autotrofiskie procesi visaktīvāk notiek augšējā līmenī - “zaļajā joslā”, kur ir pieejama saules gaisma. Heterotrofie procesi ir visintensīvākie zemākajā līmenī. - "brūna josta". Šeit organiskās vielas uzkrājas augsnēs un nogulumos.

Ekosistēmas trofisko struktūru pārstāv ražotāji - organisko vielu ražotāji un patērētāji - organisko vielu patērētāji, kā arī sadalītāji - iznīcinot organiskos savienojumus līdz neorganiskiem. Ekosistēma var nodrošināt vielu apriti tikai tad, ja tā ietver četras tam nepieciešamās sastāvdaļas: barības vielu rezerves, ražotājus, patērētājus un sadalītājus. Ražotāji ir autotrofi, patērētāji ir heterotrofi. Heterotrofus iedala fagotrofos (pārtiek no citiem organismiem) un saprofītos, destruktoros (baktērijas un sēnītes, kas sadala atmirušos audus).

Jebkurā ekosistēmā vielu aprites procesā notiek autotrofo un heterotrofo komponentu mijiedarbība. Katrā trofiskās ķēdes posmā tiek zaudēti līdz 90% vielas un enerģijas, tikai 10% pāriet nākamajam patērētājam (10 procentu noteikums). Organisko vielu – bioloģisko produktu – veidošanās ātrums ekosistēmās ir atkarīgs no Saules enerģijas. Ekosistēmu bioloģiskā ražošana ir ātrums, kādā tajās tiek radīta biomasa. Augu audzēšana ir primāra, lopkopība ir sekundāra. Jebkurā biocenozē katra trofiskā līmeņa ražošana ir 10 reizes mazāka nekā iepriekšējā. Augu biomasa ir lielāka par zālēdāju biomasu, plēsēju masa ir 10 reizes mazāka par zālēdāju masu (bioloģiskās ražošanas piramīdas noteikums). Okeānos vienšūnu aļģes sadalās ātrāk un rada lielu produkciju. Bet to kopējais skaits mainās maz, jo filtru padevēji tos ēd ar mazāku ātrumu. Aļģēm tik tikko ir laiks vairoties, lai izdzīvotu. Zivis, galvkāji un lielie vēžveidīgie aug un vairojas lēnāk, bet ienaidnieki tos apēd vēl lēnāk, tāpēc to biomasa uzkrājas. Ja nosver visas aļģes un visus okeānā esošos dzīvniekus, pēdējie atsvērs. Biomasas piramīda okeānā izrādās apgriezta otrādi. Sauszemes ekosistēmās augu augšanas patēriņa ātrums ir zemāks un biomasas piramīda atgādina ražošanas piramīdu. Vismazāk produktīvās ekosistēmas ir karstie un aukstie tuksneši un okeānu centrālās daļas. Vidējo produkciju nodrošina mēreni meži, pļavas un stepes. Vislielākais augu masas pieaugums ir tropu mežos un koraļļu rifos okeānā.

1. Ekosistēmu attiecības

Populāciju un atsevišķu organismu ekoloģiskā mijiedarbība ekosistēmā ir materiāli-enerģētiska un informatīva. Pirmkārt, tās ir trofiskās (pārtikas) mijiedarbības, kas izpaužas dažādās formās: zālēdājs – fitofāgija; gaļēdiens – zoofagija, citu dzīvnieku ēšana, ko veic daži dzīvnieki, ieskaitot plēsēju.

Zālēdāju, plēsēju un visēdāju populācijas ir organisko vielu patērētāji – patērētāji, kas var būt primārie, sekundārie, terciārie. Augi ir ražotāji.

Dažas no visvairāk pētītajām ekoloģiskajām saiknēm ir starp plēsēju un upuru populācijām. Plēsonība- Tas ir veids, kā iegūt pārtiku un pabarot dzīvniekus. Plēsēju vērtība laupījumu populācijai ir pozitīva, jo Plēsēji galvenokārt iznīcina slimus un vājus indivīdus. Tas veicina sugu daudzveidības saglabāšanu, jo regulē populāciju skaitu zemā trofiskā līmenī.

Simbioze (savstarpēji). Gandrīz visi koku veidi pastāv līdzās mikrosēnītēm. Sēnīšu micēlijs savijas plānās sakņu daļās un iekļūst starpšūnu telpā. Smalkāko sēņu pavedienu masa pilda sakņu matiņu funkciju, iesūcot barības vielu augsnes šķīdumu.

Sacensības – cita veida attiecības. Konkurences attiecību modeļus sauc par konkurences izslēgšanas principu: divas sugas nevar ilgtspējīgi pastāvēt ierobežotā telpā, ja populācijas pieaugumu ierobežo viens svarīgs resurss.

Ja kopā dzīvojošās sugas ir saistītas tikai caur citu sugu ķēdi un nesadarbojas, dzīvojot vienā kopienā, tad to attiecības sauc par neitrālām. Zīles un peles vienā mežā ir neitrālas sugas.

protokola sadarbība(sadraudzība)

Kommensālisms(viens ieguvums)

Amensālisms(viena suga kavē citas augšanu)

1. Enerģija plūst ekosistēmā

Dabiskās ekosistēmas ir atvērtas sistēmas : viņiem jāsaņem un jāatdod vielas un enerģija.

Ekosistēmās notiek nepārtraukta vielas un enerģijas cirkulācija. Šī cikla posmus nodrošina dažādas organismu grupas, kas veic dažādas funkcijas:

1. Ražotāji(no latīņu producentis - ražo, rada) organismus, kas veido organiskas vielas no neorganiskām. Pirmkārt, tie ir augi, kas fotosintēzes procesā, izmantojot saules enerģiju, rada glikozi no ūdens un oglekļa dioksīda.

a) okeānā un citās ūdenstilpēs, ražotāji ir mikroskopiskas aļģes

fitoplanktons, kā arī lielas aļģes.

b) uz zemes– tie ir lieli, augstāki augi (koki, krūmi, garšaugi).

2. Patērētāji(no lat. patērē - patērē) - organismi, kas dzīvo no ražotāju radītām organiskām vielām. Patērētāji ietver visus dzīvniekus, kas ēd augus, un viens otru.

a) pirmās kārtas patērētāji - fitofāgi(zālēdāji - nagaiņi, grauzēji, daži kukaiņi);

b ) otrās kārtas patērētāji– plēsēji (kukaiņēdāji putni un zīdītāji, abinieki, zivis);

c) trešās kārtas patērētāji– lielie plēsēji (plēsīgās zivis, putni, zīdītāji).

3. Sadalītāji(no latīņu redukcionis - atgriešanās, atjaunošana) - organismi, kas saņem enerģiju, sadalot mirušās organiskās vielas ( detrīts ), savukārt sadalītāji izdala neorganiskos elementus barības ražotājiem. Tie ietver baktērijas un sēnītes.

Šo organismu grupu mijiedarbības rezultātā ekosistēmā notiek vielu un enerģijas aprite

Ekoloģija Zubanova Svetlana Gennadievna

5. Ekosistēmu organizācija (struktūra).

Lai ekosistēmas darbotos ilgstoši un kā vienots veselums, tām jāpiemīt enerģijas saistīšanas un izdalīšanas un vielu cirkulācijas īpašībām. Ekosistēmā ir jābūt arī mehānismiem, lai izturētu ārējo ietekmi.

Ir dažādi ekosistēmu modeļi.

1. Ekosistēmas bloka modelis. Katra ekosistēma sastāv no 2 blokiem: biocenozes un biotopa.

Biogeocenoze, saskaņā ar V. N. Sukačovs , ietver blokus un saites. Šo koncepciju parasti piemēro zemes sistēmām. Biogeocenozēs augu sabiedrības (pļavas, stepes, purva) klātbūtne kā galvenā saite ir obligāta. Ir ekosistēmas bez augu saiknes. Piemēram, tādas, kas veidojas uz trūdošu organisko atlieku un dzīvnieku līķu bāzes. Viņiem nepieciešama tikai zoocenozes un mikrobiocenozes klātbūtne.

Katra biogeocenoze ir ekosistēma, bet ne katra ekosistēma ir biogeocenoze.

Biogeocenozes un ekosistēmas atšķiras laika faktorā. Jebkura biogeocenoze ir potenciāli nemirstīga, jo tā pastāvīgi saņem enerģiju no augu foto- vai ķīmiski sintētisko organismu darbības. Un arī ekosistēmas bez augu saites, izbeidzot savu eksistenci, substrāta sadalīšanās laikā atbrīvo visu tajā esošo enerģiju.

2. Ekosistēmu sugu struktūra. Tas attiecas uz sugu skaitu, kas veido ekosistēmu, un to skaita attiecību. Sugu daudzveidība ir simtiem un desmitiem simtu. Jo bagātāks ir ekosistēmas biotops, jo nozīmīgāks tas ir. Tropu mežu ekosistēmas ir sugu daudzveidības ziņā bagātākās. Sugu bagātība ir atkarīga arī no ekosistēmu vecuma. Izveidotās ekosistēmās parasti izšķir vienu vai 2–3 sugas, kas nepārprotami dominē pēc īpatņu skaita. Dominējošās ir sugas, kuras nepārprotami dominē pēc īpatņu skaita (no latīņu dom-inans - “dominējošais”). Arī ekosistēmās ir sugas - veidotāji (no latīņu aedifica-tor - "celtnieks"). Tās ir sugas, kas veido vidi (eglei egļu mežā līdz ar dominējošo stāvokli ir augstas audzinošās īpašības). Sugu daudzveidība ir svarīga ekosistēmu īpašība. Daudzveidība nodrošina tās ilgtspējības dublēšanos. Sugas struktūra tiek izmantota, lai novērtētu augšanas apstākļus, pamatojoties uz indikatoraugiem (meža zona - koksnes skābenes, tas norāda uz mitruma apstākļiem). Ekosistēmas sauc par edificator jeb dominējošiem augiem un indikatoraugiem.

3. Ekosistēmu trofiskā struktūra. Strāvas ķēdes. Katra ekosistēma ietver vairākus trofiskos (pārtikas) līmeņus. Pirmais ir augi. Otrais ir dzīvnieki. Pēdējie ir mikroorganismi un sēnītes.

No grāmatas Kā sauc tavu dievu? Liela 20. gadsimta izkrāpšana [žurnāla versija] autors Golubitskis Sergejs Mihailovičs

Struktūra Amway hierarhija ir nesatricināma kā dzelzs eskadra un līdz mazākajām niansēm pārdomāta gandrīz pusgadsimtu ilgās necilvēcīgās mārketinga viltības spriedzes rezultātā. Piramīdas pamatnē ir neskaitāmas skudras - parastie izplatītāji. 1999. gadā viņi

No grāmatas Sieviete. Mācību grāmata vīriešiem [otrais izdevums] autors Novoselovs Oļegs Oļegovičs

No grāmatas Novadpētniecība autors Sibikejevs Konstantīns

No grāmatas Bioloģija [Pilnīga uzziņu grāmata, lai sagatavotos vienotajam valsts eksāmenam] autors Lerners Georgijs Isaakovičs

No grāmatas Jūsu pašu pretizlūkošana [Praktiskā rokasgrāmata] autors Zemļanovs Valērijs Mihailovičs

7.2. Ekosistēma (biogeocenoze), tās sastāvdaļas: ražotāji, patērētāji, sadalītāji, to loma. Ekosistēmas sugas un telpiskā struktūra. Ķēdes un elektrotīkli, to saites. Barības ķēžu veidi. Vielu un enerģijas pārneses diagrammu sastādīšana (barošanas ķēdes). Ekoloģiskais likums

No grāmatas Ekoloģija autors Zubanova Svetlana Gennadievna

7.3. Ekosistēmu daudzveidība (biogeocenozes). Ekosistēmu pašattīstība un maiņa. Ekosistēmu stabilitātes un izmaiņu cēloņu apzināšana. Ekosistēmu attīstības posmi. Pēctecība. Izmaiņas ekosistēmās cilvēka darbības ietekmē. Agroekosistēmas, galvenās atšķirības no dabiskajām

No grāmatas Novadpētniecība autors Sibikejevs Konstantīns

7.4. Vielu aprite un enerģijas konversija ekosistēmās, dažādu valstību organismu loma tajā. Bioloģiskā daudzveidība, vielu pašregulācija un aprite ir pamats ilgtspējīgai ekosistēmu attīstībai Vielu un enerģijas apriti ekosistēmās nosaka

No grāmatas Sieviete. Ceļvedis vīriešiem autors Novoselovs Oļegs Oļegovičs

No grāmatas Sieviete. Rokasgrāmata vīriešiem. autors Novoselovs Oļegs Oļegovičs

6. Ekosistēmu stabilitāte un ilgtspēja Jēdzieni “stabilitāte” un “ilgtspējība” ekoloģijā bieži tiek uzskatīti par sinonīmiem, un tie nozīmē ekosistēmu spēju saglabāt savu struktūru un funkcionālās īpašības ārējo faktoru ietekmē.Vairāk

No grāmatas Militāro skautu izdzīvošanas rokasgrāmata [Combat Experience] autors Ardaševs Aleksejs Nikolajevičs

8. Ekosistēmu dinamika un attīstība. Pēctecības ekosistēmas, pielāgojoties ārējās vides izmaiņām, atrodas dinamikas stāvoklī. Šī dinamika var attiekties gan uz atsevišķām ekosistēmu daļām, gan uz sistēmu kopumā. Dinamika ir saistīta ar pielāgošanos ārējam

No autora grāmatas

51. Ekosistēmu iznīcināšana. Pārtuksnešošanās Viens no vides postījumiem, kam ir visilgākā vēsture un nodarījis vislielāko kaitējumu biosfērai, ir ekosistēmu iznīcināšana, to pārtuksnešošanās, t.i., pašregulācijas un pašatveseļošanās spēju zaudēšana.

No autora grāmatas

54. Tālo Austrumu reģiona ražošanas spēku teritoriālā organizācija un struktūra Tālo Austrumu reģiona vadošās tirgus specializācijas nozares balstās uz tā dabas resursu plašu izmantošanu. Galvenās nozares ir zvejniecība,

No autora grāmatas

No autora grāmatas

No autora grāmatas

1.5 Primitīva cilts. Funkcionālā struktūra. Hierarhijas struktūra. Starpdzimumu attiecību struktūra Pat primitīvākās tautas dzīvo kultūras apstākļos, kas atšķiras no primārās, laika ziņā tikpat sena kā mūsējā un atbilst arī vēlākai,

Neskatoties uz to, ka ekosistēma tiek uztverta kā biosfēras elementāra vienība, tās struktūrā ekosistēma ir ārkārtīgi sarežģīts un daudzkomponentu mehānisms. Dažādu sugu populācijas vienmēr veido sarežģītas kopienas Zemes biosfērā – biocenozes. Biocenoze ir augu, dzīvnieku, sēņu un vienšūņu kolekcija, kas apdzīvo zemes vai ūdenstilpes teritoriju un atrodas noteiktās attiecībās savā starpā. Biocenozes kopā ar konkrētajiem zemes virsmas apgabaliem, ko tās aizņem, un blakus esošo atmosfēru sauc par ekosistēmām. Tās var būt dažāda mēroga – no ūdens lāses vai skudru kaudzes līdz salas, upes, kontinenta un visas biosfēras ekosistēmai kopumā. Tādējādi ekosistēma ir savstarpēji atkarīgs dzīvo un inertu komponentu komplekss, ko savstarpēji savieno vielmaiņa un enerģija. Vadošā aktīvā loma ekosistēmu komponentu mijiedarbības procesos pieder dzīvām būtnēm, t.i. biocenoze. Biocenozes sastāvdaļas ir cieši saistītas un mijiedarbojas ar litosfēru, atmosfēru un hidrosfēru. Tā rezultātā uz Zemes virsmas veidojas vēl viens ekosistēmu elements - augsne (pedosfēra).

Ekoloģiskās sistēmas jēdziens ir hierarhisks. Tas nozīmē, ka jebkura noteikta līmeņa ekoloģiskā sistēma ietver vairākas iepriekšējā līmeņa ekosistēmas, mazākas pēc platības, un tā pati savukārt ir lielākas ekosistēmas neatņemama sastāvdaļa. Kā elementāru ekosistēmu var iztēloties pauguru vai ieplaku purvā, un vispārīgāka ekosistēma, kas aptver daudzas alas un starpalas telpas, ir atbilstošā terases vai pieplaknes meža virsma. Turpinot šo sēriju uz augšu, var pietuvoties Zemes ekoloģiskajai sistēmai - biosfērai un virzoties uz leju - līdz biogeocenozei, kā elementārai biohoroloģiskai (chora - telpa, gr.) biosfēras vienībai. Ņemot vērā zonālo faktoru izšķirošo nozīmi dzīvās vielas attīstībā uz Zemes, ir saprātīgi iedomāties šādu teritoriālu pakārtotu ekosistēmu virkni:

elementārais > lokālais > zonālais > globālais.

Visas ekosistēmu grupas ir to sugu kopīgas vēsturiskās attīstības produkts, kuras atšķiras pēc sistemātiskā stāvokļa; tādējādi sugas pielāgojas viena otrai. Primārais ekosistēmu veidošanās pamats ir augi un baktērijas – organisko vielu (atmosfēras) ražotāji. Evolūcijas gaitā pirms noteiktas biosfēras telpas apdzīvošanas ar augiem un mikroorganismiem nevarēja būt ne runas par tās apdzīvošanu ar dzīvniekiem.

Dažādu sugu populācijas ekosistēmās viena otru ietekmē pēc tiešās un atgriezeniskās saites principa. Kopumā ekosistēmas pastāvēšanu regulē galvenokārt spēki, kas darbojas sistēmā. Ekosistēmas autonomija un pašregulācija nosaka tās īpašo stāvokli biosfērā kā elementāras vienības ekosistēmas līmenī.

Ekosistēmas, kas kopā veido mūsu planētas biosfēru, ir savstarpēji saistītas ar vielu ciklu un enerģijas plūsmu. Šajā ciklā dzīvība uz Zemes darbojas kā galvenā biosfēras sastāvdaļa. Vielu apmaiņa starp saistītām ekosistēmām var notikt gāzveida, šķidrā un cietā fāzē, kā arī dzīvas vielas veidā (dzīvnieku migrācija).

Lai ekosistēmas darbotos ilgstoši un kā vienots veselums, tām jāpiemīt enerģijas saistīšanas un izdalīšanas un vielu cirkulācijas īpašībām. Ekosistēmā ir jābūt arī mehānismiem, lai izturētu ārējo ietekmi.

Ir dažādi ekosistēmu organizācijas modeļi.

• 1. Ekosistēmas bloka modelis. Katra ekosistēma sastāv no 2 blokiem: biocenozes un biotopa. Biogeocenoze, saskaņā ar V.N. Sukachev, ietver blokus un saites. Šo koncepciju parasti piemēro zemes sistēmām. Biogeocenozēs augu sabiedrības (pļavas, stepes, purva) klātbūtne kā galvenā saite ir obligāta. Ir ekosistēmas bez augu saiknes. Piemēram, tādas, kas veidojas uz trūdošu organisko atlieku un dzīvnieku līķu bāzes. Viņiem nepieciešama tikai zoocenozes un mikrobiocenozes klātbūtne.
• 2. Ekosistēmu sugu struktūra. Tas attiecas uz sugu skaitu, kas veido ekosistēmu, un to skaita attiecību. Sugu daudzveidība ir simtiem un desmitiem simtu. Jo bagātāks ir ekosistēmas biotops, jo nozīmīgāks tas ir. Tropu mežu ekosistēmas ir sugu daudzveidības ziņā bagātākās. Sugu bagātība ir atkarīga arī no ekosistēmu vecuma. Izveidotās ekosistēmās parasti izšķir vienu vai 2 - 3 sugas, kas nepārprotami dominē pēc īpatņu skaita. Dominējošās ir sugas, kuras nepārprotami dominē pēc īpatņu skaita (no latīņu dom-inans - “dominējošais”). Arī ekosistēmās izšķir sugas - edifikatorus (no latīņu valodas aedifica-tor - “celtnieks”). Tās ir sugas, kas veido vidi (eglei egļu mežā līdz ar dominējošo stāvokli ir augstas audzinošās īpašības). Sugu daudzveidība ir svarīga ekosistēmu īpašība. Daudzveidība nodrošina tās ilgtspējības dublēšanos. Sugas struktūra tiek izmantota, lai novērtētu augšanas apstākļus, pamatojoties uz indikatoraugiem (meža zona - koksnes skābenes, tas norāda uz mitruma apstākļiem). Ekosistēmas sauc par edificator jeb dominējošiem augiem un indikatoraugiem.
• 3. Ekosistēmu trofiskā uzbūve. Strāvas ķēdes. Katra ekosistēma ietver vairākus trofiskos (pārtikas) līmeņus. Pirmais ir augi. Otrais ir dzīvnieki. Pēdējie ir mikroorganismi un sēnītes.

No trofiskās struktūras viedokļa ekosistēmu var iedalīt divos līmeņos:

• 1) Augšējais autotrofiskais slānis jeb “zaļā josta”, ieskaitot augus vai to daļas, kas satur hlorofilu, kur dominē gaismas enerģijas fiksācija, vienkāršu neorganisko savienojumu izmantošana un sarežģītu organisko savienojumu uzkrāšanās.
• 2) Apakšējais heterotrofiskais slānis jeb augšņu un nogulumu, trūdošo vielu, sakņu u.c. “brūnā josta”, kurā dominē komplekso savienojumu izmantošana, transformācija un sadalīšanās.

Ir svarīgi saprast, ka dzīvie organismi “zaļajā” un “brūnajā” joslā atšķirsies. Augšējā līmenī dominēs kukaiņi un putni, kas barojas ar lapām un, piemēram, pumpuriem. Zemākajā līmenī dominēs mikroorganismi un baktērijas, sadalot organiskās un neorganiskās vielas. Šajā jostā būs arī ievērojams skaits lielu dzīvnieku.

No otras puses, ja mēs runājam par barības vielu un enerģijas pārnesi, ekosistēmas sastāvā ir ērti atšķirt šādas sastāvdaļas:

• 1) Ciklos iekļautas neorganiskās vielas (C, N, CO2, H2O utt.).
• 2) Organiskie savienojumi (olbaltumvielas, ogļhidrāti, lipīdi, humusvielas u.c.), kas savieno biotisko un abiotisko daļu.
• 3) Gaisa, ūdens un substrāta vide, tostarp klimatiskie apstākļi un citi fizikāli faktori.
• 4) ražotāji, autotrofiski organismi, galvenokārt zaļie augi, kas var ražot pārtiku no vienkāršām neorganiskām vielām
• 5) Makropatērētāji jeb fagotrofi - heterotrofiski organismi, galvenokārt dzīvnieki, kas barojas ar citiem organismiem vai organisko vielu daļiņām.
• 6) Mikropatērētāji, saprotrofi, destruktori jeb osmotrofi - heterotrofi organismi, galvenokārt baktērijas un sēnītes, kas iegūst enerģiju vai nu sadalot atmirušajiem audiem, vai absorbējot izšķīdušu organisko vielu, kas spontāni izdalās vai ar saprotrofu palīdzību tiek iegūta no augiem un citiem organismiem. Saprotrofu darbības rezultātā izdalās ražotājiem piemērotas neorganiskās barības vielas; turklāt saprotrofi piegādā pārtiku makropatērētājiem un bieži izdala hormoniem līdzīgas vielas, kas kavē vai stimulē citu ekosistēmas biotisko komponentu darbību.

Viena no visu ekosistēmu, neatkarīgi no tā, vai tās ir sauszemes, saldūdens, jūras vai mākslīgās (piemēram, lauksaimniecības) ekosistēmu kopīgās iezīmes, ir autotrofo un heterotrofo komponentu mijiedarbība. Organismi, kas piedalās dažādos cikla procesos, telpā ir daļēji atdalīti; autotrofiskie procesi visaktīvāk notiek augšējā līmenī (“zaļā josta”), kur ir pieejama saules gaisma. Heterotrofie procesi visintensīvāk notiek apakšējā slānī (“brūnā joslā”), kur organiskās vielas uzkrājas augsnēs un nogulumos. Turklāt šīs ekosistēmu komponentu galvenās funkcijas ir daļēji atdalītas laikā, jo ir iespējama ievērojama laika atšķirība starp organisko vielu ražošanu autotrofiskiem organismiem un tās patēriņu heterotrofiem. Piemēram, galvenais process meža ekosistēmas lapotnē ir fotosintēze.

ekosistēmas heterotrofiskā biogeocenoze