La composition et les propriétés des écosystèmes. Fonctions de l'écosystème

Toute la variété des organismes de notre planèteest inextricablement lié. Il n'y a pas de créature de ce genre qui puisse exister indépendamment de tout le monde, strictement individuellement. Cependant, non seulement les organismes sont étroitement liés, mais les facteurs de l'environnement externe et interne affectent l'ensemble du biome. Ensemble, tout le complexe de la nature vivante et inanimée représente la structure des écosystèmes et leurs propriétés. Quel est ce concept, quels paramètres sont caractérisés, essayons de le comprendre dans l'article.

Comprendre les écosystèmes

Qu'est-ce qu'un écosystème?Du point de vue de l'écologie, il s'agit de l'activité vitale conjointe totale de tous les types d'organismes, indépendamment de la classe et des facteurs environnementaux, tant biotiques qu'abiotiques.

Les propriétés des écosystèmes s'expliquent par leurs caractéristiques.La première mention de ce terme est apparue en 1935. A. Tensley a suggéré de l'utiliser pour désigner «un complexe constitué non seulement d'organismes, mais aussi de leur environnement». Le concept lui-même est assez large, c'est la plus grande unité d'écologie, et aussi importante. Un autre nom est la biogéocénose, bien qu'il existe encore de petites différences entre ces concepts.

La propriété principale des écosystèmes estinteraction continue en leur sein de la matière organique et inorganique, de l'énergie, de la redistribution de la chaleur, de la migration des éléments, de l'impact complexe des êtres vivants les uns sur les autres. Au total, plusieurs caractéristiques principales peuvent être distinguées, appelées propriétés.

Propriétés de base des écosystèmes

Les plus importants d'entre eux sont trois:

• autorégulation;
• durabilité;
• auto-reproduction;
• changer de l'un à l'autre;
• intégrité;
• propriétés émergentes.

Lorsqu'on lui a demandé quelle est la propriété principaleles écosystèmes peuvent être traités de différentes manières. Tous sont importants, car seule leur présence agrégée permet à ce concept d'exister. Examinons en détail chaque trait caractéristique afin d'assimiler son importance et d'en comprendre l'essence.

Autorégulation des écosystèmes

C'est la propriété principale de l'écosystème, quiimplique une gestion indépendante de la vie au sein de chaque biogéocénose. Autrement dit, un groupe d'organismes étroitement lié à d'autres êtres vivants, ainsi qu'à des facteurs environnementaux, a un impact direct sur l'ensemble de la structure dans son ensemble. C'est leur activité vitale qui peut affecter la stabilité et l'autorégulation de l'écosystème.

Par exemple, si nous parlons de prédateurs, alors ilsmangez des herbivores d'une espèce exactement jusqu'à ce que leur nombre diminue. De plus, manger s'arrête et le prédateur passe à une autre source de nourriture (c'est-à-dire un autre type d'herbivore). Ainsi, il s'avère que l'espèce n'est pas complètement détruite, elle reste en sommeil jusqu'à ce que le nombre requis soit restauré.

Au sein de l'écosystème, cela ne peut pas arriverl'extinction naturelle de l'espèce à la suite d'être mangée par d'autres individus. C'est de l'autorégulation. Autrement dit, les animaux, les plantes, les champignons et les micro-organismes se contrôlent mutuellement, malgré le fait qu'ils soient de la nourriture.

L'autorégulation est également la principale propriétéles écosystèmes aussi parce que grâce à lui il existe un processus contrôlé de conversion de différents types d'énergie. Substances inorganiques, composés organiques, éléments - tous sont en étroite interconnexion et en circulation générale. Les plantes utilisent directement l'énergie solaire, les animaux mangent des plantes, convertissant cette énergie en liaisons chimiques, après leur mort, les micro-organismes les décomposent à nouveau en inorganiques. Le processus est continu et cyclique sans interférence extérieure, ce que l'on appelle l'autorégulation.

Durabilité

Il existe d'autres propriétés des écosystèmes.L'autorégulation est étroitement liée à la durabilité. Combien de temps durera tel ou tel écosystème, comment il sera préservé et s'il y aura des changements dans d'autres, dépend d'un certain nombre de raisons.

Vraiment stable est celui dans lequelil n'y a pas de place pour l'intervention humaine. Il a une abondance constamment élevée de tous les types d'organismes, aucun changement ne se produit sous l'influence des conditions environnementales, ou ils sont insignifiants. Fondamentalement, tout écosystème peut être durable.

Une personne peut violer cet état avec soninterférence et échec de l'ordre établi (déforestation, abattage d'animaux, destruction d'insectes, etc.). De plus, la stabilité peut être influencée par la nature elle-même si les conditions climatiques changent radicalement, sans laisser aux organismes le temps de s'adapter. Par exemple, les catastrophes naturelles, le changement climatique, la réduction de l'approvisionnement en eau, etc.

Plus la variété des espèces d'organismes est grande,les écosystèmes existent depuis plus longtemps. Les propriétés de l'écosystème - stabilité et autorégulation - sont la base sur laquelle repose généralement ce concept. Il existe un terme qui résume ces caractéristiques - l'homéostasie. Autrement dit, maintenir la constance dans tout - la diversité des espèces, leur nombre, les facteurs externes et internes. Par exemple, les écosystèmes de la toundra sont plus susceptibles de subir des changements que les forêts tropicales. En effet, chez eux la diversité génétique des êtres vivants n'est pas si grande, ce qui veut dire. et le taux de survie diminue fortement.

Auto-réplication

Si vous réfléchissez bien à la question de savoir commentpropriété principale des écosystèmes, nous pouvons alors arriver à la conclusion que l'auto-reproduction est une condition tout aussi importante de leur existence. En effet, sans la reproduction constante de composants tels que:

• organismes;
• composition du sol;
• transparence de l'eau;
• composant d'oxygène de l'air et ainsi de suite.

Il est difficile de parler de durabilité et d'autorégulation.Pour que la biomasse se renouvelle et se maintienne en permanence, il est important de disposer d'une quantité suffisante de nourriture, d'eau et de conditions de vie favorables. Dans tout écosystème, il y a un remplacement constant des personnes âgées par des jeunes, des malades par des personnes saines, fortes et résistantes. C'est une condition normale pour l'existence de l'un d'entre eux. Cela n'est possible qu'avec une auto-réplication rapide.

La manifestation des propriétés d'un écosystème de ce type -c'est la clé de la conservation génétique des allèles de chaque espèce. Sinon, des genres et types entiers, des classes et des familles d'êtres vivants seraient sujets à l'extinction sans restauration ultérieure.

Succession

Une autre propriété importante des écosystèmes est le changement des écosystèmes.Ce processus s'appelle la succession. Elle se produit sous l'influence d'une modification des facteurs abiotiques externes et prend de plusieurs dizaines d'années à des millions. L'essence de ce phénomène est le remplacement successif d'un écosystème par un autre sous l'influence à la fois de facteurs internes survenant entre les organismes vivants et de conditions externes de nature inanimée sur une longue période de temps.

Une autre raison importante pour les successions estl'activité économique humaine. Ainsi, les forêts cèdent la place aux prairies et aux marécages, les lacs se transforment en déserts ou en prairies de plaines inondables, les champs sont envahis d'arbres et une forêt se forme. Naturellement, la faune subit également des changements importants.

Combien de temps la succession aura-t-elle lieu?Exactement au stade où se forme la biogéocénose la plus appropriée et adaptée à des conditions spécifiques. Par exemple, les forêts de conifères d'Extrême-Orient (taïga) sont déjà une biocénose indigène établie, qui ne changera plus. Il se forme depuis des millénaires, période pendant laquelle il y a eu plus d'un changement d'écosystème.

Propriétés émergentes

Ces propriétés des écosystèmes représentent à nouveauont émergé, des caractéristiques nouvelles et auparavant inhabituelles qui apparaissent dans la biogéocénose. Ils résultent du travail complexe de tous ou de plusieurs participants au système commun.

Un exemple typique est la communautérécifs coralliens, résultant de l'interaction entre les coelentérés et les algues. Les coraux sont la principale source d'une énorme quantité de biomasse, d'éléments, de composés qui n'existaient pas auparavant dans cette communauté.

Fonctions de l'écosystème

Les propriétés et les fonctions des écosystèmes sont prochesrelation les uns avec les autres. Ainsi, par exemple, une propriété telle que l'intégrité implique le maintien d'une interaction constante entre tous les participants. Y compris avec des facteurs de nature inanimée. Et l'une des fonctions est précisément la transition bien coordonnée de différents types d'énergie entre eux, ce qui est possible sous la condition d'une circulation interne des éléments entre tous les liens de la population et les biocénoses elles-mêmes entre elles.

En général, le rôle des écosystèmes est déterminé par ceuxles types d'interactions qui existent en leur sein. Toute biogéocénose doit donner une certaine augmentation biologique de la biomasse du fait de son existence. Ce sera l'une des fonctions. L'augmentation dépend d'une combinaison de facteurs de nature animée et inanimée et peut fluctuer dans de larges limites. Ainsi, la biomasse est beaucoup plus élevée dans les zones à forte humidité et à bon éclairage. Cela signifie que sa croissance sera bien supérieure à celle, par exemple, dans le désert.

Une autre fonction de l'écosystème est transformationnelle. Cela implique un changement d'énergie dirigé, sa transformation en différentes formes sous l'action des êtres vivants.

La structure

La composition et les propriétés des écosystèmes déterminent leurstructure. Quelle est la structure de la biogéocénose? Évidemment, il comprend tous les principaux liens (vivants et abiotiques). Il est également important que l'ensemble de la structure soit un cycle fermé, ce qui confirme une fois de plus les propriétés fondamentales des écosystèmes.

Il existe deux principaux liens majeurs dans toute biogéocénose.

1. L'écotope est un ensemble de facteurs de nature abiotique. Lui, à son tour, est présenté:

• climatopom (atmosphère, humidité, éclairage);
• edaphotop (composant du sol).

2. Biocénose - un ensemble de tous les types d'êtres vivants dans un écosystème donné. Il comprend trois liens principaux:

• zoocénose - tous les êtres animaux;
• phytocénose - tous les organismes végétaux;
• microbocénose - tous les représentants bactériens.

Il est évident d'après la structure ci-dessus que tous les lienssont étroitement interconnectés et forment un seul réseau. Cette connexion se manifeste, tout d'abord, dans l'absorption et la transformation de l'énergie. En d'autres termes, dans les chaînes et réseaux alimentaires au sein d'une population et entre eux.

Une structure similaire de la biogéocénose a été proposée par V.N.Sukachev en 1940 et reste d'actualité aujourd'hui.

Écosystème mature

L'âge des différentes biogéocénoses peut varier considérablement. Naturellement, les caractéristiques d'un écosystème jeune et mature devraient être différentes. Et ainsi cela arrive.

Quelle propriété d'un écosystème mature le distingue d'un écosystème relativement récent? Il y en a plusieurs, considérez tous:

1. Les espèces de chaque population sont formées, stables et ne sont pas remplacées (évincées) par d'autres.
2. La diversité des individus est constante et ne change plus.
3. Toute la communauté est libre de s'autoréguler, il y a un haut degré d'homéostasie.
4. Chaque organisme est parfaitement adapté aux conditions environnementales, la coexistence de la biocénose et de l'écotope est la plus confortable possible.

Chaque écosystème subira des successions jusqu'àjusqu'à ce que son apogée soit établi - la diversité constante des espèces la plus productive et la plus acceptable. C'est alors que la biogéocénose commence à se transformer progressivement en une communauté mature.

Groupes d'organismes au sein d'une biogéocénose

Naturellement, tous les êtres vivants en unles écosystèmes sont interconnectés en un seul tout. Dans le même temps, ils ont également un effet énorme sur la composition du sol, l'air, l'eau - sur tous les composants abiotiques.

Il est d'usage de distinguer plusieurs groupes d'organismes selon leur capacité à absorber et à transformer l'énergie au sein de chaque biogéocénose.

1. Les producteurs sont ceux qui produisent du bioune substance à partir de composants inorganiques. Ce sont des plantes vertes et certains types de bactéries. Leur façon d'absorber l'énergie est autotrophique, ils assimilent directement le rayonnement solaire.
2. Les consommables ou biophages sont ceux qui consommentmatière organique prête à l'emploi en mangeant des êtres vivants. Ce sont des carnivores, des insectes, des plantes. Cela inclut également les représentants herbivores.
3. Les saprotrophes sont des organismes capables de décomposer la matière organique, consommant ainsi des nutriments. Autrement dit, ils se nourrissent des restes morts de plantes et d'animaux.

Il est évident que tous les participants au système sontposition interdépendante. Les herbivores ne pourront pas se nourrir sans plantes et les prédateurs mourront sans elles. Les saprophages ne traiteront pas les composés et la quantité de composés inorganiques requise ne sera pas restaurée. Toutes ces relations sont appelées chaînes alimentaires. Dans les grandes communautés, les chaînes entrent en réseaux et des pyramides se forment. La science de l'écologie est engagée dans l'étude des problèmes liés aux interactions trophiques.

Le rôle de l'homme dans l'impact sur les écosystèmes

On en parle beaucoup aujourd'hui.Enfin, l'homme a pris conscience de l'ampleur des dommages causés à l'écosystème au cours des 200 dernières années. Les conséquences de ce comportement sont devenues évidentes: pluies acides, effet de serre, réchauffement climatique, diminution des approvisionnements en eau douce, épuisement des sols, déforestation, etc. Vous pouvez désigner des problèmes pour une durée infinie, car un grand nombre d'entre eux se sont accumulés.

Tout cela est le rôle mêmejoué et est toujours joué par les humains dans l'écosystème. L'urbanisation de masse, l'industrialisation, le développement technologique, l'exploration spatiale et d'autres actions humaines conduisent non seulement à la complication de l'état de nature inanimée, mais aussi à l'extinction et à la réduction de la biomasse de la planète.

Tout écosystème a besoin d'une protection externel'homme, surtout aujourd'hui. Par conséquent, la tâche de chacun de nous est de lui apporter son soutien. Cela ne demande pas grand-chose - au niveau gouvernemental, des méthodes sont en cours de développement pour protéger la nature, les gens ordinaires ne devraient adhérer qu'aux règles établies et essayer de préserver les écosystèmes sous une forme inchangée, sans introduire dans leur composition une quantité excessive de substances diverses et éléments.