La composizione e le proprietà degli ecosistemi. Funzioni dell'ecosistema

Tutta la varietà di organismi del nostro pianetaè inestricabilmente legato. Non esiste una creatura del genere che possa esistere isolata da tutti, rigorosamente individualmente. Tuttavia, non solo gli organismi sono strettamente correlati, ma i fattori dell'ambiente esterno e interno influenzano l'intero bioma. Insieme, l'intero complesso della natura vivente e inanimata rappresenta la struttura degli ecosistemi e le loro proprietà. Qual è questo concetto, quali parametri sono caratterizzati, proviamo a capirlo nell'articolo.

Capire gli ecosistemi

Cos'è un ecosistema?Dal punto di vista dell'ecologia, questa è l'attività vitale congiunta totale di tutti i tipi di organismi, indipendentemente dalla classe e dai fattori ambientali, sia biotici che abiotici.

Le proprietà degli ecosistemi sono spiegate dalle loro caratteristiche.La prima menzione di questo termine apparve nel 1935. A. Tensley ha suggerito di usarlo per designare "un complesso costituito non solo da organismi, ma anche dal loro ambiente". Il concetto stesso è piuttosto ampio, è la più grande unità di ecologia e anche importante. Un altro nome è biogeocenosi, sebbene ci siano ancora piccole differenze tra questi concetti.

La proprietà principale degli ecosistemi èinterazione continua al loro interno di materia organica e inorganica, energia, ridistribuzione del calore, migrazione di elementi, il complesso impatto degli esseri viventi l'uno sull'altro. In totale, si possono distinguere diverse caratteristiche principali, che sono chiamate proprietà.

Proprietà di base degli ecosistemi

I più importanti sono tre:

• autoregolamentazione;
• sostenibilità;
• auto-riproduzione;
• cambiare da uno all'altro;
• integrità;
• proprietà emergenti.

Alla domanda su quale sia la proprietà principaleagli ecosistemi si può rispondere in diversi modi. Tutti sono importanti, perché solo la loro presenza aggregata permette a questo concetto di esistere. Consideriamo in dettaglio ogni tratto caratteristico per assimilarne l'importanza e comprenderne l'essenza.

Autoregolamentazione degli ecosistemi

Questa è la proprietà principale dell'ecosistema, cheimplica una gestione indipendente della vita all'interno di ciascuna biogeocenosi. Cioè, un gruppo di organismi che è strettamente correlato ad altri esseri viventi, così come i fattori ambientali, ha un impatto diretto sull'intera struttura nel suo insieme. È la loro attività vitale che può influenzare la stabilità e l'autoregolazione dell'ecosistema.

Ad esempio, se parliamo di predatori, allora loromangiare erbivori di una specie esattamente fino a quando il loro numero diminuisce. Inoltre, il cibo si ferma e il predatore passa a un'altra fonte di cibo (cioè, un altro tipo di erbivoro). Pertanto, si scopre che la specie non è completamente distrutta, rimane inattiva fino a quando il numero richiesto non viene ripristinato.

All'interno dell'ecosistema, non può accadereestinzione naturale della specie a seguito di essere mangiato da altri individui. Questa è l'autoregolamentazione. Cioè, animali, piante, funghi, microrganismi si controllano a vicenda, nonostante siano cibo.

Anche l'autoregolamentazione è la proprietà principaleecosistemi anche perché grazie ad esso avviene un processo controllato di conversione di diversi tipi di energia. Sostanze inorganiche, composti organici, elementi - tutti sono in stretta interconnessione e circolazione generale. Le piante usano direttamente l'energia solare, gli animali mangiano le piante, convertendo questa energia in legami chimici, dopo che muoiono, i microrganismi le decompongono nuovamente in sostanze inorganiche. Il processo è continuo e ciclico senza interferenze esterne, che si chiama autoregolazione.

Sostenibilità

Ci sono altre proprietà degli ecosistemi.L'autoregolamentazione è strettamente correlata alla sostenibilità. Quanto tempo durerà questo o quell'ecosistema, come verrà preservato e se ci saranno cambiamenti per altri, dipende da una serie di ragioni.

Veramente stabile è quello all'interno del qualenon c'è spazio per l'intervento umano. Ha un'abbondanza costantemente elevata di tutti i tipi di organismi, non si verificano cambiamenti sotto l'influenza delle condizioni ambientali o sono insignificanti. Fondamentalmente, qualsiasi ecosistema può essere sostenibile.

Una persona può violare questo stato con il suointerferenza e fallimento dell'ordine stabilito (deforestazione, abbattimento di animali, distruzione di insetti, ecc.). Inoltre, la stabilità può essere influenzata dalla natura stessa se le condizioni climatiche cambiano drasticamente, senza dare agli organismi il tempo di adattarsi. Ad esempio, disastri naturali, cambiamenti climatici, riduzione dell'approvvigionamento idrico e altro ancora.

Maggiore è la varietà di specie di organismi, ilgli ecosistemi esistono da più tempo. Le proprietà dell'ecosistema - stabilità e autoregolamentazione - sono le basi su cui generalmente poggia questo concetto. C'è un termine che riassume queste caratteristiche: l'omeostasi. Cioè, mantenendo la costanza in tutto: la diversità delle specie, il loro numero, i fattori esterni e interni. Ad esempio, gli ecosistemi della tundra hanno maggiori probabilità di subire cambiamenti rispetto alle foreste tropicali. In effetti, in loro la diversità genetica degli esseri viventi non è così grande, il che significa. e il tasso di sopravvivenza cala drasticamente.

Auto-replicazione

Se pensi attentamente alla domanda su comeproprietà principale degli ecosistemi, possiamo quindi giungere alla conclusione che l'autoproduzione è una condizione altrettanto importante per la loro esistenza. Infatti, senza la riproduzione costante di componenti come:

• organismi;
• composizione del suolo;
• trasparenza dell'acqua;
• componente ossigeno dell'aria e così via.

È difficile parlare di sostenibilità e autoregolamentazione.Affinché la biomassa possa costantemente rivivere e mantenere il suo numero, è importante avere una quantità sufficiente di cibo, acqua e condizioni di vita favorevoli. All'interno di qualsiasi ecosistema, c'è una costante sostituzione di individui anziani con giovani, malati con individui sani, forti e resistenti. Questa è una condizione normale per l'esistenza di qualcuno di loro. Questo è possibile solo con un'auto-replicazione tempestiva.

La manifestazione delle proprietà di un ecosistema di questo tipo -questa è la chiave per la conservazione genetica degli alleli di ogni specie. In caso contrario, interi generi e tipi, classi e famiglie di esseri viventi sarebbero soggetti a estinzione senza un successivo ripristino.

Successione

Un'altra proprietà importante degli ecosistemi è il cambiamento degli ecosistemi.Questo processo è chiamato successione. Si verifica sotto l'influenza di un cambiamento nei fattori abiotici esterni e richiede da diverse decine di anni a milioni. L'essenza di questo fenomeno è la successiva sostituzione di un ecosistema con un altro sotto l'influenza di entrambi i fattori interni che sorgono tra organismi viventi e condizioni esterne di natura inanimata per un lungo periodo di tempo.

Anche una ragione significativa per le successioni èattività economica umana. Quindi, le foreste lasciano il posto a prati e paludi, i laghi si trasformano in deserti o prati alluvionali, i campi sono ricoperti di alberi e si forma una foresta. Naturalmente anche la fauna subisce notevoli mutamenti.

Quanto tempo avrà luogo la successione?Esattamente allo stadio in cui si forma la biogeocenosi più conveniente adattata a condizioni specifiche. Ad esempio, le foreste di conifere dell'Estremo Oriente (taiga) sono già una biocenosi indigena consolidata, che non cambierà più. Si sta formando da millenni, durante i quali si è verificato più di un cambiamento dell'ecosistema.

Proprietà emergenti

Queste proprietà degli ecosistemi rappresentano di nuovocaratteristiche emerse, nuove e precedentemente insolite che compaiono nella biogeocenosi. Nascono come risultato del lavoro complesso di tutti o più partecipanti al sistema comune.

Un tipico esempio è la comunitàbarriere coralline, che sono nate dall'interazione tra celenterati e alghe. I coralli sono la principale fonte di un'enorme quantità di biomassa, elementi, composti che prima non esistevano in questa comunità.

Funzioni dell'ecosistema

Le proprietà e le funzioni degli ecosistemi sono vicinerelazione tra loro. Quindi, ad esempio, una proprietà come l'integrità implica il mantenimento di un'interazione costante tra tutti i partecipanti. Anche con fattori di natura inanimata. E una delle funzioni è proprio la transizione ben coordinata di vari tipi di energia l'una nell'altra, che è possibile a condizione di circolazione interna di elementi tra tutti i legami della popolazione e le biocenosi stesse tra di loro.

In generale, il ruolo degli ecosistemi è determinato da quellii tipi di interazioni che esistono al loro interno. Qualsiasi biogeocenosi deve dare un certo aumento biologico della biomassa come conseguenza della sua esistenza. Questa sarà una delle funzioni. L'aumento dipende da una combinazione di fattori di natura animata e inanimata e può fluttuare entro ampi limiti. Pertanto, la biomassa è molto più alta nelle aree con elevata umidità e buona illuminazione. Ciò significa che la sua crescita sarà molto maggiore di quella, ad esempio, nel deserto.

Un'altra funzione dell'ecosistema è trasformativa. Implica un cambiamento diretto dell'energia, la sua trasformazione in varie forme sotto l'azione degli esseri viventi.

struttura

La composizione e le proprietà degli ecosistemi determinano il lorostruttura. Qual è la struttura della biogeocenosi? Ovviamente include tutti i collegamenti principali (sia viventi che abiotici). È anche importante che l'intera struttura sia un ciclo chiuso, che conferma ancora una volta le proprietà di base degli ecosistemi.

Ci sono due principali collegamenti principali in qualsiasi biogeocenosi.

1. L'ecotopo è un insieme di fattori di natura abiotica. Lui, a sua volta, viene presentato:

• climatopom (atmosfera, umidità, illuminazione);
• edaphotop (componente suolo suolo).

2. Biocenosi: un insieme di tutti i tipi di esseri viventi in un dato ecosistema. Include tre collegamenti principali:

• zoocenosi: tutti gli esseri animali;
• fitocenosi: tutti gli organismi vegetali;
• microbocenosi: tutti i rappresentanti batterici.

È ovvio dalla struttura di cui sopra che tutti i linksono strettamente interconnessi e formano un'unica rete. Questa connessione si manifesta, prima di tutto, nell'assorbimento e nella trasformazione dell'energia. In altre parole, nelle catene alimentari e nelle reti all'interno di una popolazione e tra di loro.

Una struttura simile della biogeocenosi fu proposta da V.N.Sukachev nel 1940 e rimane rilevante oggi.

Ecosistema maturo

L'età delle diverse biogeocenosi può variare notevolmente. Naturalmente, le caratteristiche di un ecosistema giovane e maturo dovrebbero essere diverse. E così accade.

Quale proprietà di un ecosistema maturo lo distingue da uno di formazione relativamente recente? Ce ne sono diversi, considera tutti:

1. Le specie di ogni popolazione sono formate, stabili e non vengono sostituite (spiazzate) da altre.
2. La diversità degli individui è costante e non cambia più.
3. L'intera comunità è libera di autoregolarsi, c'è un alto grado di omeostasi.
4. Ogni organismo è completamente adattato alle condizioni ambientali, la coesistenza di biocenosi ed ecotopo è il più confortevole possibile.

Ogni ecosistema subirà successioni fino afino a quando non viene stabilito il suo culmine: la diversità delle specie più produttiva e accettabile costante. È allora che la biogeocenosi inizia a trasformarsi gradualmente in una comunità matura.

Gruppi di organismi all'interno di una biogeocenosi

Naturalmente, tutti gli esseri viventi dentro unogli ecosistemi sono interconnessi in un unico insieme. Allo stesso tempo, hanno anche un enorme effetto sulla composizione del suolo, aria, acqua - su tutti i componenti abiotici.

È consuetudine distinguere diversi gruppi di organismi in base alla loro capacità di assorbire e trasformare l'energia all'interno di ciascuna biogeocenosi.

1. I produttori sono quelli che producono biologicouna sostanza da componenti inorganici. Queste sono piante verdi e alcuni tipi di batteri. Il loro modo di assorbire energia è autotrofico, assimilano direttamente la radiazione solare.
2. I materiali di consumo o biofagi sono quelli che consumanomateria organica pronta mangiando esseri viventi. Questi sono carnivori, insetti, alcune piante. Questo include anche rappresentanti erbivori.
3. I saprotrofi sono organismi in grado di decomporre la materia organica, consumando così i nutrienti. Cioè, si nutrono dei resti morti di piante e animali.

È ovvio che tutti i partecipanti al sistema siano inposizione interdipendente. Gli erbivori non saranno in grado di procurarsi cibo senza piante e i predatori moriranno senza di loro. I saprofagi non elaboreranno i composti e la quantità di composti inorganici richiesti non verrà ripristinata. Tutte queste relazioni sono chiamate catene alimentari. Nelle grandi comunità, le catene entrano in reti e si formano piramidi. La scienza dell'ecologia è impegnata nello studio delle problematiche legate alle interazioni trofiche.

Il ruolo dell'uomo nell'impatto sugli ecosistemi

Oggi si parla molto di questo.Infine, l'uomo ha realizzato la portata del danno che è stato fatto all'ecosistema negli ultimi 200 anni. Le conseguenze di questo comportamento sono diventate evidenti: piogge acide, effetto serra, riscaldamento globale, ridotte forniture di acqua dolce, esaurimento del suolo, deforestazione e altro ancora. Puoi designare problemi per un tempo infinitamente lungo, perché un numero enorme di essi si è accumulato.

Tutto questo è proprio il ruolo chegiocato ed è ancora giocato dagli esseri umani nell'ecosistema. L'urbanizzazione di massa, l'industrializzazione, lo sviluppo tecnologico, l'esplorazione dello spazio e altre azioni umane portano non solo alla complicazione dello stato di natura inanimata, ma anche all'estinzione e alla riduzione della biomassa del pianeta.

Qualsiasi ecosistema ha bisogno di protezione esternauomo, soprattutto oggi. Pertanto, il compito di ciascuno di noi è di fornirle supporto. Ciò non richiede molto: a livello di governo, si stanno sviluppando metodi per proteggere la natura, le persone comuni dovrebbero solo aderire alle regole stabilite e cercare di preservare gli ecosistemi in una forma invariata, senza introdurre nella loro composizione una quantità eccessiva di varie sostanze e elementi.