Kogu meie planeedi organismide mitmekesisus on lahutamatult seotud. Pole olemas sellist olendit, kes võiks eksisteerida kõigist isoleeritult, rangelt individuaalselt. Kuid mitte ainult organismid ei ole tihedas seoses, vaid ka välis- ja sisekeskkonna tegurid mõjutavad kogu elustikut. Üheskoos esindab kogu elava ja eluta looduse kompleksi ökosüsteemide struktuur ja nende omadused. Mis see mõiste on, millised parameetrid seda iseloomustavad, proovime artiklist aru saada.
Ökosüsteemide mõiste
Mis on ökosüsteem? Ökoloogia seisukoh alt on see igat tüüpi organismide kogu ühine elutegevus, olenemata klassikuuluvusest ja keskkonnateguritest, nii biootilistest kui abiootilistest teguritest.
Ökosüsteemide omadusi seletatakse nende omadustega. Seda terminit mainiti esmakordselt 1935. aastal. A. Tansley soovitas seda kasutada "kompleksi, mis ei koosne mitte ainult organismidest, vaid ka nende keskkonnast" tähistamiseks. Mõiste ise on üsna ulatuslik, see on ökoloogia suurim ühik ja ka oluline. Teine nimi on biogeocenoos, kuigi erinevused nende mõistete vahel on endiselt olemasväike söök.
Ökosüsteemide peamine omadus on orgaanilise ja anorgaanilise aine, energia pidev koostoime nende sees, soojuse ümberjaotumine, elementide ränne, elusolendite kompleksne mõju üksteisele. Kokku on mitmeid peamisi iseloomulikke tunnuseid, mida nimetatakse omadusteks.
Ökosüsteemide põhiomadused
Seal on kolm peamist:
- iseregulatsioon;
- jätkusuutlikkus;
- isepaljundamine;
- ühe teise vastu vahetamine;
- terviklikkus;
- kerkivad omadused.
Küsimusele, mis on ökosüsteemide peamine omadus, saab vastata erinev alt. Kõik need on olulised, sest ainult nende kombineeritud olemasolu võimaldab sellel kontseptsioonil eksisteerida. Vaatame iga omadust üksikasjalikult, et mõista selle tähtsust ja olemust.
Ökosüsteemi iseregulatsioon
See on ökosüsteemi peamine omadus, mis eeldab elu iseseisvat juhtimist igas biogeocenoosis. See tähendab, et organismide rühmal, mis on tihedas seoses teiste elusolenditega, aga ka keskkonnateguritega, on otsene mõju kogu struktuurile tervikuna. Just nende elutähtis tegevus võib mõjutada ökosüsteemi stabiilsust ja iseregulatsiooni.
Näiteks kui räägime kiskjatest, siis nad söövad sama liigi rohusööjaid täpselt seni, kuni nende arvukus väheneb. Edasine söömine peatub ja kiskjalülitub teisele toiduallikale (st teist tüüpi rohusööjale). Seega selgub, et liik ei hävi täielikult, ta jääb puhkeolekusse kuni vajaliku arvukusenäitaja taastumiseni.
Ökosüsteemis ei saa toimuda liikide loomulikku väljasuremist teiste isendite söömise tagajärjel. Selles seisnebki eneseregulatsioon. See tähendab, et loomad, taimed, seened ja mikroorganismid kontrollivad üksteist vastastikku, hoolimata asjaolust, et nad on toit.
Samuti on iseregulatsioon ökosüsteemide peamine omadus ka seetõttu, et tänu sellele toimub erinevate energialiikide kontrollitud muundamise protsess. Anorgaanilised ained, orgaanilised ühendid, elemendid – kõik on omavahel tihedas seoses ja üldises ringluses. Taimed kasutavad otseselt päikeseenergiat, loomad söövad taimi, muutes selle energia keemilisteks sidemeteks, pärast nende surma lagundavad mikroorganismid need uuesti anorgaaniliseks aineks. Protsess on pidev ja tsükliline ilma välise sekkumiseta, mida nimetatakse iseregulatsiooniks.
Jätkusuutlikkus
Ökosüsteemidel on ka teisi omadusi. Eneseregulatsioon on tihed alt seotud vastupidavusega. Kui kaua see või teine ökosüsteem kestab, kuidas see säilib ja kas teistes toimub muudatusi, sõltub mitmest põhjusest.
Tõeline tall on see, kus pole kohta inimese sekkumisel. Selles on pidev alt stabiilselt palju igat tüüpi organisme, seal ei toimu muutusi keskkonnatingimuste võineed on tähtsusetud. Põhimõtteliselt võib iga ökosüsteem olla jätkusuutlik.
Seda seisundit võib inimene häirida oma sekkumisega ja kehtestatud korra mittejärgimisega (metsaraie, loomade mahalaskmine, putukate hävitamine jne). Samuti võib loodus ise mõjutada jätkusuutlikkust, kui kliimatingimused dramaatiliselt muutuvad, andmata organismidele aega kohanemiseks. Näiteks looduskatastroofid, kliimamuutused, veepuudus jne.
Mida suurem on organismiliikide mitmekesisus, seda kauem eksisteerivad ökosüsteemid. Ökosüsteemi omadused – stabiilsus ja iseregulatsioon – on aluseks, millele see kontseptsioon üldiselt tugineb. On olemas termin, mis võtab need omadused kokku – homöostaas. See tähendab püsivuse säilitamist kõiges - liikide mitmekesisuses, nende arvukuses, välistes ja sisemistes tegurites. Näiteks tundra ökosüsteemid muutuvad tõenäolisem alt kui troopilised metsad. Lõppude lõpuks pole elusolendite geneetiline mitmekesisus neis nii suur, mis tähendab. ja ellujäämismäär langeb järsult.
Ise taasesitatavus
Kui mõelda hoolik alt küsimusele, mis on ökosüsteemide peamine omadus, võib jõuda järeldusele, et isesotatavus pole nende olemasolu vähem oluline tingimus. Tõepoolest, ilma selliste komponentide pideva reprodutseerimiseta nagu:
- organismid;
- pinnase koostis;
- vee läbipaistvus;
- õhu hapnikukomponent ja nii edasi.
Jätkusuutlikkusest ja iseregulatsioonist on raske rääkida. Selleks, et biomass pidev alt elavneks ja arvtoetatud, on oluline, et oleks piisav alt toitu, vett, aga ka soodsaid elutingimusi. Igas ökosüsteemis toimub pidev vanade isendite asendamine noorte, haigetega tervete, tugevate ja vastupidavatega. See on kõigi nende olemasolu normaalne tingimus. See on võimalik ainult õigeaegse taasesitatavuse tingimusel.
Sellise ökosüsteemi omaduste avaldumine on iga liigi alleelide geneetilise säilimise tagatis. Vastasel juhul võivad terved elusolendite perekonnad ja tüübid, klassid ja perekonnad ilma hilisema taastamiseta väljasureda.
Järgmine
Ökosüsteemide olulised omadused on ka ökosüsteemide muutumine. Seda protsessi nimetatakse järgluseks. See tekib väliste abiootiliste tegurite muutumise mõjul ja kestab mitukümmend aastat kuni miljoniteni. Selle nähtuse olemus seisneb ühe ökosüsteemi järjestikuses asendamises teisega nii elusorganismide vahel tekkivate sisemiste tegurite kui ka eluta looduse välistingimuste mõjul pikka aega.
Pärimise oluline põhjus on ka inimeste majandustegevus. Nii asenduvad metsad niitude ja soodega, järved muutuvad kõrbeteks või luhaniitudeks, põllud kasvavad puudega ja moodustub mets. Loomulikult toimub ka loomastikus olulisi muutusi.
Kui kaua pärimine toimub? Täpselt staadiumis, mil moodustub kõige mugavam ja konkreetsetele tingimustele kohandatud biogeocenoos. Näiteks Kaug-äärsed okasmetsadIda (taiga) on juba väljakujunenud põlisrahvaste biotsenoos, mis enam ei muutu. See tekkis tuhandete aastate jooksul, mille jooksul toimus rohkem kui üks ökosüsteemi muutus.
Emergent Properties
Need ökosüsteemide omadused on äsja esile kerkinud, uued ja varem mitteiseloomulikud tunnused, mis ilmnevad biogeocenoosis. Need tekivad kõigi või mitme üldises süsteemis osaleja keerulise töö tulemusena.
Tüüpiline näide on korallriffide kooslus, mis on koelenteraatide ja vetikate vahelise koostoime tulemus. Korallid on tohutu hulga biomassi, elementide ja ühendite peamine allikas, mida selles kogukonnas enne neid ei eksisteerinud.
Ökosüsteemi funktsioonid
Ökosüsteemide omadused ja funktsioonid on omavahel tihed alt seotud. Nii näiteks tähendab selline omadus nagu terviklikkus pideva suhtluse säilitamist kõigi osalejate vahel. Kaasa arvatud eluta looduse teguritega. Ja üks funktsioone on just eri tüüpi energia harmooniline üleminek üksteiseks, mis on võimalik elementide sisemise ringluse tingimustes kõigi elanikkonna osade vahel ja biotsenooside endi vahel.
Üldiselt määravad ökosüsteemide rolli nende sees toimuvad vastasmõjud. Iga biogeocenoos peaks selle olemasolu tõttu andma biomassi teatud bioloogilise suurenemise. See on üks funktsioonidest. Kasv sõltub elava ja eluta looduse tegurite kombinatsioonist ning võib olla väga erinev. Seega on biomass palju suurem kõrge õhuniiskuse ja hea valgustusega piirkondades. See tähendab, et selle kasv on palju suurem kui näiteks kõrbes.
Teine ökosüsteemi funktsioon on transformatiivne. See tähendab energia suunatud muutust, selle muutumist erinevatesse vormidesse elusolendite toimel.
Struktuur
Ökosüsteemide koostis ja omadused määravad nende struktuuri. Mis on biogeocenoosi struktuur? Ilmselgelt sisaldab see kõiki peamisi lülisid (nii elavaid kui abiootilisi). Samuti on oluline, et üldiselt on kogu struktuur suletud tsükkel, mis kinnitab veel kord ökosüsteemide põhiomadusi.
Igas biogeocenoosis on kaks peamist seost.
1. Ökotoop – abiootilise iseloomuga tegurite kogum. Teda omakorda esindab:
- kliima (atmosfäär, niiskus, valgus);
- edafotopoom (mullapinna komponent).
2. Biotsenoos - igat tüüpi elusolendite kogum antud ökosüsteemis. Sisaldab kolme peamist linki:
- zoocenoos – kõik loomad;
- fütocenoos – kõik taimeorganismid;
- mikrobotsenoos – kõik bakterite esindajad.
Vastav alt ül altoodud struktuurile on ilmne, et kõik lingid on omavahel tihed alt seotud ja moodustavad ühtse võrgu. See seos avaldub ennekõike energia neeldumises ja muundamises. Ehk siis toiduahelates ja -võrkudespopulatsioonide sees ja vahel.
Sellise biogeocenoosi struktuuri pakkus välja V. N. Sukachev 1940. aastal ja see on endiselt aktuaalne.
Küps ökosüsteem
Erinevate biogeotsenooside vanus võib olla väga erinev. Loomulikult peaksid noore ja küpse ökosüsteemi omadused olema erinevad. Ja nii see on.
Milline küpse ökosüsteemi omadus eristab seda suhteliselt hiljuti tekkinud ökosüsteemist? Neid on mitu, kaaluge neid kõiki:
- Iga populatsiooni liigid on moodustatud, stabiilsed ja neid ei asenda (tõrjuta) teised.
- Indiviidide mitmekesisus on pidev ega muutu enam.
- Kogu kogukond on vab alt isereguleeruv, seal on kõrge homöostaasi tase.
- Iga organism on täielikult keskkonnatingimustega kohanenud, biotsenoosi ja ökotoobi kooseksisteerimine on võimalikult mugav.
Iga ökosüsteem läbib suktsessiooni, kuni saavutatakse selle haripunkt – püsiv kõige produktiivsem ja vastuvõetavam liigirikkus. Just siis hakkas biogeocenoos järk-järgult muutuma küpseks kogukonnaks.
Biogeocenoosis olevad organismide rühmad
On loomulik, et kõik ühes ökosüsteemis olevad elusolendid on omavahel ühendatud üheks tervikuks. Samal ajal on neil tohutu mõju ka mulla koostisele, õhule, veele – kõigile abiootilistele komponentidele.
Igas biogeocenoosis eristatakse mitut organismirühma vastav alt nende võimele energiat neelata ja muundada.
- Tootjad on needkes toodab anorgaanilistest komponentidest orgaanilist ainet. Need on rohelised taimed ja teatud tüüpi bakterid. Nende energia neelamise viis on autotroofne, nad neelavad otseselt päikesekiirgust.
- Tarbijad ehk biofaagid – need, kes tarbivad elusolendeid süües valmis orgaanilist ainet. Need on lihasööjad, putukad, mõned taimed. See hõlmab ka taimtoidulisi.
- Saprotroofid on organismid, mis on võimelised orgaanilist ainet lagundama ja seega toitaineid tarbima. See tähendab, et nad toituvad taimede ja loomade surnud jäänustest.
Ilmselt on kõik süsteemis osalejad üksteisest sõltuvas olukorras. Ilma taimedeta ei saa taimtoidulised loomad toitu ja ilma nendeta kiskjad surevad. Saprofaagid ei hakka ühendeid töötlema, vajalike anorgaaniliste ühendite hulk ei taastu. Kõiki neid suhteid nimetatakse toiduahelateks. Suurtes kogukondades muutuvad ahelad võrgustikeks, tekivad püramiidid. Troofiliste vastastikmõjudega seotud küsimuste uurimine on ökoloogiateadus.
Inimeste roll ökosüsteemide mõjutamisel
Sellest räägitakse täna palju. Lõpuks on inimene mõistnud viimase 200 aasta jooksul ökosüsteemile tekitatud kahju täies ulatuses. Sellise käitumise tagajärjed on muutunud ilmseks: happevihmad, kasvuhooneefekt, kliima soojenemine, mageveevarude vähenemine, pinnase vaesumine, metsaalade vähenemine jne. Probleemidele saab osutada lõpmata kaua, sest neid on tohutult palju.
See kõik on just see roll, mida inimene on ökosüsteemis mänginud ja mängib siiani. Massiline linnastumine, industrialiseerumine, tehnoloogia areng, kosmoseuuringud ja muu inimtegevus ei too kaasa mitte ainult elutu looduse olukorra komplikatsiooni, vaid ka planeedi väljasuremist ja biomassi vähenemist.
Iga ökosüsteem vajab inimeste kaitset, eriti tänapäeval. Seetõttu on meie igaühe ülesanne talle tuge pakkuda. See ei nõua palju - valitsuse tasandil töötatakse välja looduse kaitsmise meetodeid, tavainimene peaks kinni pidama ainult kehtestatud reeglitest ja püüdma hoida ökosüsteeme puutumatuna, lisamata nende koostisesse liigselt erinevaid aineid ja elemente.
