Ecosistema: struttura dell'ecosistema, definizione, concetto, tipi e fatti interessanti

Nell'ecologia - la scienza dell'interazione degli organismi viventi tra loro e con l'ambiente - il concetto di ecosistema è uno di quelli fondamentali. L'uomo che lo introdusse ad usare fu il botanico britannico e uno dei primi ambientalisti del mondo, Arthur Tensley. Il termine "ecosistema" apparve nel 1935. Tuttavia, nell'ecologia domestica, fu preferito sostituirlo con concetti come "biogeocenosi" e "biocenosi", che non è completamente vero.

L'articolo rivela il concetto di ecosistema, la struttura di un ecosistema e le sue singole componenti.

L'essenza del concetto

Tutte le comunità di organismi attualmente viventi sono associate a materiali in prossimità dell'ambiente e legami energetici. Quindi, le piante possono svilupparsi solo a causa della costante fornitura di acqua, ossigeno, anidride carbonica, sali minerali. L'attività vitale degli eterotrofi è possibile solo a spese degli autotrofi. Tuttavia, hanno anche bisogno di acqua e ossigeno. Qualsiasi habitat particolare potrebbe fornire i composti inorganici necessari per la vita degli organismi che lo abitano solo per un breve periodo se non sono stati rinnovati.

Il ritorno di nutrienti all'ambiente avviene continuamente. Il processo si svolge sia durante la vita degli organismi (respirazione, defecazione, escrezione), sia dopo la loro morte. In altre parole, la loro comunità con un ambiente inorganico forma un sistema specifico. In esso, il flusso di atomi, a causa dell'attività vitale degli organismi, si chiude, di norma, nel ciclo. In sostanza, questo è un ecosistema. La struttura di un ecosistema consente uno studio più approfondito della sua struttura e della natura delle relazioni esistenti.

Definizione dell'ecosistema

Il padre dell'ecosistema dell'ecologia è considerato un biologo americano, Eugene Odum, noto per il suo lavoro pioneristico in questo campo. A questo proposito, sarebbe probabilmente logico dare la sua interpretazione del termine considerato nell'articolo.

Secondo Y. Odum, ogni unità, che comprende tutti gli organismi di questa area, interagisce con l'ambiente fisico in modo tale che si crea un flusso di energia con una struttura trofica ben definita, diversità di specie e circolazione di sostanze (lo scambio di energia e sostanze tra ) all'interno del sistema, c'è un ecosistema. La struttura di un ecosistema può essere vista da un diverso punto di vista. Tradizionalmente, ci sono tre delle sue specie: trofiche, specie e spaziali.

La relazione tra i concetti di ecosistema e biogeocenosi

La dottrina della biogeocenosi fu sviluppata dal geobotanista e geografo sovietico Vladimir Sukachev nel 1942. All'estero, non viene praticamente utilizzata. Se facciamo riferimento alle definizioni dei termini "ecosistema" e "biogeocenosi", è chiaro che non vi è alcuna differenza tra loro, infatti, sono sinonimi.

Tuttavia, in pratica, è opinione comune che possano essere identificati solo con un certo grado di condizionalità. Il termine "biogeocenosi" focalizza l'attenzione sulla connessione della biocenosi con qualsiasi area specifica dell'ambiente acquatico o della terra. Mentre un ecosistema significa qualsiasi sito astratto. In questo contesto, è consuetudine considerare le biogeocenosi come casi particolari.

Sulla composizione e struttura degli ecosistemi

In ogni ecosistema si possono distinguere due componenti: abiotico (non vivente) e biotico (vivente). Quest'ultimo, a sua volta, è diviso in eterotrofo e autotrofo, a seconda del metodo di ottenere energia dagli organismi. Questi componenti formano la cosiddetta struttura trofica.

L'unica fonte di supporto per vari processi nell'ecosistema e l'energia per esso sono i produttori, cioè gli organismi capaci di assimilare l'energia del sole. Rappresentano il primo livello trofico. Successivamente vengono formati a spese dei consumatori. La struttura trofica di un ecosistema è chiusa da decompositori la cui funzione è quella di tradurre non viventi materia organica nella forma minerale, che può essere successivamente assimilata da organismi autotrofi. Cioè, c'è lo stesso ciclo e il continuo ritorno di nutrienti all'ambiente, di cui parla Yu Odum.

Componenti degli ecosistemi

La struttura della comunità dell'ecosistema ha i seguenti componenti:

• regime climatico, che determina l'illuminazione, l'umidità, la temperatura e altre caratteristiche fisiche dell'ambiente;
• sostanze inorganiche incluse nella circolazione (azoto, fosforo, acqua, ecc.);
• composti organici che collegano parti abiotiche e biotiche nel processo di circolazione di energia e materia;
• creatori di prodotti primari - produttori;
• phagotrophs (macroconsistencies) - mangiare eterotrofi o grandi particelle di sostanze organiche da altri organismi;
• decompositori - batteri e funghi (principalmente), distruggendo la materia organica morta mediante mineralizzazione, restituendola così alla circolazione.

Pertanto, la struttura biotica degli ecosistemi consiste di tre livelli trofici: produttori, consumatori e decompositori. Formano la cosiddetta biomassa (la massa totale di animali e organismi vegetali) della biogeocenosi. Per la Terra nel suo insieme, è pari a 2423 miliardi di tonnellate, e la gente "dà" circa 350 milioni di tonnellate, il che è trascurabile rispetto al peso totale.

produttori

I produttori sono sempre il primo anello nella catena alimentare. Questo termine combina tutti gli organismi che hanno la capacità di produrre sostanze inorganiche organico, t. e. sono autotrofi. I principali produttori sono piante verdi. Sintetizzano composti organici da inorganici nel processo di fotosintesi. Inoltre, a questi possono essere attribuiti diversi tipi di batteri chemiotrofici. Possono solo eseguire la sintesi chimica senza l'energia della luce solare.

consuments

La struttura biotica e la composizione dell'ecosistema comprendono anche organismi eterotrofi che consumano composti organici già pronti creati da autotrofi. Sono chiamati consumatori. A differenza dei decompositori, non hanno la capacità di decomporre sostanze organiche in composti inorganici.

Tutti gli animali, così come alcuni animali insettivori (novanta, Venere acchiappamosche ecc.) e piante parassite, microrganismi. I documenti sono divisi in diversi ordini di grandezza, ma, di norma, sono raramente più di quattro. Ciò è dovuto al fatto che in ogni fase del trasferimento di energia e materia la catena trofica perde fino al 90%.

Tutti gli organismi che si nutrono direttamente dei produttori appartengono ai consumatori di primo ordine. Questi includono piante parassite ed erbivori. I predatori che si nutrono di loro sono consumatori di ordine II. A questo gruppo appartengono i parassiti degli erbivori.

È interessante che in eccellente catene alimentari lo stesso tipo può appartenere a diversi ordini di strumenti. Ci sono molti esempi di questo. In particolare, il mouse. È un consumatore sia del primo che del secondo ordine, poiché si nutre sia di insetti erbivori sia di piante.

decompositori

Il termine "decompositori" ha un'origine latina e si traduce letteralmente come "ripristino, ritorno". Questo riflette pienamente la loro importanza nella struttura ecologica degli ecosistemi. Riduttori o distruttori sono organismi che distruggono trasformandosi in composti organici e inorganici più semplici, resti morti dei viventi. Restituiscono acqua e sali minerali al terreno in forma accessibile per i produttori, chiudendo così la circolazione delle sostanze in natura. Nessun ecosistema può fare a meno dei decompositori.

Le specie e le strutture spaziali degli ecosistemi non sono meno interessanti. Riflettono la diversità delle specie degli organismi e la loro distribuzione nello spazio in accordo con le esigenze individuali e le condizioni di vita.

Struttura delle specie

Una struttura di specie è una raccolta di tutte le specie che costituiscono un ecosistema, la loro interrelazione tra loro e il rapporto tra numeri. In alcuni casi, il primato è negli animali, ad esempio la biocenosi della barriera corallina, in altre le piante svolgono un ruolo di primo piano (praterie alluvionali, foreste di querce e abeti, steppe di penne). La struttura delle specie di un ecosistema riflette la sua composizione, incluso il numero di specie. Dipende principalmente dalla posizione geografica del luogo. Il modello più famoso è che più vicino all'equatore, più flora e fauna. E questo vale per tutte le forme di vita, dagli insetti ai mammiferi, dai licheni e dai muschi alle piante da fiore.

Così, un ettaro della foresta pluviale amazzonica è una casa per quasi 400 alberi appartenenti a più di 90 specie, e ognuno di loro ha più di 80 epifite diverse. Allo stesso tempo, solo 8-10 specie di alberi crescono su una simile area di abeti o pinete di una fascia temperata, e la diversità nella taiga è limitata a 2-5 specie.

Struttura spaziale orizzontale dell'ecosistema

Numerose specie di ecosistemi nello spazio possono essere distribuite in modi diversi, ma sempre in accordo con i loro bisogni e le esigenze dell'habitat. Questo posizionamento di animali e piante nell'ecosistema ha ricevuto il nome della struttura spaziale. Può essere orizzontale e verticale.

Gli organismi viventi nello spazio sono distribuiti in modo non uniforme. Di norma, formano gruppi, che è una caratteristica adattiva. Tali cluster determinano la struttura orizzontale dell'ecosistema. Si manifesta in spotting, pattern. Per esempio, colonie di coralli, uccelli migratori, mandrie di antilopi, boschetti di erica (nella foto sopra) o mirtilli rossi. Microgrouping e microcenosi appartengono alle unità strutturali (elementari) della struttura orizzontale delle comunità vegetali.

Struttura spaziale verticale

I gruppi di co-crescita di diverse specie di piante che differiscono nella posizione degli organi di assimilazione (steli e foglie, rizomi, bulbi, tuberi, ecc.) Sono chiamati palangari. Caratterizzano la struttura verticale dell'ecosistema. L'ecosistema forestale è l'esempio più importante in questo caso. Di norma, i palangari sono rappresentati da varie forme di vita di arbusti, cespugli, alberi, erbe e muschi.

Livelli di struttura spaziale

Il primo livello è quasi sempre rappresentato da grandi alberi, in cui il fogliame si trova in alto sopra il terreno e ben illuminato dal sole. Il secondo livello (podologovy) non è una specie così alta, può assorbire la luce inutilizzata. Il prossimo è il sottobosco, rappresentato da questi arbusti (nocciolo, spincervino, cenere di montagna, ecc.), Così come le forme arbustive degli alberi (foresta di melo, pera, ecc.), Che in condizioni normali potrebbero crescere fino all'altezza degli alberi del primo livello. Il prossimo livello è un adolescente. Ciò include i giovani alberi, che in futuro possono "allungarsi" nel primo livello. Ad esempio, pino, quercia, abete rosso, carpino, ontano.

La presenza di uno strato di erba-arbusto è caratteristica della forma verticale della struttura dell'ecosistema (spaziale). Si compone di cespugli di bosco ed erbe: fragole, oxalis, mughetto, felci, mirtilli, more, lamponi, ecc. È seguito dal livello finale - muschio-lichene.

Nota che i rampicanti, gli epifiti e le piante parassite appartengono al gruppo di vegetazione extra-tier. Ciò è dovuto al fatto che è molto difficile attribuirli a un determinato livello.

Confini spaziali dell'ecosistema

Di regola, è impossibile vedere un chiaro confine tra ecosistemi in natura se non è rappresentato da vari fattori paesaggistici (fiumi, montagne, colline, precipizi, ecc.). Molto spesso sono uniti da transizioni fluide. Questi ultimi possono di fatto essere degli ecosistemi separati. Formata all'incrocio della comunità chiamata ecotones. Il termine fu introdotto nel 1905 dal botanico americano ed ecologista F. Clements.

Il ruolo di un ecotone è di mantenere la diversità biologica degli ecosistemi tra i quali è dovuto al cosiddetto effetto regionale - una combinazione di determinati fattori ambientali inerenti a vari ecosistemi. Ciò causa un ampio ambiente di vita e quindi nicchie ecologiche. A questo proposito, ecotone può esistere specie provenienti da diversi ecosistemi, così come specie molto specifiche. Un esempio di tale zona è la foce di un fiume con piante acquatiche costiere.

Confini dell'ecosistema

La natura è influenzata da vari fattori. Nello stesso luogo, nel tempo, possono svilupparsi diversi ecosistemi. Il periodo di tempo per il quale avviene il cambiamento può essere sia lungo che relativamente breve (1-2 anni). La durata dell'esistenza di un certo ecosistema è determinata dalla cosiddetta successione, cioè da un cambiamento regolare e consistente in una certa area del territorio di alcune comunità da parte di altri come risultato di fattori interni di sviluppo della biogeocenosi.