Was ist ein Ökosystem?
Ein Ökosystem ist ein System, das lebende Organismen und ihre Interaktion zwischen sich und der Natur kombiniert. Im Ökosystem ist absolut alles miteinander verbunden, von Vertretern der Wildtiere, was mit leblos endet.
Die Essenz des Ökosystems
Jeder Organismus ist auf seine Weise wichtig, er nimmt einen bestimmten Platz ein. Am Beispiel des Ökosystems kleiner Seen kann man jede Art von Lebewesen betrachten, von Bakterien bis zu mehrzelligen Pflanzen und Tieren. Jeder Organismus kann nicht ohne separate Objekte lebloser Natur leben, alles braucht Luft, Sonne und Wasser. Sogar die Mineralzusammensetzung von Wasser beeinflusst direkt die Entwicklung von Organismen in Seen.
Wenn ein Ökosystem von für ihn ungewöhnlichen Organismen betroffen ist, können immer unauslöschliche Folgen auftreten. Neue Organismen verzerren auf die eine oder andere Weise die natürliche Ordnung der Dinge, stören das natürliche Gleichgewicht und schädigen die Umwelt. So kann beispielsweise Australien so verstanden werden, dass nach der Ansiedlung von Hunden, Katzen und Füchsen auf der Insel verschiedene Beuteltiere ausgerottet wurden.
Biotische Mitglieder eines Ökosystems sind direkt voneinander abhängig. Wir können sagen, wenn ein Mitglied des Ökosystems verschwindet, wird das gesamte System erhebliche Veränderungen erfahren. Wenn Lebewesen Licht, Wasser und Luft fehlen, beginnen sie allmählich auszusterben, Tiere können nicht ohne Pflanzen leben und Organismen, die direkt von ihnen abhängen, beginnen ohne Tiere auszusterben.
In der Natur des Systems arbeiten nach einem einzigen Mechanismus. Jeder Teil des Systems hängt vom anderen ab und arbeitet gleichzeitig damit. Um das natürliche Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, muss eine Person jedes Lebewesen schützen. Die Zerstörung von Ökosystemen erfolgt durch die Schuld des Menschen und Naturkatastrophen.
Ökosystem und Biogeozänose
Es ist unmöglich, die Konzepte von Ökosystem und Biogeozänose als Synonyme zu betrachten. Sie haben eine enge Bedeutung. Biogeocenose ist das gleiche Ökosystem, das durch Phytocenose begrenzt ist. Phytocenosis ist eine Gemeinschaft von Pflanzen sowie eine Reihe von Organismen, die zusammen auf einem einzigen Grundstück der Erdoberfläche existieren. Ein Ökosystem kann alle Konzepte verallgemeinern. Jede Biogeozänose ist ein Ökosystem, aber nicht jedes System kann eine Biogeozänose sein.
Arten von Ökosystemen
Ökosysteme können unterschiedlich groß sein und in unterschiedlichen Räumen existieren, sowohl große als auch kleine. Ihr Ökosystem kann sich in kleinen Gewässern unter Felsen befinden. Ökosysteme können weite Gebiete abdecken - Wälder, Wüsten, Steppen. Technisch gesehen ist der gesamte Planet Erde ein großes Ökosystem, das allen darin lebenden Kreaturen gemeinsam ist.
Arten von Ökosystemen nach Maßstab
Ökosysteme sind:
- Mikrosysteme - Kleine Ökosysteme wie kleine Teiche, Pfützen, einzelne Bäume und so weiter.
- Mesoökosysteme repräsentieren ökologische Systeme, die große Gebiete abdecken.
- Biomes (Makroökosysteme) - ein riesiges ökologisches System sowie eine Reihe von Ökosystemen, deren Faktoren einander ähnlich sind. Es gibt riesige tropische Wälder, in denen sich Millionen von Tieren befinden, Objekte lebloser Natur wie Seen.
Kein Ökosystem hat klar definierte Grenzen. Oft ist jedes System durch eine bestimmte Barriere getrennt: Wüsten, Archipele, Flüsse und so weiter. Da es keine klaren Grenzen gibt, gehen ökologische Systeme reibungslos ineinander über. Deshalb können mehrere kleine Ökosysteme gleichzeitig in Seen kombiniert werden. Gleichzeitig weist jedes Ökosystem einzigartige Merkmale auf, die es von anderen unterscheiden. Ähnliche Gemische von Ökosystemen werden Ökotone genannt.
Arten von Ökosystemen je nach Art des Auftretens
Es gibt bestimmte Ökosysteme, die sich durch die Art des Aussehens unterscheiden lassen.Sie sind meist natürlichen Ursprungs, aber es gibt auch künstlich geschaffene.
- Natürliches Ökosystem - von der Natur geschaffen. Es kann Wälder, Seen, Meere usw. umfassen.
- Künstliche Ökosysteme Der Mensch selbst schafft: verschiedene Gärten, Gärten usw.
Arten von Ökosystemen
Es gibt zwei Arten: Wasser, Land. Die übrigen Subtypen von Ökosystemen gehören zu einer dieser Gruppen.
Terrestrische Ökosysteme
Überall auf der Erde verteilt, in allen Ecken des Planeten zu finden, sind einzigartig, wie zum Beispiel in Australien:
Waldökosysteme
Hier lebt eine große Anzahl lebender Organismen auf relativ kleinem Raum. Die Bevölkerungsdichte der Wälder ist extrem hoch, aber selbst die geringsten Veränderungen können das natürliche Gleichgewicht am Boden stark verändern. In solchen Ökosystemen die Masse der Vertreter der Tier- und Pflanzenwelt. Waldökologische Systeme sind unterteilt in:
- Regenwaldwo jährliche Niederschläge auftreten. Die Hauptmerkmale tropischer Wälder sind: dichte Vegetation mit überwiegend hohen Bäumen, die sich in unterschiedlichen Höhen befinden. In solchen Gebieten leben viele lebende Organismen, in denen viele Tiere Zuflucht suchen.
- Laubregenwaldin denen neben verschiedenen Arten tropischer Bäume auch Sträucher wachsen. Laubtropen gibt es in allen Ecken des Planeten. Sie leben nicht nur eine Masse von Pflanzen, sondern auch eine Vielzahl von Tieren.
- Gemäßigte immergrüne Wälderin denen es nicht viele Bäume gibt. In solchen Gebieten überwiegen immergrüne Pflanzen, die ihr Laub jährlich schrittweise aktualisieren.
- Laubwälderwächst in Regionen mit mäßiger Luftfeuchtigkeit, in denen es genügend Niederschläge für das Leben gibt. Im Winter lassen Bäume Blätter fallen und erneuern im Frühling die Deckung.
- Taigawächst direkt in der Nähe der Tundra. Es enthält immergrüne Nadelbäume, die Temperatur ist meist negativ und die Böden sind extrem sauer. Im Sommer strömen hier viele Zugvogelarten, Insekten wachen auf, das Leben der verbleibenden Tiere der Taiga ist in vollem Gange.
Beispiel: Mischwaldökosystem
Die Hersteller sind durch eine Vielzahl von Bäumen (Eichen, Fichten, Kiefern, Espen, Birken usw.), Sträuchern (14) und Kräutern (Seggen, Haare, Sternchen, Blaubeeren usw.) vertreten. Verbraucher sind durch zahlreiche Insekten vertreten (2). Primärwaldprodukte werden von Waldwühlmäusen (9) und Mäusen, Eichhörnchen, Elchen (15), Wildschweinen (12), Hirschen und Vögeln - Kreuzschnäbel, Finken, Eichelhäher (7) - verzehrt. Die zweite Stufe der Verbraucher, die Tiere konsumieren, sind Spinnen, Raubwanzen - Laufkäfer, Wespen, Ameisen (10) und blutsaugende Mücken (11). Von den Säugetieren - insektenfressende Spitzmäuse, Dachs, Fuchs, Marder (4), Bär. Von den Vögeln - insektenfressende Spechte, Drosseln (8), Sense (1), Fliegenfänger (13), Kleiber (6) und auch Greifvögel (5) und Eulen.
Wüstenökosystem
Es gibt nicht viele Tiere, Pflanzen. Die Systeme selbst befinden sich neben Halbwüstengebieten und nehmen ungefähr 17% der gesamten Landfläche ein. Die Temperatur ist sehr hoch, es gibt wenig Wasser und es gibt zu viel Licht.
Wiesenökosystem
Wiesen gibt es auf der ganzen Welt. Auf ihren Territorien wachsen hauptsächlich Kräuter, einige Bäume, Sträucher. Auf den Wiesen weiden Tiere sowohl insektenfressend als auch pflanzenfressend.
Es können drei ökologische Wiesensysteme unterschieden werden
- SavannenIn der Savanne wachsen Bäume und Sträucher, die tropische Wiesen mit Trockenzeit sind. Solche Pflanzen sind die Hauptnahrungsquelle für Pflanzenfresser, die von Raubtieren gejagt werden.
- Prärien, die gemäßigte Graswiesen darstellen, auf denen es praktisch keine großen Sträucher und Bäume gibt. Forbs sind dort zu finden. Das Klima ist eher trocken.
- Steppenwiesenwo kurze Vegetation gefunden werden kann. Steppengebiete finden sich oft in der Nähe von Halbwüsten. Bäume kommen sehr selten vor, normalerweise in der Nähe von Flüssen und Bächen. In den Steppen leben meist kleine Tiere.
Gebirgsökosysteme
In den Bergen können Sie die Vielfalt der Lebensräume sehen, in denen viele Tiere leben, Pflanzen wachsen. Auf den Gipfeln der Berge herrscht meist ein raues Klima, in dem nur Alpenpflanzen überleben. Bergtiere haben oft eine dicke Haut, die sie vor Kälte schützt. Nadelbäume wachsen an den unteren Hängen der Berge.
Aquatische Ökosysteme
Aquatische Ökosysteme befinden sich nur in der aquatischen Umwelt. Jeder Wasserkörper kann trotz seiner Größe Wassermedien zugeordnet werden. Ein ähnliches System kombiniert Flora, Fauna und Wassereigenschaften wie den Salzgehalt von Wasser. Nach Art sind aquatische Ökosysteme in mehrere Arten unterteilt.
Meeresökosysteme
Große Ökosysteme können als marine betrachtet werden. Sie besetzen mehr als 70% des Planeten. Sie enthalten mehr als 97% der Wasserreserven der Erde. Meerwasser enthält eine Menge Mineralien sowie Salze. Die Ökosysteme der Meere sind unterteilt in:
- ozeanisch - ein relativ kleiner Teil der Ozeane auf dem Festlandsockel;
- Tiefgreifend Teil - nicht mit Sonnenlicht gesättigt, in großen Tiefen gelegen;
- Bental der Teil, in dem am Boden lebende Organismen leben;
- Gezeitenzone;
- Mündungszone;
- Korallengebiete;
- Salzwiesen;
- Hydrothermale Entlüftungsöffnungenin denen viele chemosynthetische Bakterien eine Nahrungsgrundlage für andere Kreaturen schaffen.
In marinen Ökosystemen gibt es viele Organismen, die nur ihnen eigen sind: Korallen, verschiedene Arten von Algen, marine Organismen.
Süßwasserökosysteme
Süßwasserökosysteme machen einen kleinen Teil der Erdoberfläche aus - weniger als 1%. Sie enthalten 0,009% des gesamten Wassers. Es gibt drei Arten von Süßwasserökosystemen:
- Stehenin dem der Kurs völlig fehlt. Dazu gehören Pools, Teiche und Seen.
- Fließendderen Wasser sich schnell bewegen. Dazu gehören Bäche, Flüsse.
- Sumpfwo der Boden ständig überflutet wird.
Süßwasserökosysteme sind Lebensräume für Reptilien, Amphibien und ungefähr 40% der weltweiten Fischarten. Fließende Ökosysteme enthalten viel Sauerstoff und unterstützen viele lebende Arten. Es gibt viel mehr Organismen als in stehenden Gewässern.
Geschlossenes Ökosystem
In einem geschlossenen Ökosystem gibt es keinen Stoffwechsel mit der äußeren Umgebung.
Erleben Sie mit einem Garten in einer Flasche David Latimer
1960 beschloss der Brite David Latimer, ein ungewöhnliches Experiment durchzuführen - er pflanzte einen kleinen Garten in eine Flasche, ohne ihn zu gießen. Der Garten hat ein eigenes geschlossenes Ökosystem gebildet, in das kein Sauerstoff eindringt.
David steckte sehr robuste Tradescans in die Flasche, die nach und nach ein Volumen von 40 Litern füllte. Sie überlebten mit Wertstoffen - Luft, Zersetzungsprodukten und Wasser.
Die Flasche stand die ganze Zeit etwa 2 Meter vom Fenster entfernt. So erhielt die Pflanze eine gewisse Menge Sonnenlicht, das in Richtung der Sonne spross. Für ein gleichmäßiges Wachstum drehte David es regelmäßig.
Latimer sagte, er habe die Pflanze nie beschnitten, aber es sah so aus, als wäre sie speziell bis an die Grenzen des Behälters gewachsen.
Wie funktionieren Flaschengärten?
Solche Gärten in geschlossenen Räumen wirken als Ökosystem, weil die Enge ein separates Ökosystem schafft, in dem lebende Organismen leben, sich entwickeln und vermehren. Pflanzen nutzen die Photosynthese und nutzen dabei Nährstoffe.
Der einzige Faktor, den solche Ökosysteme aus der Umwelt nutzen, ist das Sonnenlicht, ohne das eine Photosynthese nicht möglich ist. Das auf die Blätter der Pflanze fallende Licht wird von den in den Blättern enthaltenen Proteinen absorbiert.Ein Teil der Sonnenenergie bleibt in Form von ATP-Molekülen gespeichert.
Der Rest der Welt wird zur Verarbeitung von Wasser verwendet, das von den Wurzeln der Pflanze aus dem Boden aufgenommen wird. Der Prozess der Photosynthese ist das Gegenteil der für andere Organismen charakteristischen Zellatmung.
Das Ökosystem nutzt bei seinen Aktivitäten auch die Zellatmung und zerstört recycelte Materialien. In diesem Teil der Prozesse sind Bodenbakterien beteiligt, die Abfälle unter Freisetzung von Kohlendioxid in die Atmosphäre verarbeiten. Die Anlage verwendet dieses Gas wieder. Der Kreis schließt sich.
Nachts nutzt die Pflanze selbst die Zellatmung, um das Leben zu erhalten, während sie die tagsüber gespeicherten Nährstoffe abbaut. Der Wasserkreislauf im Garten hinter dem Glas ist ebenfalls vollautomatisch. Wasser wird von den Wurzeln der Pflanze aufgenommen, während der Transpiration wird es an die Umwelt abgegeben und fällt als Kondensat in die Blätter und den Boden. Der Zyklus beginnt ebenfalls von neuem.
Biosphäre 2
Gegen Ende der 80er Jahre wurde ein Projekt namens „Biosphere-2“ gestartet. Der Planet selbst wird als Biosphäre-1 betrachtet. Ziel war es, die Möglichkeit der Reproduktion des terrestrischen Ökosystems herauszufinden. Zu diesem Zweck wurde in der Sonora-Wüste in Arizona eine geschlossene Umgebung von 12.000 m2 errichtet.
Die Idee des Projekts war es zu prüfen, ob Menschen in einem künstlich geschaffenen terrestrischen Ökosystem lange im Weltraum überleben können. 8 Freiwillige wagten sich 1991 in das Gebiet von Biosphere-2. Die Menschen mussten zwei Jahre an diesem Ort leben, völlig getrennt von der Zivilisation. Der Kontakt mit der Außenwelt würde über einen Computer aufrechterhalten.
Das Experiment war von Anfang an nicht erfolgreich - einer der Freiwilligen wurde verletzt und ging nach Hause. Ungefähr ein Jahr verging, die Sauerstoffmenge begann allmählich abzunehmen, so dass sie künstlich gepumpt werden musste. Es ist unmöglich, über die Reinheit eines Experiments unter solchen Bedingungen zu sprechen.
Das nächste Problem, das in Biosphere-2 auftrat, ist die Unfähigkeit, Produkte anzubauen. Die Menschen verloren ihren Zusammenhalt, aufgeteilt in zwei Gruppen. Die Wissenschaftler begannen ernsthaft um das Leben und die Gesundheit der Probanden zu fürchten, weshalb das Experiment abgebrochen wurde.
Der zweite Start des Experiments erfolgte 1994. Einige Probleme, die in der ersten Gruppe auftraten, wurden gelöst, die Gruppenmitglieder hatten jedoch ernsthafte Meinungsverschiedenheiten, das Experiment musste erneut abgebrochen werden, aber nach sechs Monaten. Jetzt befindet sich das Projekt zu 100% im Besitz der University of Arizona, die 2011 ihre Experimente wieder aufnahm.
Die Struktur, Komponenten, Ökosystemfaktoren
Alle Ökosystemkomponenten sind eng miteinander verbunden. Absolut jedes System besteht aus mehreren Komponenten.
Abiotische Komponenten
Abiotische Komponenten interagieren in keiner Weise mit externen Faktoren. Sie wirken sich direkt auf Verhaltensmerkmale, Interaktion und das Leben von Kreaturen in den riesigen Ökosystemen aus. Sie werden durch zwei Typen dargestellt:
- Temperatur;
- edaphische Faktoren.
Abiotische Komponenten spielen eine wichtige Rolle im Leben, der Entwicklung lebender Organismen. Pflanzen brauchen Sonnenlicht, ohne Sauerstoff gibt es kein Lebewesen und ohne Wasser.
Biotische Komponenten
Dies sind Wildtierkomponenten, die in drei Arten unterteilt sind:
- Produzenten (organische Materie erzeugen, Kohlendioxid verarbeiten, Energie);
- Verbraucher (Tiere);
- Reduzierstücke (Abfall recyceln).
Wenn der Kreis geschlossen ist, beginnen die Prozesse von neuem.
Ökosystemebenen
Ökosysteme zeichnen sich durch folgende Ebenen aus:
- Ein Individuum (jedes Lebewesen).
- Population (eine Gruppe von Kreaturen einer bestimmten Art in einem bestimmten Gebiet).
- Gemeinschaft (die Gesamtheit aller Kreaturen am Boden).
- Ökosystem (eine Reihe von natürlichen Faktoren).
- Biosphäre (die Gesamtheit jedes Ökosystems des Planeten).
Die Nahrungskette und Energie im Ökosystem
Jeder braucht Energie für Leben und Entwicklung. Lebende Organismen essen anders.Pflanzen erhalten also die notwendigen Nährstoffe aus dem Boden und von der Sonne. Tiere können Pflanzen oder andere Tiere essen. Dieses Verhältnis wird allgemein als Nahrungskette bezeichnet.
Verwechseln Sie die trophische Kette nicht mit der Nahrungskette - dies sind zwei verschiedene Konzepte. Die trophische Kette ist die Gesamtheit aller Nahrungsketten und hat eine äußerst komplexe Struktur. Energie wird allmählich von einem Element der Kette auf ein anderes übertragen, ein Teil wird für das Leben verwendet, so dass es sich nicht weiter bewegen kann. Bei Kurzschlüssen wird mehr Energie gespeichert. Am Ende wird Energie vollständig von der Außenwelt absorbiert.