Struktura i funkcja ekosystemu

Dwoma głównymi aspektami ekosystemu są struktura i funkcja.

Przez strukturę rozumiemy:

(i) skład społeczności biologicznej, w tym gatunki, liczby, biomasę, historię życia i rozmieszczenie w kosmosie itp.,

(ii) ilość i rozmieszczenie materiałów nieożywionych, takich jak składniki odżywcze, woda itp., oraz

(iii) zakres lub gradient warunków istnienia, takich jak temperatura, światło itp.

Przez funkcję rozumiemy:

(i) szybkość przepływu energii biologicznej, tj. wskaźniki produkcji i oddychania w społeczności,

(ii) szybkość materiałów lub cykle składników odżywczych, oraz

(iii) regulacja biologiczna lub ekologiczna obejmująca zarówno regulację organizmów przez środowisko (fotoperiodyzm itp.) jak i regulację środowiska przez organizm (organizmy wiążące azot itp.). Tak więc w każdym ekosystemie struktura i funkcja (funkcje szybkości) są badane razem.

Struktura ekosystemu:

Ekosystem składa się z dwóch głównych komponentów: abiotycznego i biotycznego.

Składnik abiotyczny (nieożywiony) obejmuje:

(i) Ilość substancji nieorganicznych takich jak P, S, C, N, H itd. zaangażowanych w cykle materiałowe. Ilość tych substancji nieorganicznych obecnych w danym momencie w ekosystemie jest określana jako stan stały lub jakość stała,

(ii) Ilość i rozmieszczenie nieorganicznych substancji chemicznych, takich jak chlorofile itp., oraz materiałów organicznych, takich jak białka, węglowodany, lipidy itp., obecnych w biomasie lub w środowisku, tj. strukturze biochemicznej, która łączy biotyczne i abiotyczne składniki ekosystem,

(iii) Klimat danego regionu. Składnik biotyczny (żywy) jest rzeczywiście strukturą troficzną dowolnego ekosystemu, w którym żywe organizmy są wyróżniane na podstawie ich związków odżywczych. Elementy biotechnologiczne ekosystemu mają dwa składniki: autotroficzny i heterotroficzny.

(i) Składnik autotroficzny:

W których fiksowanie energii świetlnej przeważają stosowanie prostych substancji nieorganicznych i nagromadzenie się substancji złożonych. Składnik składa się głównie z roślin zielonych, w tym bakterii fotosyntetycznych. W mniejszym stopniu drobnoustroje chemosyntetyczne również przyczyniają się do gromadzenia się materii organicznej. Członkowie składnika autotroficznego są znani jako producenci.

(ii) Składnik heterotroficzny:

W którym przeważa użytkowanie, przegrupowanie i rozkład złożonych materiałów. Organizmy, o których mowa, są znane jako konsumenci, ponieważ konsumują tę materię przez producentów (autotrofy). Konsumenci są dalej klasyfikowani jako: makro i mikro- konsumenci.

(a) Konsumenci makr:

Są to konsumenci, którzy w kolejności, w jakiej występują w łańcuchu pokarmowym, są roślinożercami, mięsożercami (lub wszystkożercami). Zwierzęta roślinożerne są również znane jako konsumenci pierwotni. Wtórni i trzeciorzędni konsumenci, jeśli są obecni, są mięsożercami lub wszystkożercami. Wszystkie one są fagotrofami, które obejmują głównie zwierzęta, które spożywają inne organiczne i rozdrobnione substancje organiczne.

(b) Mikro konsumenci:

Są to powszechnie znane jako dekompozyty. Są to saprotrofy (osmotrofy) i obejmują głównie bakterie, promieniowce i grzyby. Rozkładają złożone związki martwej lub żywej protoplazmy, absorbują część produktów rozkładu lub rozpadu i uwalniają nieorganiczne składniki odżywcze w środowisku, dzięki czemu są ponownie dostępne dla autotrofów.

Składnik biotyczny dowolnego ekosystemu może być uważany za funkcjonalne królestwo natury, ponieważ opiera się na rodzaju odżywiania i używanym źródle energii. Struktura troficzna ekosystemu jest jednym z rodzajów uzgodnień konsumenckich, w których każdy poziom "żywności" jest znany jako poziom troficzny.

Ilość żywego materiału w różnych poziomach troficznych lub w populacji składników jest znana jako roślina stojąca, termin odnoszący się zarówno do roślin, jak i zwierząt. Uprawa stojąca może być wyrażona w postaci (i) liczby organizmów na jednostkę powierzchni, lub (ii) biomasy, tj. Masy organizmu w jednostkowej powierzchni, którą można zmierzyć jako żywą wagę, suchą masę, suchą masę suchą bez popiołu lub wagę węgla lub kalorie lub dowolne inne dogodne urządzenie odpowiednie do celów porównawczych.

Funkcja ekosystemu:

Wiele najważniejszych związków między żywymi organizmami i środowiskiem jest ostatecznie kontrolowanych przez ilość dostępnej energii odbieranej na powierzchni Ziemi od Słońca. Jest to energia, która pomaga napędzać systemy biotyczne. Energia słoneczna umożliwia roślinom przekształcanie nieorganicznych związków chemicznych w związki organiczne. Tylko niewielka część światła słonecznego otrzymywanego na powierzchni Ziemi przekształca się w formę biochemiczną.

Organizmy żywe mogą wykorzystywać energię w zasadniczo dwóch postaciach: promieniującej lub nieruchomej. Energia promienista istnieje w postaci energii elektromagnetycznej, takiej jak światło. Stała energia to potencjalna energia chemiczna występująca w substancjach organicznych. Ta energia może zostać uwolniona poprzez oddychanie. Organizmy, które mogą czerpać energię ze źródeł nieorganicznych i utrwalać je w bogatych w energię cząsteczkach organicznych, nazywane są autotrofami.

Jeśli ta energia pochodzi ze światła, wówczas te organizmy nazywają autotrofami fotosyntetycznymi. W większości ekosystemów rośliny są dominującymi autotrofami fotosyntetycznymi. Organizmy, które wymagają stałej energii znajdującej się w cząsteczkach organicznych, aby przeżyć, nazywa się heterotrofami. Heterotrofy, które pobierają energię z żywych organizmów, nazywają się konsumentami.

Konsumenci mogą mieć dwa podstawowe typy: konsumenci i dekompozytorzy. Konsumenci, którzy konsumują rośliny, są znani jako roślinożercy. Mięsożercy to konsumenci, którzy jedzą roślinożerców lub inne zwierzęta mięsożerne. Decomposers lub detritivores to heterotrofy, które pozyskują energię z martwych organizmów lub ze związków organicznych rozproszonych w środowisku.

Zachowanie energii w ekosystemie można nazwać przepływem energii ze względu na jednokierunkowy przepływ energii. Z punktu widzenia energetycznego niezbędne jest zrozumienie dla ekosystemu:

(i) efektywność producentów w absorpcji i konwersji energii słonecznej

(ii) wykorzystanie tej konwertowanej formy chemicznej energii przez konsumentów

(iii) całkowity wkład energii w postaci żywności i jej wydajność asymilacji

(iv) straty spowodowane oddychaniem, wydzielaniem ciepła, wydalaniem itp.

(v) produkcja netto brutto. Dwa modele energetyczne do zrozumienia typowego ekosystemu. Są to jednokanałowe modele energetyczne i modele przepływu energii w kształcie litery "G".