ระบบนิเวศเป็นระบบชีวภาพที่ประกอบด้วยชุดของสิ่งมีชีวิต ที่อยู่อาศัย และระบบการเชื่อมต่อที่แลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างพวกมัน ปัจจุบัน คำนี้เป็นแนวคิดหลักของนิเวศวิทยา
ตึก
คุณสมบัติของระบบนิเวศได้รับการศึกษาเมื่อไม่นานนี้ นักวิทยาศาสตร์แยกแยะองค์ประกอบหลักสองอย่างในนั้น - ชีวภาพและสิ่งมีชีวิต แบบแรกแบ่งออกเป็น heterotrophic (รวมถึงสิ่งมีชีวิตที่ได้รับพลังงานอันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันของอินทรียวัตถุ - ผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย) และ autotrophic (สิ่งมีชีวิตได้รับพลังงานหลักสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงและการสังเคราะห์ทางเคมี เช่น ผู้ผลิต)
แหล่งพลังงานเดียวและสำคัญที่สุดที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของระบบนิเวศทั้งหมดคือผู้ผลิตที่ดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์ ความร้อน และพันธะเคมี ดังนั้น autotrophs จึงเป็นตัวแทนของระดับโภชนาการแรกของระบบนิเวศทั้งหมด ระดับที่สอง, สามและสี่เกิดขึ้นจากผู้บริโภค ปิดด้วยตัวย่อยสลายที่สามารถแปลงอินทรียวัตถุที่ไม่มีชีวิตเป็นส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต
คุณสมบัติของระบบนิเวศ สั้นๆ เกี่ยวกับซึ่งคุณสามารถอ่านได้ในบทความนี้ บ่งบอกถึงความเป็นไปได้ของการพัฒนาและการต่ออายุตามธรรมชาติ
องค์ประกอบหลักของระบบนิเวศ
โครงสร้างและคุณสมบัติของระบบนิเวศเป็นแนวคิดหลักที่เกี่ยวข้องกับระบบนิเวศ เป็นเรื่องปกติที่จะเน้นตัวบ่งชี้ดังกล่าว:
- สภาพภูมิอากาศ อุณหภูมิโดยรอบ ความชื้นและสภาพแสง
- สารอินทรีย์ที่จับส่วนประกอบ abiotic และ biotic ในวัฏจักรของสาร
- สารประกอบอนินทรีย์รวมอยู่ในวัฏจักรพลังงาน
- ผู้ผลิตคือสิ่งมีชีวิตที่สร้างผลิตภัณฑ์ปฐมภูมิ
- phagotrophs - heterotrophs ที่กินสิ่งมีชีวิตอื่นหรืออนุภาคขนาดใหญ่ของอินทรียวัตถุ
- saprotrophs - heterotrophs ที่สามารถทำลายอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว ทำให้เป็นแร่ และนำกลับสู่วัฏจักร
การรวมกันของสามองค์ประกอบสุดท้ายก่อให้เกิดชีวมวลของระบบนิเวศ
ระบบนิเวศ คุณสมบัติและหลักการขององค์กรที่ได้รับการศึกษาในนิเวศวิทยา ต้องขอบคุณกลุ่มของสิ่งมีชีวิต:
- Saprophages - กินอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว
- Biophages - กินสิ่งมีชีวิตอื่น
ความยั่งยืนของระบบนิเวศและความหลากหลายทางชีวภาพ
คุณสมบัติของระบบนิเวศสัมพันธ์กับความหลากหลายของสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในนั้น ยิ่งความหลากหลายทางชีวภาพและห่วงโซ่อาหารซับซ้อนมากขึ้นเท่าใด ความยืดหยุ่นของระบบนิเวศก็จะยิ่งมากขึ้น
ความหลากหลายทางชีวภาพมีความสำคัญมากเพราะช่วยให้เพื่อสร้างชุมชนจำนวนมากที่มีรูปแบบ โครงสร้าง และหน้าที่ที่แตกต่างกันออกไป และให้โอกาสที่แท้จริงสำหรับการก่อตัวของพวกเขา ดังนั้น ยิ่งความหลากหลายทางชีวภาพสูงเท่าไร ชุมชนก็จะยิ่งมีชีวิตอยู่ได้มากเท่านั้น และปฏิกิริยาทางธรณีเคมีก็เกิดขึ้นได้มากเท่านั้น ในขณะเดียวกันก็รับประกันการมีอยู่ที่ซับซ้อนของชีวมณฑล
คำตัดสินต่อไปนี้เกี่ยวกับคุณสมบัติของระบบนิเวศถูกต้องหรือไม่ แนวคิดนี้มีลักษณะเฉพาะคือความสมบูรณ์ ความมั่นคง การควบคุมตนเอง และความสามารถในการทำซ้ำได้เอง การทดลองและการสังเกตทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากให้คำตอบสำหรับคำถามนี้
ผลิตภาพระบบนิเวศ
ในระหว่างการศึกษาผลผลิต ได้มีการเสนอแนวคิด เช่น ชีวมวลและพืชผลยืนต้น เทอมที่สองกำหนดมวลของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในพื้นที่หนึ่งหน่วยของน้ำหรือที่ดิน แต่มวลชีวภาพก็เป็นน้ำหนักของร่างกายเหล่านี้เช่นกันแต่ในแง่ของพลังงานหรืออินทรียวัตถุแห้ง
ชีวมวลรวมถึงร่างกายทั้งหมด (รวมถึงเนื้อเยื่อที่ตายแล้วในสัตว์และพืช) ชีวมวลจะกลายเป็นเนื้อร้ายเมื่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมดตายเท่านั้น
การผลิตขั้นต้นของชุมชนคือการก่อตัวของชีวมวลโดยผู้ผลิต โดยไม่มีข้อยกเว้น พลังงานที่สามารถใช้ในการหายใจต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลา
แยกแยะระหว่างการผลิตขั้นต้นและขั้นต้นสุทธิ ความแตกต่างระหว่างพวกเขาคือค่าการหายใจ
ผลผลิตสุทธิของชุมชนคืออัตราการสะสมของสารอินทรีย์ที่อย่ากิน heterotrophs และเป็นผลให้ตัวย่อยสลาย เป็นธรรมเนียมในการคำนวณสำหรับปีหรือฤดูปลูก
ผลิตภาพรองของชุมชนคืออัตราการสะสมพลังงานของผู้บริโภค ยิ่งมีผู้บริโภคในระบบนิเวศมากเท่าไร ก็ยิ่งมีการประมวลผลมากขึ้นเท่านั้น
การบังคับตนเอง
คุณสมบัติของระบบนิเวศยังรวมถึงการควบคุมตนเอง ซึ่งประสิทธิภาพถูกควบคุมโดยความหลากหลายของผู้อยู่อาศัยและความสัมพันธ์ทางอาหารระหว่างพวกเขา เมื่อจำนวนผู้บริโภคหลักลดลง ผู้ล่าจะย้ายไปยังสายพันธุ์อื่นที่เคยมีความสำคัญรองสำหรับพวกมัน
โซ่ยาวสามารถตัดกันได้ จึงสร้างความเป็นไปได้ของความสัมพันธ์ทางอาหารที่หลากหลายขึ้นอยู่กับจำนวนเหยื่อหรือผลผลิตพืชผล ในช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุด จำนวนของสปีชีส์สามารถฟื้นฟูได้ ดังนั้น ความสัมพันธ์ใน biogenocenosis จึงเป็นมาตรฐาน
การแทรกแซงของมนุษย์อย่างไม่ฉลาดในระบบนิเวศอาจมีผลในทางลบ กระต่ายสิบสองคู่ที่นำเข้ามาที่ออสเตรเลียในช่วงสี่สิบปีได้เพิ่มจำนวนขึ้นเป็นหลายร้อยล้านตัวแล้ว สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากจำนวนผู้ล่าที่กินพวกมันไม่เพียงพอ เป็นผลให้สัตว์ที่มีขนยาวทำลายพืชพันธุ์ทั้งหมดบนแผ่นดินใหญ่
ชีวมณฑล
ชีวมณฑลเป็นระบบนิเวศที่มีอันดับสูงสุด ซึ่งรวมระบบนิเวศทั้งหมดเป็นหนึ่งเดียวและให้ความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้
คุณสมบัติของชีวมณฑลในฐานะการศึกษาระบบนิเวศทั่วโลกนิเวศวิทยาวิทยาศาสตร์ สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่ามีการจัดกระบวนการที่ส่งผลต่อชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดอย่างไร
องค์ประกอบของชีวมณฑลประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:
- ไฮโดรสเฟียร์เป็นเปลือกน้ำของโลก มันเป็นมือถือและแทรกซึมไปทุกที่ น้ำเป็นสารประกอบเฉพาะที่เป็นรากฐานของชีวิตสำหรับสิ่งมีชีวิตใดๆ
- ชั้นบรรยากาศเป็นเปลือกอากาศที่เบาที่สุดของโลกติดกับอวกาศ ขอบคุณเธอที่มีการแลกเปลี่ยนพลังงานกับอวกาศ
- เปลือกโลกเป็นเปลือกแข็งของโลก ซึ่งประกอบด้วยหินอัคนีและหินตะกอน
- Pedosphere - ชั้นบนของเปลือกโลก รวมถึงดินและกระบวนการสร้างดิน มันล้อมรอบเปลือกหอยก่อนหน้าทั้งหมด และปิดวงจรของพลังงานและสสารทั้งหมดในชีวมณฑล
ชีวมณฑลไม่ใช่ระบบปิด เนื่องจากใช้พลังงานแสงอาทิตย์เกือบทั้งหมด
ระบบนิเวศเทียม
ระบบนิเวศเทียมเป็นระบบที่สร้างขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งรวมถึงเกษตรและระบบเศรษฐกิจธรรมชาติ
องค์ประกอบและคุณสมบัติพื้นฐานของระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้นนั้นแตกต่างจากของจริงเพียงเล็กน้อย นอกจากนี้ยังมีผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลาย แต่การกระจายของสสารและการไหลของพลังงานนั้นมีความแตกต่างกัน
ระบบนิเวศประดิษฐ์แตกต่างจากระบบนิเวศธรรมชาติโดยพารามิเตอร์ต่อไปนี้:
- สปีชีส์น้อยกว่ามากและมีความโดดเด่นอย่างน้อยหนึ่งชนิด
- ค่อนข้างเสถียรและพึ่งพาพลังงานได้ทุกประเภท (รวมถึงคน).
- ห่วงโซ่อาหารสั้นเนื่องจากความหลากหลายของสายพันธุ์ต่ำ
- ปิดการหมุนเวียนของสารเนื่องจากการถอนผลิตภัณฑ์ชุมชนหรือพืชผลโดยมนุษย์ ในขณะเดียวกัน ระบบนิเวศทางธรรมชาติกลับรวมระบบนิเวศให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ในวัฏจักร
คุณสมบัติของระบบนิเวศที่สร้างขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ประดิษฐ์ขึ้นนั้นด้อยกว่าคุณสมบัติตามธรรมชาติ หากคุณไม่รองรับกระแสพลังงาน กระบวนการทางธรรมชาติจะกลับคืนมาหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง
ระบบนิเวศป่าไม้
องค์ประกอบและคุณสมบัติของระบบนิเวศป่าไม้แตกต่างจากระบบนิเวศอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมนี้ ปริมาณน้ำฝนจะตกลงมามากกว่าภาคสนามมาก แต่ส่วนใหญ่ไม่เคยไปถึงพื้นผิวโลกและระเหยออกจากใบไม้โดยตรง
ระบบนิเวศป่าเบญจพรรณเป็นตัวแทนของพืชหลายร้อยชนิดและสัตว์อีกหลายพันชนิด
พืชที่ปลูกในป่าคือคู่แข่งที่แท้จริงและต่อสู้เพื่อแสงแดด ยิ่งชั้นต่ำ สายพันธุ์ที่ทนต่อร่มเงาก็จะยิ่งตั้งรกรากอยู่ที่นั่น
ผู้บริโภคหลัก ได้แก่ กระต่าย หนู นก และสัตว์กินพืชขนาดใหญ่ สารอาหารทั้งหมดที่มีอยู่ในใบของพืชในฤดูร้อนจะผ่านเข้าสู่กิ่งและรากในฤดูใบไม้ร่วง
ผู้บริโภคหลักยังรวมถึงหนอนผีเสื้อและด้วงเปลือกอีกด้วย ระดับอาหารแต่ละระดับจะแสดงด้วยสายพันธุ์จำนวนมาก บทบาทของแมลงกินพืชมีความสำคัญมาก พวกเขาเป็นแมลงผสมเกสรและทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารสำหรับระดับต่อไปในห่วงโซ่อาหาร
ระบบนิเวศน้ำจืด
เงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อชีวิตของสิ่งมีชีวิตมากที่สุดถูกสร้างขึ้นในเขตชายฝั่งทะเลของอ่างเก็บน้ำ ที่นี่น้ำอุ่นขึ้นได้ดีที่สุดและมีออกซิเจนมากที่สุด และที่นี่มีพืช แมลง และสัตว์เล็กอาศัยอยู่เป็นจำนวนมาก
ระบบความสัมพันธ์ทางอาหารในน้ำจืดซับซ้อนมาก พืชที่สูงขึ้นกินปลาที่กินพืชเป็นอาหาร หอยและตัวอ่อนของแมลง ในทางกลับกันเป็นแหล่งอาหารสำหรับกุ้ง, ปลาและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ปลานักล่ากินสัตว์น้ำที่มีขนาดเล็กกว่า สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมก็หาอาหารได้ที่นี่
แต่ซากของอินทรียวัตถุตกลงไปที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ พวกมันพัฒนาแบคทีเรียที่โปรโตซัวบริโภคและหอยกรอง
