Екосистема

loading...

Екосистема е системата, съставена от биоценозата и биотопа. Тя отразява пряко влиянието на организмите върху околната среда.

Функции на екосистемата. Глобалната планетарна екосистема се нарича биосфера и може да се разглежда като съставена от четири сфери – биосфера, литосфера, хидросфера и атмосфера. Основен принцип, който управлява функциите на биосферата е принципът на ограничаващите (лимитиращите) фактори. Този принцип е израз на съвместното действие на екологичните фактори, тъй като те си взаимодействуват и означава, че нивото на жизнената дейност на организмите се определя от онзи екологичен фактор, който е в минимум спрямо останалите т.е. най-далеч от своя оптимум.

1) Понятие за хранителна верига (трофична верига). Първата основна функция на една екосистема е движението на енергия и вещества. Предвижването им през отделните биочасти на екосистемата става чрез хранителните взаимоотношения, които се изразяват в хранителни вериги и хранителни мрежи. Хранителната верига представлява последователност от организми, които приемат хранителните вещества и енергията през определен брой нива, наречени трофични. Основна съставна част са продуцентите (организми, които самостоятелно с помощта на неорганични вещества и енергия, синтезират органични вещества), следвани от консументите (организми, които не могат да синтезират самостоятелно органични вещества от неорганични, но само ги потребяват и преобразуват за собствени нужди). Възможно е в една трофична верига да присъстват и организми, които се хранят с мъртви органични вещества, т.н. детритофаги, които понякога могат да бъдат и редуценти (третата функционална група организми в структурата на екосистемата, която преработва синтезираните органични вещества от органични в неорганични). Така съществуват два вида хранителни вериги: пасищна и детритна, в зависимост от това какъв е типът на веществата в началото и. При пасищната хранителна верига, в началото стои продуцент, който най- често е зелено фотосинтезиращо растение. След него следва консумент от първи ред, което представляват най- често растителноядни организми, след това консументи от втори порядък или организми, хранещи се с първични консументи, консументи от трети порядък и т.н. При детритната хранителна верига началота и е поставено от детрит (мъртви органични вещества), последван от детритофаги или редуценти, след тях консументи. поради сложността на хранителните взаимоотношения в една екосистема, на практика в естествени условия трофичните взаимоотношения се изразяват под формата на трофична мрежа. Това е съвкупност от хранителните вериги в рамките на една екосистема. Този тип на изразяване на връзките се налага поради факта, че повечето организми се хранят с повече от един вид. Така хранителните източници на даден вид могат да бъдат както продуценти, така и консументи от различен порядък.

Съгласно вторият принцип на термодинамиката, преносът на енергия между членовете на хранителната верига не може да бъде 100%. Автотрофните организми, каквито са зелените растения имат най-общо ефективност на използване на енергията под 1% т.е. само 1% от достъпната за тях слънчева енергия се преобразува в химична енергия на създаваната от тях биомаса. Останалите 99% се излъчват обратно в атмосферата като светлина и топлина. Животните от своя страна задържат само 10% от енергията, която са поели при храненето си. Останалите 90% се излъчват в дишане и отделяне на несмлени фекални остатъци. Последните пък са храна за разложителите, с което обезпечават енергия за тях, но която губят при своето дишане като топлинна енергия. В последна сметка цялата енергия постъпваща в екосистемата (биосферата) се губи като топлина.

Горните положения показват, че ниската ефективност на енергоползването при организмите изисква постоянно добавяне на енергия т.е. храненето им за да преживяват. Друго следствие е и това, че само малка част от оригиналната енергия фиксирана в продуцентите остава в по горните звена на хранителната верига. Пример, 100 кг люцерна произвеждат 10кг говедо, от който на свой ред ще се произведе само 1 кг човек. Всичко това означава, че върху дадена площ се намира само ограничено количество енергия за организмите върху тази площ. Това количество енергия разделено на минимума енергия нужна на индивида дава броя на индивидите за тази площ – “капацитет на преживяване” Тази стойност означава броят на организмите, които единица площ може да изхрани без да разруши продължителната способност на земята да снабдява с хранителна енергия. Този принцип означава, че земята може да “енергетизира” само ограничен брой консуматори.

Човек може да промени своя капацитет на преживяване като се предвижи от месоядно към тревоядно ниво и по този начин да скъси една от неефективните звена на хранителната си верига. В сгъстените части на Света, примерно в Югоизточна Азия, храната се състои почти изцяло от ориз и малко риба като протеиново допълнение. Очевидно, азиатците не могат да си позволят да загубят тези 90% от енергията, която се губи между тревоядните и месоядните консуматори. Капацитетът на преживяване може да се основава и върху други фактори на средата освен енергията. Известно е, че ресурсите на земята са ограничени. Нейните резервоари съдържат крайни количества от вода, минерали, изкопаеми горива и други невъзобновими ресурси. Нуждата от жизнено пространство е друг начин за установяване на капацитета на преживяване. В опити с мишки е показано, че при всякакви други оптимални условия( храна, вода и др.), голямата плътност от мишки в затворено пространство е ограничаващ фактор, генериращ редица ненормални симптоми – загуба на майчинско чувство, канибализъм в младите плъхове, хомосексуализъм в мъжките!

2) Втората основна функция на екосистемата е кръговратът на веществата между четирите сфери на огромната планетна екосистема. Тези вещества, между многото компоненти на средата, включват главно кръговратите на въглерода, кислорода, азота и водата.