כל האורגניזמים החיים חיים על כדור הארץ לא במנותק זה מזה, אלא בצורה של קהילות. בהם הכל מחובר זה לזה, הן אורגניזמים חיים והן גורמים בעלי טבע דומם. תצורה כזו בטבע מכונה מערכת אקולוגית שחיה על פי החוקים הספציפיים שלה ויש לה סימנים ותכונות ספציפיות שננסה להכיר.
מושג אקולוגי
לימוד כל מערכת אקולוגית ביסודיות הוא די קשה, מכיוון שהיא כוללת מספר עצום של אורגניזמים חיים, כמו גם גורמים אביוטיים.
יש מדע כזה כמו אקולוגיה, העוסק בחקר הקשר בין טבע חי ללא חיים. אך יחסים אלה יכולים להתבצע רק במסגרת מערכת אקולוגית מסוימת ואינם מתרחשים באופן ספונטני ואקראי, אלא על פי כמה חוקים.
סוגי המערכות האקולוגיות שונות, אך כולן מייצגות קבוצה של אורגניזמים חיים אשר מתקשרים זו עם זו ועם הסביבה באמצעות חילופי חומרים, אנרגיה ומידע. זו הסיבה שמערכת האקולוגית נשארת יציבה ובת קיימא למשך תקופה ארוכה.
סיווג מערכות אקולוגיות
למרות המגוון הגדול של המערכות האקולוגיות, כולן פתוחות, שבלעדיהן קיומן לא היה אפשרי. סוגי המערכות האקולוגיות שונות והסיווג עשוי להיות שונה. אם נשקול את המקור, מערכות אקולוגיות הן:
טבעי או טבעי. בהם כל האינטראקציה מתבצעת ללא השתתפות ישירה של האדם. הם, בתורם, מחולקים ל:
- מערכות אקולוגיות התלויות לחלוטין באנרגיה סולארית.
- מערכות המקבלות אנרגיה הן מהשמש והן ממקורות אחרים.
2. מערכות אקולוגיות מלאכותיות. נוצר על ידי ידיים אנושיות, ויכול להתקיים רק בהשתתפותו. הם מחולקים גם ל:
- מערכות אגרו-אקוזיות, כלומר אלה הקשורות בפעילות כלכלית אנושית.
- מערכות טכנולוגיות-אקולוגיות מופיעות בקשר לפעילות התעשייתית של אנשים.
- מערכות אקולוגיות עירוניות.
סיווג אחר מבדיל בין הסוגים הבאים של מערכות אקולוגיות טבעיות:
1. קרקע:
- יערות גשם.
- מדבר עם צמחיה דשאית ומרושחת.
- הסוואנה.
- ערבות.
- יער נשיר.
- טונדרה.
2. מערכות אקולוגיות של מים מתוקים:
- בריכות עומדות (אגם, בריכה).
- מים זורמים (נהרות, נחלים).
- ביצות.
3. מערכות אקולוגיות ימיות:
- האוקיאנוס.
- מדף קונטיננטלי.
- אזורי דיג.
- שפכים, מפרצים.
- אזורי קרע מים עמוקים.
ללא קשר לסיווג, ניתן לראות את המגוון של מיני מערכות אקולוגיות, המאופיין במערך צורות החיים וההרכב המספרי שלה.
מאפיינים בולטים של המערכת האקולוגית
את המושג מערכת אקולוגית ניתן לייחס לתצורות טבעיות וגם ליצור באופן מלאכותי על ידי האדם. אם אנו מדברים על טבעיים, הם מאופיינים בתופעות הבאות:
- אלמנטים חובה בכל מערכת אקולוגית הם אורגניזמים חיים וגורמים סביבתיים אביוטיים.
- בכל מערכת אקולוגית קיימת מחזור סגור מייצור חומרים אורגניים ועד פירוקם לרכיבים אורגניים.
- אינטראקציה של מינים במערכות אקולוגיות מספקת קיימות ויסות עצמי.
כל העולם שמסביב מיוצג על ידי מערכות אקולוגיות שונות, המבוססות על חומר חי עם מבנה מסוים.
מבנה מערכת אקולוגית ביוטית
גם אם המערכות האקולוגיות שונות זו מזו במגוון המינים, שפע האורגניזמים החיים, צורות החיים שלהם, אך המבנה הביוטי באף אחת מהן עדיין זהה.
כל סוגים של מערכות אקולוגיות כוללים אותם רכיבים, ללא נוכחותם, תפקוד המערכת פשוט בלתי אפשרי.
- המפיקים.
- מתכלים מהסדר הראשון.
- מתכלים מהסדר השני.
- מקטינים.
קבוצת האורגניזמים הראשונה כוללת את כל הצמחים המסוגלים לפוטוסינתזה. הם מייצרים חומר אורגני. כימוטרופים, היוצרים תרכובות אורגניות, שייכים לאותה קבוצה. אך רק לשם כך הם אינם משתמשים באנרגיה סולארית, אלא באנרגיה של תרכובות כימיות.
הצרכנים כוללים את כל האורגניזמים שצריכים לקבל חומר אורגני מבחוץ כדי לבנות את גופם. זה כולל את כל האורגניזמים האוכלי-עשב, טורפים וכל אוכלי-טבע.
מקטינים, הכוללים חיידקים, פטריות, הופכים את שרידי הצמחים ובעלי החיים לתרכובות אורגניות המתאימות לשימוש על ידי אורגניזמים חיים.
תפקוד המערכת האקולוגית
המערכת הביולוגית הגדולה ביותר היא הביוספרה, והיא, בתורו, מורכבת מרכיבים בודדים. אתה יכול להרכיב את השרשרת הבאה: אוכלוסיית מינים - מערכת אקולוגית. היחידה הקטנה ביותר במערכות אקולוגיות היא המין. בכל ביוגאוזנוזיס, מספרם יכול להשתנות מכמה עשרות למאות ואלפים.
ללא קשר למספר האינדיבידואלים והמינים האישיים בכל מערכת אקולוגית כלשהי, יש חילופי דברים קבועים של חומר, אנרגיה, לא רק בינם לבין עצמם, אלא גם עם הסביבה.
אם אנו מדברים על חילופי אנרגיה, ייתכן בהחלט להחיל את חוקי הפיזיקה. החוק הראשון של התרמודינמיקה קובע כי האנרגיה לא נעלמת ללא עקבות. זה הופך רק מזן אחד למשנהו. על פי החוק השני, במערכת סגורה, האנרגיה יכולה רק להגדיל.
אם חלים חוקים פיזיקליים על מערכות אקולוגיות, אנו יכולים להסיק שהם תומכים בפרנסתם עקב נוכחותה של אנרגיה סולארית, אשר אורגניזמים יכולים לא רק ללכוד, אלא גם להפוך, להשתמש, ואז לתת לסביבה.
אנרגיה מועברת מרמה גביעית אחת לאחרת, במהלך ההעברה סוג אנרגיה אחד הופך לאחר. חלק ממנו כמובן אבוד בצורה של חום.
כל סוג של מערכות אקולוגיות טבעיות שקיימות, חוקים כאלה חלים על כולם.
מבנה מערכת אקולוגית
אם אתה מסתכל על מערכת אקולוגית כלשהי, אתה בהחלט יכול לראות בה כי קטגוריות שונות, כגון יצרנים, צרכנים ומפחיתות, מיוצגות תמיד על ידי קבוצה שלמה של מינים. הטבע רואה שאם פתאום יקרה משהו לאחד המינים, אז המערכת האקולוגית לא תמות מכך: תמיד אפשר להחליפה בהצלחה באחר. זה מסביר את הקיימות של מערכות אקולוגיות טבעיות.
מגוון רחב של מינים במערכת האקולוגית, מגוון שרשראות מזון מבטיחים את קיומם של כל התהליכים המתרחשים בקהילה.
בנוסף, לכל מערכת יש חוקים משלה שאליהם כל היצורים החיים מצייתים. על סמך זה, ניתן להבחין במספר מבנים בתוך הביוגיאוזנוזיס:
- מבנה המינים. מראה את היחס בין מיני צמחים ובעלי חיים. בכל מערכת, אינדיקטור זה שונה, זה תלוי בגורמים רבים: מיקום גיאוגרפי, אקלים, גיל המערכת האקולוגית. מין העולה על מספרם על כל האחרים נקרא בינוני קודם. אך נציגים קטנים בחלק מהמקרים הם אינדיקטור לרווחתם במערכת.
- מבנה טרופי. מגוון המינים, שרשראות המזון המסועפות במערכת האקולוגית הם אינדיקטור לקיימות. בכל ביוגאוזנוזיס, אורגניזמים קשורים זה בזה בעיקר על ידי קשרים תזונתיים. אתה תמיד יכול להמציא את מעגל החשמל. בדרך כלל הם מתחילים באורגניזם צמחי, ומסתיימים בטורף. לדוגמה, חגב אוכל עשב, גרגיר אוכל אותו, ועפיפון יתפוס אותו.
- מבנה מרחבי. נשאלת השאלה כיצד מספר כה גדול של מינים שונים מתקיימים יחד בטריטוריה אחת. כל זה נובע ממבנה מסוים, הקפדה על המינים המפוזרים. ביער, המדרגה הראשונה מאוד תפוסה על ידי עצים פוטופיליים. כמה מינים של ציפורים מקננים גם הם כאן. המפלס הבא הוא העצים התחתונים, ושוב המגורים עבור כמה מינים של בעלי חיים.
כל מבנה קיים בהכרח בכל מערכת אקולוגית כלשהי, אך הוא יכול להשתנות באופן משמעותי. לדוגמה, אם נשווה את הביוגיאוזנוזיס של המדבר ויער הגשם, ההבדל נראה לעין בלתי מזוינת.
מערכות אקולוגיות מלאכותיות
מערכות כאלה נוצרות בידי אדם. למרות העובדה כי כל מרכיבי המבנה הביוטי הם חובה בהם, כמו אלה הטבעיים, עדיין ישנם הבדלים משמעותיים. ביניהם:
- Agrocenoses נבדלים על ידי הרכב מינים ירוד. רק הצמחים שאנשים גדלים שם גדלים. אבל הטבע גובה מחירו, ותמיד, למשל, בשדה חיטה ניתן לראות פרחי פרח, חינניות, פרוקי רגליים שונים מתיישבים. במערכות מסוימות, אפילו ציפורים מצליחות לבנות קן על האדמה ולגדל אפרוחים.
- אם אדם לא דואג למערכת האקולוגית הזו, אז צמחים מעובדים לא יעמדו בתחרות עם קרוביהם הפרועים.
- אגרוגנוזים עדיין קיימים בגלל האנרגיה הנוספת שאדם מביא, למשל, דישון.
- מכיוון שהביומסה הצומחת של צמחים נסוגה יחד עם היבול, האדמה מתכלה בחומרים מזינים. לכן לצורך קיום נוסף, שוב, יש צורך בהתערבות של אדם שיצטרך להכין דשנים כדי לגדל את היבול הבא.
ניתן להסיק שמערכות אקולוגיות מלאכותיות אינן שייכות למערכות יציבות ויסות עצמי. אם אדם מפסיק לטפל בהם, הוא לא ישרוד. בהדרגה, מינים בר יבואו לעקוב צמחים מעובדים, והאגרונוזיס ייהרס.
לדוגמה, מערכת אקולוגית מלאכותית משלושה מינים של אורגניזמים יכולה בקלות להיווצר בבית. אם שמים אקווריום, שפכו לתוכו מים, הכניסו כמה זרדים של אלודאה וישבו שני דגים, הנה לכם המערכת המלאכותית מוכנה. אפילו כזה פשוט לא יכול להתקיים ללא התערבות אנושית.
הערך של מערכות אקולוגיות בטבע
אם כבר מדברים ברחבי העולם, כל האורגניזמים החיים מופצים על פני מערכות אקולוגיות, ולכן בקושי ניתן להמעיט בחשיבותם.
- כל המערכות האקולוגיות קשורות זו בזו באמצעות מחזור של חומרים שיכולים לנדוד ממערכת אחת לאחרת.
- בשל נוכחותן של מערכות אקולוגיות בטבע, המגוון הביולוגי נשמר.
- כל המשאבים שאנו שואבים מהטבע, נותנים לנו בדיוק את המערכת האקולוגית: מים נקיים, אוויר, אדמה פורייה.
כל מערכת אקולוגית קלה מאוד להשמדה, במיוחד בהתחשב ביכולותיו של האדם.
