Một hệ sinh thái là gì?
Một hệ sinh thái là một hệ thống kết hợp các sinh vật sống và sự tương tác giữa chúng và tự nhiên. Trong hệ sinh thái, hoàn toàn mọi thứ được kết nối, từ các đại diện của động vật hoang dã, kết thúc bằng sự vô tri.
Bản chất của hệ sinh thái
Mỗi sinh vật đều quan trọng theo cách riêng của nó, nó chiếm một vị trí nhất định. Trong ví dụ về hệ sinh thái của các hồ nhỏ, người ta có thể xem xét từng loại sinh vật sống, từ vi khuẩn đến thực vật và động vật đa bào. Mỗi sinh vật không thể sống mà không có các vật thể vô tri riêng biệt, mọi thứ đều cần không khí, mặt trời và nước. Ngay cả thành phần khoáng chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của các sinh vật trong hồ.
Luôn luôn, khi một hệ sinh thái bị ảnh hưởng bởi các sinh vật khác thường đối với nó, hậu quả không thể xóa nhòa có thể xảy ra. Các sinh vật mới bằng cách này hay cách khác làm biến dạng trật tự tự nhiên của sự vật, làm đảo lộn sự cân bằng tự nhiên, gây hại cho môi trường. Vì vậy, ví dụ, Úc có thể được hiểu rằng sau khi giải quyết chó, mèo và cáo trên đảo, các loài thú có túi khác nhau đã bị tiêu diệt.
Các thành viên sinh học của bất kỳ hệ sinh thái nào phụ thuộc trực tiếp vào nhau. Chúng ta có thể nói rằng nếu một thành viên của hệ sinh thái biến mất, thì toàn bộ hệ thống sẽ chịu những thay đổi đáng kể. Trong trường hợp khi các sinh vật sống thiếu ánh sáng, nước, không khí, chúng bắt đầu chết dần, động vật không thể sống mà không có thực vật và các sinh vật phụ thuộc trực tiếp vào chúng bắt đầu chết mà không có động vật.
Trong tự nhiên của hệ thống hoạt động theo một cơ chế duy nhất. Mỗi phần của hệ thống phụ thuộc vào phần khác, hoạt động đồng thời với nó. Để duy trì sự cân bằng tự nhiên, một người phải bảo vệ mọi sinh vật sống. Sự phá hủy hệ thống sinh thái xảy ra thông qua lỗi của con người và thiên tai.
Hệ sinh thái và biogeocenosis
Không thể coi đó là từ đồng nghĩa các khái niệm về hệ sinh thái và biogeocenosis. Chúng gần gũi về ý nghĩa. Biogeocenosis là cùng một hệ sinh thái bị giới hạn bởi phytocenosis. Phytocenosis là một cộng đồng thực vật, cũng như một tập hợp các sinh vật tồn tại cùng nhau trên một lô trên bề mặt trái đất. Một hệ sinh thái có thể khái quát tất cả các khái niệm. Mỗi biogeocenosis là một hệ sinh thái, nhưng không phải mọi hệ thống đều có thể là một biogeocenosis.
Các loại hệ sinh thái
Các hệ sinh thái có thể có kích cỡ khác nhau, tồn tại trong các không gian khác nhau, cả lớn và nhỏ. Hệ sinh thái của bạn có thể nằm dưới những tảng đá trong những vùng nước nhỏ. Hệ thống sinh thái có thể bao phủ các khu vực rộng lớn - rừng, sa mạc, thảo nguyên. Về mặt kỹ thuật, toàn bộ hành tinh Trái đất là một hệ sinh thái lớn phổ biến cho tất cả các sinh vật sống trong đó.
Các loại hệ sinh thái theo quy mô
Các hệ sinh thái là:
- Các hệ thống vi mô - Hệ thống sinh thái nhỏ như ao nhỏ, vũng nước, cây riêng lẻ, v.v.
- Hệ thống trung gian đại diện cho hệ thống sinh thái bao gồm các khu vực rộng lớn.
- Quần xã (hệ thống vĩ mô) - một hệ sinh thái khổng lồ, cũng như một tập hợp các hệ sinh thái, các yếu tố tương tự nhau. Có những khu rừng nhiệt đới rộng lớn, trong đó hàng triệu động vật được đặt, những vật thể có tính chất vô tri như hồ.
Không có hệ sinh thái có ranh giới được xác định rõ ràng. Thông thường, mỗi hệ thống được ngăn cách bởi một rào cản cụ thể: sa mạc, quần đảo, sông, v.v. Vì không có ranh giới rõ ràng, các hệ sinh thái dễ dàng chuyển cái này sang cái khác. Đó là lý do tại sao một số hệ sinh thái nhỏ có thể được kết hợp trong hồ cùng một lúc. Đồng thời, mỗi hệ sinh thái sẽ có những đặc điểm riêng biệt để phân biệt nó với những người khác. Các hỗn hợp tương tự của các hệ sinh thái được gọi là ecotones.
Các loại hệ sinh thái tùy thuộc vào loại xảy ra
Có một số hệ sinh thái nhất định, chúng có thể được phân biệt bởi loại hình.Chúng thường có nguồn gốc tự nhiên, nhưng cũng có những thứ được tạo ra nhân tạo.
- Hệ sinh thái tự nhiên - được tạo ra bởi thiên nhiên. Nó có thể bao gồm rừng, hồ, biển và như vậy.
- Hệ sinh thái nhân tạo con người tự tạo ra: vườn khác nhau, vườn, vv
Các loại hệ sinh thái
Có hai loại: nước, đất. Các kiểu con còn lại của hệ sinh thái thuộc về một trong các nhóm này.
Hệ sinh thái trên cạn
Phân phối trên khắp trái đất, được tìm thấy ở tất cả các góc của hành tinh, là duy nhất, ví dụ như ở Úc:
Hệ sinh thái rừng
Một số lượng lớn các sinh vật sống trong không gian tương đối nhỏ sống ở đây. Mật độ dân số của rừng là rất cao, tuy nhiên, ngay cả những thay đổi nhỏ nhất cũng có thể thay đổi đáng kể sự cân bằng tự nhiên trên mặt đất. Trong các hệ sinh thái như vậy, hàng loạt đại diện của thế giới động vật và thực vật. Hệ sinh thái rừng được chia thành:
- Rừng mưa nhiệt đớinơi lượng mưa hàng năm xảy ra. Các đặc điểm chính của rừng nhiệt đới là: thảm thực vật rậm rạp với ưu thế là những cây cao nằm ở các độ cao khác nhau. Trong những vùng lãnh thổ như vậy, nhiều sinh vật sống, nơi có nhiều động vật trú ẩn.
- Rừng nhiệt đới rụng látrong đó, ngoài các loại cây nhiệt đới, cây bụi mọc. Vùng nhiệt đới rụng lá có thể được tìm thấy ở tất cả các góc của hành tinh, chúng không chỉ sống một khối thực vật, mà còn có nhiều loại động vật.
- Rừng thường xanh ôn đớitrong đó không có nhiều cây. Ở những khu vực như vậy, cây thường xanh chiếm ưu thế, hàng năm dần dần cập nhật tán lá của chúng.
- Rừng rụng láphát triển ở những vùng có độ ẩm vừa phải, nơi có đủ lượng mưa cho sự sống. Vào mùa đông, cây rụng lá, làm mới che phủ trong thời gian mùa xuân.
- Taigamọc trực tiếp gần lãnh nguyên. Nó chứa cây lá kim thường xanh, nhiệt độ thường âm tính nhất và đất cực kỳ chua. Vào mùa hè, nhiều loài chim di cư bay đến đây, côn trùng thức dậy, cuộc sống của những con vật còn lại trong taiga đang rất sung túc.
Ví dụ: hệ sinh thái rừng hỗn hợp
Các nhà sản xuất được đại diện bởi nhiều loại cây (sồi, vân sam, thông, aspen, bạch dương, v.v.), cây bụi (14) và các loại thảo mộc (cói, có lông, starlet, quả việt quất, v.v.). Người tiêu dùng được đại diện bởi nhiều côn trùng (2). Các lâm sản nguyên sinh được tiêu thụ bởi chuột rừng (9) và chuột, sóc, nai (15), lợn rừng (12), hươu, và từ các loài chim - chéo, chim sẻ, giẻ cùi (7). Tầng thứ hai của người tiêu dùng, những người tiêu thụ động vật, được đại diện bởi nhện, bọ săn mồi - bọ cánh cứng, ong bắp cày, kiến (10), muỗi hút máu (11). Trong số các động vật có vú - chuột chù ăn côn trùng, lửng, cáo, mart (4), gấu. Trong số các loài chim - chim gõ kiến ăn côn trùng, côn trùng (8), lưỡi hái (1), chim ruồi (13), nuthatch (6), cũng như chim săn mồi - diều hâu (5) và cú.
Hệ sinh thái sa mạc
Không có nhiều động vật, thực vật. Các hệ thống được đặt bên cạnh các khu vực bán sa mạc, chiếm khoảng 17% tổng diện tích đất. Nhiệt độ rất cao, có ít nước và có quá nhiều ánh sáng.
Hệ sinh thái đồng cỏ
Meadows có thể được tìm thấy trên toàn thế giới. Trên lãnh thổ của họ chủ yếu trồng thảo mộc, một vài cây, cây bụi. Trong đồng cỏ, động vật gặm cỏ cả ăn côn trùng và ăn cỏ.
Ba hệ sinh thái của đồng cỏ có thể được phân biệt
- Savannah, đó là những đồng cỏ nhiệt đới với mùa khô, cây và cây bụi mọc riêng ở thảo nguyên. Những cây như vậy là nguồn thức ăn chính cho động vật ăn cỏ bị săn mồi.
- Thảo nguyên, đại diện cho những đồng cỏ cỏ vừa phải, trong đó thực tế không có cây bụi lớn, cây cối. Các chi được tìm thấy ở đó. Khí hậu khá khô cằn.
- Thảo nguyên thảo nguyênnơi thực vật ngắn có thể được tìm thấy xung quanh. Lãnh thổ thảo nguyên thường được tìm thấy gần bán hoang mạc. Cây có thể được tìm thấy rất hiếm, thường là gần sông, suối. Chủ yếu là động vật nhỏ sống trong thảo nguyên.
Hệ sinh thái núi
Ở vùng núi, bạn có thể thấy sự đa dạng của môi trường sống nơi có nhiều động vật sống, thực vật phát triển. Trên đỉnh núi hầu hết có khí hậu khắc nghiệt, trong đó chỉ có thực vật núi cao tồn tại. Động vật núi thường có một lớp da dày bảo vệ chúng khỏi cái lạnh. Cây lá kim mọc ở sườn núi thấp.
Hệ sinh thái dưới nước
Hệ sinh thái dưới nước chỉ nằm trong môi trường nước. Mỗi cơ thể nước có thể được quy cho phương tiện truyền thông nước, mặc dù kích thước của nó. Một hệ thống tương tự kết hợp các đặc tính thực vật, động vật, nước như độ mặn của nước. Theo loại, hệ sinh thái dưới nước được chia thành nhiều loài.
Hệ sinh thái biển
Hệ sinh thái lớn có thể được coi là biển. Chúng chiếm hơn 70% hành tinh. Chúng chứa hơn 97% trữ lượng nước Trái đất. Nước biển chứa một khối lượng khoáng chất cũng như muối. Các hệ sinh thái của biển được chia thành:
- Đại dương - một phần tương đối nhỏ của các đại dương nằm trên thềm lục địa;
- Hồ sơ một phần - không bão hòa với ánh sáng mặt trời, nằm ở độ sâu lớn;
- Tâm thần phần mà sinh vật sống dưới đáy sống;
- Vùng triều;
- Khu vực cửa sông;
- Khu vực san hô;
- Đầm lầy nước mặn;
- Lỗ thông thủy nhiệttrong đó nhiều vi khuẩn hóa tổng hợp tạo ra một cơ sở thức ăn cho các sinh vật khác.
Trong hệ sinh thái biển có rất nhiều sinh vật vốn chỉ thuộc về chúng: san hô, nhiều loại tảo, sinh vật biển.
Hệ sinh thái nước ngọt
Hệ sinh thái nước ngọt chiếm một phần nhỏ trên bề mặt trái đất - dưới 1%. Chúng chứa 0,009% tổng lượng nước. Có ba loại hệ sinh thái nước ngọt:
- Thường trựctrong đó khóa học hoàn toàn vắng mặt. Chúng bao gồm hồ, ao và hồ.
- Chảycó nước đang di chuyển nhanh. Chúng bao gồm suối, sông.
- Đầm lầynơi đất liên tục bị ngập lụt.
Hệ sinh thái nước ngọt là môi trường sống của các loài bò sát, lưỡng cư và khoảng 40% các loài cá trên thế giới. Hệ sinh thái chảy có chứa lượng oxy cao, hỗ trợ nhiều loài sống. Có nhiều sinh vật hơn ở vùng nước tù đọng.
Hệ sinh thái khép kín
Trong một hệ sinh thái khép kín, hoàn toàn không có sự trao đổi chất với môi trường bên ngoài.
Trải nghiệm với một khu vườn trong chai David Latimer
Năm 1960, David Latimer người Anh quyết định tiến hành một thí nghiệm bất thường - ông đã trồng một khu vườn nhỏ trong chai mà không tưới nước. Khu vườn đã hình thành hệ thống sinh thái khép kín của riêng mình, nơi oxy không đi vào.
David đặt các giao dịch viên rất cứng trong chai, dần dần chứa một thể tích 40 lít. Họ sống sót trên các vật liệu tái chế - không khí, các sản phẩm phân hủy và nước.
Cái chai lúc nào cũng đứng cách cửa sổ khoảng 2 mét. Vì vậy, cây nhận được một lượng ánh sáng mặt trời nhất định, mọc lên theo hướng mặt trời. Theo định kỳ, để tăng trưởng đồng đều, David đã biến nó.
Latimer nói rằng ông chưa bao giờ cắt tỉa cây, nhưng có vẻ như nó đã được trồng đặc biệt đến giới hạn của container.
Làm thế nào để vườn đóng chai làm việc?
Những khu vườn như vậy trong không gian kín hoạt động như một hệ sinh thái vì sự chặt chẽ tạo ra một hệ sinh thái riêng biệt nơi các sinh vật sống, phát triển và sinh sôi. Thực vật sử dụng quang hợp, do đó sử dụng các chất dinh dưỡng.
Yếu tố duy nhất được sử dụng bởi các hệ sinh thái như vậy từ môi trường là ánh sáng mặt trời, mà không có sự quang hợp là không thể. Ánh sáng rơi trên lá của cây được hấp thụ bởi các protein có trong lá.Một phần năng lượng của mặt trời vẫn được lưu trữ dưới dạng phân tử ATP.
Phần còn lại của thế giới được sử dụng để xử lý nước được hấp thụ từ đất bởi rễ của cây. Quá trình quang hợp ngược lại với đặc tính hô hấp tế bào của các sinh vật khác.
Hệ sinh thái cũng sử dụng hô hấp tế bào trong các hoạt động của mình, phá hủy các vật liệu tái chế. Trong phần này của quá trình, vi khuẩn đất có liên quan, xử lý chất thải với việc giải phóng carbon dioxide vào khí quyển. Nhà máy tái sử dụng khí này. Vòng tròn khép lại.
Vào ban đêm, bản thân cây sử dụng hô hấp tế bào để duy trì sự sống, trong khi nó phá vỡ các chất dinh dưỡng được lưu trữ trong ngày. Chu trình nước trong khu vườn phía sau kính cũng hoàn toàn tự động. Nước được rễ cây hấp thụ, trong quá trình thoát hơi nước, nó được thải ra môi trường và rơi vào lá và đất dưới dạng ngưng tụ. Chu kỳ cũng bắt đầu lại.
Sinh quyển 2
Vào khoảng cuối thập niên 80, một dự án có tên là Biosphere-2, đã được triển khai. Bản thân hành tinh được coi là Sinh quyển-1. Mục đích của nó là tìm ra khả năng sinh sản của hệ sinh thái trên cạn. Với mục đích này, một môi trường khép kín 12.000 m2 đã được xây dựng, nằm trên sa mạc Sonora, Arizona.
Ý tưởng của dự án là kiểm tra xem con người có thể tồn tại trong không gian trong một thời gian dài trong một hệ sinh thái trên mặt đất được tạo ra nhân tạo hay không. 8 tình nguyện viên mạo hiểm vào lãnh thổ của Biosphere-2 vào năm 1991. Mọi người phải sống ở nơi này trong hai năm, ly dị hoàn toàn với nền văn minh. Liên lạc với thế giới bên ngoài sẽ được duy trì thông qua một máy tính.
Thí nghiệm không thành công ngay từ đầu - một trong những tình nguyện viên bị thương và về nhà. Khoảng một năm trôi qua, lượng oxy bắt đầu giảm dần, do đó nó phải được bơm một cách giả tạo. Không thể nói về độ tinh khiết của một thí nghiệm trong các điều kiện như vậy.
Vấn đề tiếp theo nảy sinh trong Biosphere-2 là không có khả năng phát triển sản phẩm. Mọi người mất đi sự gắn kết, chia thành hai nhóm. Các nhà khoa học bắt đầu lo sợ nghiêm trọng đối với cuộc sống và sức khỏe của các đối tượng, vì vậy thí nghiệm đã bị dừng lại.
Lần ra mắt thứ hai của thí nghiệm xảy ra vào năm 1994. Một số vấn đề nảy sinh trong nhóm đầu tiên đã được giải quyết, tuy nhiên, các thành viên trong nhóm có những bất đồng nghiêm trọng, thí nghiệm phải dừng lại, nhưng sau sáu tháng. Bây giờ dự án hoàn toàn thuộc sở hữu của Đại học Arizona, nơi đã nối lại các thí nghiệm vào năm 2011.
Cấu trúc, thành phần, yếu tố hệ sinh thái
Tất cả các thành phần hệ sinh thái có liên quan chặt chẽ. Hoàn toàn mỗi hệ thống bao gồm một số thành phần.
Thành phần phi sinh học
Các thành phần phi sinh học không có cách nào tương tác với các yếu tố bên ngoài. Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến đặc điểm hành vi, sự tương tác, cuộc sống của các sinh vật trong hệ sinh thái rộng lớn. Chúng được đại diện bởi hai loại:
- nhiệt độ;
- yếu tố phù.
Thành phần phi sinh học đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống, sự phát triển của các sinh vật sống. Thực vật cần ánh sáng mặt trời, không có oxy không có sinh vật sống, cũng không có nước.
Thành phần sinh học
Đây là những thành phần động vật hoang dã rơi vào ba loại:
- nhà sản xuất (tạo chất hữu cơ, xử lý carbon dioxide, năng lượng);
- người tiêu dùng (động vật);
- chất khử (tái chế chất thải).
Khi vòng tròn hoàn thành, các quy trình bắt đầu lại.
Cấp độ hệ sinh thái
Hệ sinh thái được đặc trưng bởi các cấp độ sau:
- Một cá thể (bất kỳ sinh vật sống).
- Dân số (một nhóm sinh vật của một loài nhất định trong một lãnh thổ nhất định).
- Cộng đồng (toàn bộ sinh vật trên mặt đất).
- Hệ sinh thái (tập hợp các yếu tố tự nhiên).
- Sinh quyển (toàn bộ hệ sinh thái của mỗi hành tinh).
Chuỗi thức ăn và năng lượng trong hệ sinh thái
Mọi người đều cần năng lượng cho cuộc sống và phát triển. Các sinh vật sống ăn khác nhau.Vì vậy, cây nhận được các chất dinh dưỡng cần thiết từ đất và từ mặt trời. Động vật có thể ăn thực vật hoặc động vật khác. Tỷ lệ này thường được gọi là chuỗi thức ăn.
Đừng nhầm lẫn chuỗi trophic với chuỗi thức ăn - đây là hai khái niệm khác nhau. Chuỗi trophic là tổng thể của tất cả các chuỗi thức ăn, nó có cấu trúc cực kỳ phức tạp. Năng lượng dần dần được chuyển từ một yếu tố của chuỗi này sang một yếu tố khác, một phần được sử dụng cho cuộc sống, vì vậy nó không thể tiếp tục. Trong ngắn mạch, năng lượng được lưu trữ nhiều hơn. Cuối cùng, năng lượng được hấp thụ hoàn toàn bởi thế giới bên ngoài.