Ekosystemy naturalne i sztuczne

Ekosystemy to jedno z kluczowych pojęć ekologii, która jest systemem składającym się z kilku elementów: zbiorowiska zwierząt, roślin i mikroorganizmów, charakterystycznego siedliska, całego systemu powiązań, przez który odbywa się wymiana substancji i energii.

W nauce istnieje kilka klasyfikacji ekosystemów. Jedna z nich dzieli wszystkie znane ekosystemy na dwie duże klasy: naturalne, stworzone przez naturę i sztuczne, stworzone przez człowieka. Przyjrzyjmy się każdej z tych klas bardziej szczegółowo.

naturalne ekosystemy

Jak wspomniano powyżej, naturalne, naturalne ekosystemy powstały w wyniku działania sił natury. Charakteryzują się:

• Bliski związek między substancjami organicznymi i nieorganicznymi
• Kompletne błędne koło obiegu substancji: począwszy od pojawienia się materii organicznej, a skończywszy na jej rozpadzie i rozpadzie na składniki nieorganiczne.
• Odporność i zdolność do samoleczenia.

Wszystkie naturalne ekosystemy określają następujące cechy:

• 1. struktura gatunkowa: liczba każdego gatunku zwierząt lub roślin jest regulowana przez warunki naturalne.
  2. Struktura przestrzenna: wszystkie organizmy są ułożone w ścisłej hierarchii poziomej lub pionowej. Na przykład w ekosystemie leśnym wyraźnie rozróżnia się poziomy, w ekosystemie wodnym rozmieszczenie organizmów zależy od głębokości wody.
  3. Substancje biotyczne i abiotyczne. Organizmy tworzące ekosystem dzielą się na nieorganiczne (abiotyczne: światło, powietrze, gleba, wiatr, wilgotność, ciśnienie) i organiczne (biotyczne - zwierzęta, rośliny).
  4. Z kolei składnik biotyczny dzieli się na producentów, konsumentów i niszczycieli. Producenci obejmują rośliny i bakterie, które za pomocą światła słonecznego i energii tworzą materię organiczną z substancji nieorganicznych. Konsumentami są zwierzęta i rośliny mięsożerne, które żywią się tą materią organiczną. Niszczyciele (grzyby, bakterie, niektóre mikroorganizmy) są koroną łańcucha pokarmowego, ponieważ wytwarzają odwrotny proces: substancje organiczne są przekształcane w substancje nieorganiczne.

Granice przestrzenne każdego naturalnego ekosystemu są bardzo warunkowe. W nauce zwyczajowo określa się te granice za pomocą naturalnych konturów reliefu: na przykład bagno, jezioro, góry, rzeki. Ale w sumie wszystkie ekosystemy, które tworzą bio-kopertę naszej planety, są uważane za otwarte, ponieważ wchodzą w interakcję ze środowiskiem i przestrzenią. W najbardziej ogólnym ujęciu obraz wygląda tak: żywe organizmy otrzymują energię, substancje kosmiczne i ziemskie ze środowiska, a na wyjściu - skały osadowe i gazy, które ostatecznie trafiają w kosmos.

Wszystkie elementy naturalnego ekosystemu są ze sobą ściśle powiązane. Zasady tego połączenia kształtują się przez lata, czasem stulecia. Ale właśnie dlatego stają się tak stabilne, ponieważ te połączenia i warunki klimatyczne determinują rodzaje zwierząt i roślin żyjących na tym obszarze. Jakakolwiek nierównowaga w naturalnym ekosystemie może prowadzić do jej zaniku lub osłabienia. Takim naruszeniem może być np. wylesianie, eksterminacja populacji określonego gatunku zwierząt. W takim przypadku łańcuch pokarmowy zostaje natychmiast zakłócony, a ekosystem zaczyna „zawodzić”.

Nawiasem mówiąc, wprowadzenie dodatkowych elementów do ekosystemów również może to zakłócić. Na przykład, jeśli dana osoba zaczyna hodować zwierzęta w wybranym ekosystemie, których początkowo tam nie było. Żywym tego potwierdzeniem jest hodowla królików w Australii. Początkowo było to opłacalne, ponieważ w tak żyznym środowisku i doskonałych warunkach klimatycznych do hodowli króliki zaczęły się rozmnażać z niesamowitą szybkością. Ale w końcu wszystko się zawaliło. Niezliczone hordy królików dewastowały pastwiska, na których pasły się owce. Liczba owiec zaczęła spadać. Osoba otrzymuje znacznie więcej pokarmu od jednej owcy niż od 10 królików. Ten przypadek weszło nawet w przysłowie: „Króliki zjadły Australię”. Wymagało to niesamowitego wysiłku naukowców i ogromnych nakładów finansowych, zanim udało im się pozbyć populacji królików. Całkowite wytępienie ich populacji w Australii nie było możliwe, ale ich liczebność spadła i nie zagrażała już ekosystemowi.

sztuczne ekosystemy

Sztuczne ekosystemy to zbiorowiska zwierząt i roślin, które żyją w warunkach stworzonych dla nich przez człowieka. Nazywa się je również noobiogeocenozami lub socjoekosystemami. Przykłady: pole, pastwisko, miasto, społeczeństwo, statek kosmiczny, zoo, ogród, sztuczny staw, zbiornik.

Najprostszym przykładem sztucznego ekosystemu jest akwarium. Tutaj siedlisko jest ograniczone ścianami akwarium, dopływem energii, światła i składników odżywczych dokonuje człowiek, reguluje też temperaturę i skład wody. Wstępnie określana jest również liczba mieszkańców.

Pierwsza cecha: wszystkie sztuczne ekosystemy są heterotroficzne, czyli spożywanie gotowej żywności. Weźmy na przykład miasto, jeden z największych ekosystemów stworzonych przez człowieka. Tutaj ogromną rolę odgrywa dopływ energii sztucznie wytworzonej (gazociąg, prąd, żywność). Jednocześnie takie ekosystemy charakteryzują się dużą wydajnością substancji toksycznych. Oznacza to, że te substancje, które w naturalnym ekosystemie służą później do produkcji materii organicznej, często stają się bezużyteczne w sztucznych.

Inną charakterystyczną cechą sztucznych ekosystemów jest otwarty cykl metabolizmu. Weźmy na przykład agroekosystemy – najważniejsze dla człowieka. Należą do nich pola, sady, ogrody warzywne, pastwiska, gospodarstwa i inne grunty rolne, na których człowiek stwarza warunki do wywozu produktów konsumpcyjnych. Część łańcucha pokarmowego w takich ekosystemach jest zabierana przez człowieka (w postaci plonów), a zatem łańcuch pokarmowy ulega zniszczeniu.

Trzecią różnicą między ekosystemami sztucznymi a naturalnymi jest niedobór gatunków.. Rzeczywiście, człowiek tworzy ekosystem w celu hodowli jednego (rzadko kilku) gatunków roślin lub zwierząt. Na przykład na polu pszenicy wszystkie szkodniki i chwasty są niszczone, uprawiana jest tylko pszenica. Umożliwia to uzyskanie najlepszych zbiorów. Ale jednocześnie niszczenie organizmów „nieopłacalnych” dla człowieka powoduje, że ekosystem jest niestabilny.

Charakterystyka porównawcza ekosystemów naturalnych i sztucznych

Wygodniej jest przedstawić porównanie naturalnych ekosystemów i społeczno-ekosystemów w formie tabeli: