Dünya ekosisteminin ayrılmaz bir parçası. Ekolojik sistem terimini bilime kim soktu?

İktisadi Bilimler Doktoru Y. ŞİŞKOV

Dipsiz mavi gökyüzünü, yeşil ormanları ve çayırları görüyoruz, kuşların şarkılarını duyuyoruz, neredeyse tamamen nitrojen ve oksijenden oluşan havayı soluyoruz, nehirler ve denizlerde yüzüyor, su içiyor veya kullanıyoruz, güneşin yumuşak ışınlarında güneşleniyoruz - ve algılıyoruz. bunların hepsi doğal ve olağan. Görünüşe göre başka türlü olamaz: her zaman böyleydi, sonsuza kadar böyle olacak! Ancak bu, günlük alışkanlıklardan ve Dünya gezegeninin nasıl ve neden bildiğimiz hale geldiğine dair cehaletten doğan derin bir yanılgıdır. Bizimkinden farklı yapılandırılmış gezegenler Evrende sadece var olmakla kalmaz, aynı zamanda gerçekten de var olurlar. Peki uzayın derinliklerinde bir yerlerde çevre koşulları Dünya'dakilere az çok yakın olan gezegenler var mı? Bu olasılık son derece varsayımsaldır ve minimum düzeydedir. Dünya, benzersiz olmasa da, her halükarda doğanın “parça parça” bir ürünüdür.

Gezegenin ana ekosistemleri. Dağlar, ormanlar, çöller, denizler, okyanuslar - hala nispeten saf doğa - ve mega şehirler, Dünya'yı tam bir çöplüğe dönüştürebilecek insanların yaşam ve faaliyet odağıdır.

Yaşamı doğuran eşsiz bir gezegen olan Dünya, uzaydan çok güzel görünüyor.

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Şekil, Dünya gezegeninin evriminin aşamalarını ve üzerinde yaşamın gelişimini göstermektedir.

Bunlar, Dünya üzerindeki insan faaliyetlerinin neden olduğu olumsuz sonuçlardan sadece birkaçıdır. Petrolü toplamanın birden fazla yolu olmasına rağmen denizlerin ve okyanusların suları petrolle kirlenmiştir. Ancak sular aynı zamanda sıradan evsel atıklarla da tıkanmış durumda.

Fabrikaların ve fabrikaların sigara içmediği, çevredeki atmosferi daha da kötü yönde değiştiren yerleşik bir kıta yok.

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Resim, dünyadaki herhangi bir büyük şehir için tipiktir: Egzoz dumanları insanları hasta eden, ağaçlar ölen sonsuz araba kuyrukları...

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Çevre dostu üretim, gezegeni daha temiz hale getirmese bile en azından onu aldığımız gibi bırakmayı mümkün kılacak tek şeydir.

Dünya ekosisteminin uzun süreli gelişimi

Öncelikle Güneş Sistemi'nin evriminin nasıl ilerlediğini hatırlayalım. Yaklaşık 4,6 milyar yıl önce Galaksimizdeki dönen gaz ve toz bulutlarından biri yoğunlaşmaya ve Güneş Sistemine dönüşmeye başladı. Bulutun içinde, gaz (hidrojen ve helyum) ve kozmik tozdan (daha önce patlamış dev yıldızlardan gelen daha ağır kimyasal elementlerin atomlarının parçaları) - gelecekteki Güneş'ten oluşan ana küresel, o zaman hala soğuk, dönen bir küme oluştu. Artan yerçekiminin etkisi altında, aynı bulutun daha küçük kümeleri onun etrafında dönmeye başladı - gelecekteki gezegenler, asteroitler, kuyruklu yıldızlar. Bazılarının yörüngelerinin Güneş'e daha yakın olduğu ortaya çıktı, diğerleri - ayrıca bazıları büyük yıldızlararası madde yığınlarından, diğerleri - daha küçük olanlardan inşa edildi.

İlk başta pek önemli değildi. Ancak zamanla çekim kuvvetleri Güneş'i ve gezegenleri giderek daha fazla yoğunlaştırdı. Ve sıkıştırma derecesi başlangıç ​​kütlelerine bağlıdır. Ve bu madde pıhtıları ne kadar sıkıştırılırsa, içeriden de o kadar ısındılar. Bu durumda ağır kimyasal elementler (başta demir, silikatlar) eriyip merkeze batarken, hafif olanlar (hidrojen, helyum, karbon, nitrojen, oksijen) yüzeyde kaldı. Karbon hidrojenle birleşerek metana, nitrojen amonyağa, oksijen suya dönüştü. O dönemde gezegenlerin yüzeyinde kozmik soğuk hüküm sürüyordu, dolayısıyla tüm bileşikler buz halindeydi. Katı kısmın üstünde gaz halinde bir hidrojen ve helyum tabakası vardı.

Ancak Jüpiter ve Satürn gibi büyük gezegenlerin bile kütlesinin, merkezlerindeki basınç ve sıcaklığın termonükleer reaksiyonun başlayacağı noktaya ulaşması için yetersiz olduğu ortaya çıktı ve böyle bir reaksiyon Güneş'in içinde başladı. Isındı ve yaklaşık dört milyar yıl önce bir yıldıza dönüştü; uzaya yalnızca ışık, ısı, X ışınları ve gama ışınları gibi dalga radyasyonu değil, aynı zamanda güneş rüzgarı olarak adlandırılan yüklü madde parçacıklarının (protonlar) akışlarını da gönderdi. ve elektronlar).

Oluşan gezegenler için testler başladı. Güneş'ten ve güneş rüzgârından gelen termal enerji akışları onlara çarptı. Öngezegenlerin soğuk yüzeyi ısındı, üzerlerinde hidrojen ve helyum bulutları yükseldi ve buzlu su, metan ve amonyak kütleleri eriyip buharlaşmaya başladı. Güneş rüzgârının etkisiyle bu gazlar uzaya taşındı. Ana gezegenlerin bu tür "soyunma" derecesi, yörüngelerinin Güneş'ten uzaklığını belirledi: ona en yakın olanlar buharlaştı ve en yoğun şekilde güneş rüzgarı tarafından üflendi. Gezegenler "inceldikçe" yerçekimsel alanları zayıfladı ve buharlaşma ve sönme, Güneş'e en yakın gezegenler tamamen uzaya dağılıncaya kadar arttı.

Güneş'e hayatta kalan en yakın gezegen olan Merkür, nispeten küçük, çok yoğun, metalik bir çekirdeğe sahip ancak zar zor fark edilebilen bir manyetik alana sahip bir gök cismidir. Pratik olarak atmosferden yoksundur ve yüzeyi gündüzleri Güneş tarafından 420-430 o C'ye ısıtılan sinterlenmiş kayalarla kaplıdır ve bu nedenle burada sıvı su bulunamaz. Güneş'e daha uzak olan Venüs, büyüklük ve yoğunluk bakımından gezegenimize çok benzer. Neredeyse aynı büyüklükte bir demir çekirdeğe sahiptir, ancak kendi ekseni etrafında yavaş dönmesi nedeniyle (Dünya'dan 243 kat daha yavaş), onu tüm yaşamı yok eden güneş rüzgârından koruyabilecek bir manyetik alandan yoksundur. Ancak Venüs, %97 karbondioksit (CO2) ve %2'den az nitrojenden oluşan oldukça güçlü bir atmosfere sahiptir. Bu gaz bileşimi güçlü bir sera etkisi yaratır: CO2, Venüs yüzeyinden yansıyan güneş ışınımının uzaya kaçmasını engeller, bu nedenle gezegenin yüzeyi ve atmosferinin alt katmanları 470 ° C'ye ısıtılır. Böyle bir cehennemde sıvı sudan ve dolayısıyla canlı organizmalardan söz edilemez.

Diğer komşumuz Mars ise Dünya'nın neredeyse yarısı kadardır. Ve metal bir çekirdeğe sahip olmasına ve kendi ekseni etrafında neredeyse Dünya ile aynı hızda dönmesine rağmen, manyetik alanı yoktur. Neden? Metal çekirdeği çok küçüktür ve en önemlisi erimiş değildir ve dolayısıyla böyle bir alanı tetiklemez. Sonuç olarak, Mars'ın yüzeyi, Güneş tarafından sürekli olarak fırlatılan yüklü hidrojen çekirdeği parçaları ve diğer elementler tarafından sürekli olarak bombalanır. Mars'ın atmosferi bileşim açısından Venüs'e benzer: %95 CO2 ve %3 nitrojen. Ancak bu gezegenin zayıf yerçekimi ve güneş rüzgarı nedeniyle atmosferi son derece seyrekleşmiştir: Mars yüzeyindeki basınç Dünya'dakinden 167 kat daha düşüktür. Bu basınçta orada sıvı su da olamaz. Ancak sıcaklığın düşük olması nedeniyle (gündüz ortalama eksi 33 o C) Mars'ta değildir. Yaz aylarında ekvatorda sıcaklık maksimum artı 17°C'ye yükselir ve yüksek enlemlerde kışın atmosferdeki karbondioksitin de buza dönüşmesiyle eksi 125°C'ye düşer; bu, beyaz kutup başlıklarındaki mevsimsel artışı açıklar. Mars.

Büyük gezegenler Jüpiter ve Satürn'ün katı bir yüzeyi yoktur; üst katmanları sıvı hidrojen ve helyumdan, alt katmanları ise erimiş ağır elementlerden oluşur. Uranüs, çekirdeği erimiş silikatlardan oluşan sıvı bir toptur; çekirdeğin üzerinde yaklaşık 8 bin kilometre derinliğinde sıcak su okyanusu bulunur ve her şeyden önce, 11 bin kilometre kalınlığında bir hidrojen-helyum atmosferi vardır. En uzak gezegenler olan Neptün ve Plüton da biyolojik yaşamın kökeni için aynı derecede uygun değildir.

Yalnızca Dünya şanslıydı. Koşulların rastgele bir kombinasyonu (ana gezegen aşamasındaki başlangıç ​​​​kütlesi, Güneş'ten uzaklık, kendi ekseni etrafında dönme hızı ve ona güçlü bir manyetik alan sağlayan yarı sıvı bir demir çekirdeğin varlığı) onu güneş rüzgarından korur) gezegenin sonunda onu görmeye alıştığımız hale gelmesine izin verdi. Dünyanın uzun jeolojik evrimi, yalnızca üzerinde yaşamın ortaya çıkmasına yol açtı.

Her şeyden önce dünya atmosferinin gaz bileşimi değişti. Başlangıçta görünüşe göre hidrojen, amonyak, metan ve su buharından oluşuyordu. Daha sonra hidrojen ile etkileşime giren metan CO2'ye, amonyak nitrojene dönüştü. Dünyanın birincil atmosferinde oksijen yoktu. Soğudukça su buharı yoğunlaşarak sıvı suya dönüştü ve dünya yüzeyinin dörtte üçünü kaplayan okyanuslar ve denizler oluştu. Atmosferdeki karbondioksit miktarı azaldı: suda çözüldü. Dünya tarihinin erken evrelerinin karakteristik özelliği olan sürekli volkanik patlamalar sırasında, CO2'nin bir kısmı karbonat bileşiklerine bağlandı. Atmosferdeki karbondioksitin azalması, yarattığı sera etkisini zayıflattı: Dünya yüzeyindeki sıcaklık azaldı ve Merkür ve Venüs'te var olan ve var olandan kökten farklılaşmaya başladı.

Denizler ve okyanuslar Dünya'nın biyolojik evriminde belirleyici bir rol oynadı. Suda çözünen çeşitli kimyasal elementlerin atomları, yeni, daha karmaşık inorganik bileşikler oluşturmak üzere etkileşime girdi. Bunlardan, yıldırımın elektriksel deşarjı, metallerin radyoaktif radyasyonu ve deniz suyundaki su altı volkanik patlamalarının etkisi altında, en basit organik bileşikler ortaya çıktı - amino asitler, proteinlerin oluşturulduğu ilk "yapı taşları" - yaşamın temeli organizmalar. Bu basit amino asitlerin çoğu parçalandı, ancak bazıları daha karmaşık hale gelerek bakteri gibi çevrelerine uyum sağlayabilen ve çoğalabilen birincil tek hücreli organizmalar haline geldi.

Böylece, yaklaşık 3,5 milyar yıl önce, Dünya'nın jeolojik tarihinde niteliksel olarak yeni bir aşama başladı. Kimyasal evrimi biyolojik evrimle desteklendi (ya da daha doğrusu arka plana itildi). Güneş sistemindeki başka hiçbir gezegen bunu bilmiyordu.

Bazı bakterilerin hücrelerinde, güneş ışığının etkisi altında fotosentez yapabilen, karbondioksit (CO2) ve su (H2O) moleküllerini dönüştürebilen klorofil ve diğer pigmentlerin ortaya çıkmasından önce yaklaşık bir buçuk milyar yıl daha geçti. organik bileşikler ve serbest oksijen (O2). Artık Güneş'in ışık radyasyonu biyokütlenin sonsuz büyümesine hizmet etmeye başladı, organik yaşamın gelişimi çok daha hızlı ilerledi.

Ve ilerisi. Karbondioksiti emen ve bağlanmamış oksijeni serbest bırakan fotosentezin etkisi altında, dünya atmosferinin gaz bileşimi değişti: CO2'nin payı azaldı ve O2'nin payı arttı. Araziyi kaplayan ormanlar bu süreci hızlandırdı. Ve yaklaşık 500 milyon yıl önce en basit su kuşu omurgalıları ortaya çıktı. Yaklaşık 100 milyon yıl sonra oksijen miktarı bazı omurgalıların karaya ulaşmasını sağlayacak seviyeye ulaştı. Sadece tüm kara hayvanları oksijen soluduğu için değil, aynı zamanda atmosferin üst katmanlarında 25-30 kilometre yükseklikte koruyucu bir ozon tabakasının (O3) oluşması ve ultraviyole ışının önemli bir bölümünü emmesi nedeniyle. ve kara hayvanları için yıkıcı olan Güneş'in X-ışını radyasyonu.

Dünya atmosferinin bileşimi bu zamana kadar yaşamın daha da gelişmesi için son derece elverişli özellikler kazanmıştı: %78 nitrojen, %21 oksijen, %0,9 argon ve çok az (%0,03) karbondioksit, hidrojen ve diğer gazlar. Böyle bir atmosferle Güneş'ten oldukça fazla termal enerji alan Dünya, Venüs'ün aksine bunun yaklaşık% 40'ı uzaya yansır ve dünya yüzeyi aşırı ısınmaz. Ama hepsi bu değil. Kısa dalga radyasyonu şeklinde Dünya'ya neredeyse serbestçe ulaşan termal güneş enerjisi, uzun dalga kızılötesi radyasyon olarak uzaya yansır. Atmosferde bulunan su buharı, karbondioksit, metan, nitrojen oksit ve diğer gazlar tarafından kısmen tutularak doğal bir sera etkisi yaratır. Bu sayede, atmosferin alt katmanlarında ve Dünya yüzeyinde, doğal sera etkisi olmasaydı olacağından yaklaşık 33 o C daha yüksek olan az çok sabit bir ılımlı sıcaklık korunur.

Böylece adım adım Dünya üzerinde yaşama uygun eşsiz bir ekolojik sistem oluştu. Büyük, yarı erimiş demir çekirdek ve Dünyanın kendi ekseni etrafında hızlı dönüşü, yeterince güçlü bir manyetik alan yaratır; bu, güneş protonlarının ve elektronlarının akışlarını, artan dönemlerde bile ona önemli bir zarar vermeden gezegenimizin etrafında akmaya zorlar. güneş radyasyonu (çekirdek daha küçük ve daha sert olsa bile ve Dünya'nın dönüşü daha yavaş olsaydı, güneş rüzgarlarına karşı savunmasız kalırdı). Ve manyetik alanı ve kayda değer kütlesi sayesinde, Dünya oldukça kalın bir atmosfer katmanını (yaklaşık 1000 km kalınlığında) korudu, gezegenin yüzeyinde rahat bir termal rejim ve bol miktarda sıvı su yarattı - bunun için vazgeçilmez bir koşul yaşamın kökeni ve evrimi.

İki milyar yıl boyunca gezegendeki farklı bitki ve hayvan türlerinin sayısı yaklaşık 10 milyona ulaştı. Bunların %21'i bitkiler, neredeyse %76'sı omurgasız hayvanlar ve %3'ten biraz fazlası omurgalılardır; bunların yalnızca onda biri memelilerdir. Her doğal ve iklim bölgesinde, trofik, yani besin zincirindeki bağlantılar olarak birbirlerini tamamlarlar ve nispeten istikrarlı bir biyosinoz oluştururlar.

Dünya'da ortaya çıkan biyosfer yavaş yavaş ekosisteme uyum sağladı ve onun ayrılmaz bir parçası haline geldi, enerji ve maddenin jeolojik döngüsüne katıldı.

Canlı organizmalar, su, karbon, oksijen, nitrojen, hidrojen, kükürt, demir, potasyum, kalsiyum ve diğer kimyasal elementleri içeren birçok biyojeokimyasal döngünün aktif bileşenleridir. İnorganik fazdan organik faza geçerler ve daha sonra bitki ve hayvanların atık ürünleri veya kalıntıları şeklinde inorganik faza geri dönerler. Örneğin, her yıl karbondioksitin yedide birinin ve oksijenin 1/4500'ünün organik fazdan geçtiği tahmin edilmektedir. Eğer Dünya'daki fotosentez herhangi bir nedenle dursaydı, yaklaşık iki bin yıl içinde atmosferdeki serbest oksijen yok olurdu. Ve aynı zamanda, en basit anaerobik organizmalar (bazı bakteri türleri, maya ve solucanlar) dışında tüm yeşil bitkiler ve tüm hayvanlar yok olacaktı.

Dünyanın ekosistemi, biyosferin işleyişiyle ilgisi olmayan diğer madde döngüleri sayesinde kendi kendini sürdürebilir - okuldan bildiğimiz doğadaki su döngüsünü hatırlayalım. Birbiriyle yakından bağlantılı biyolojik ve biyolojik olmayan döngülerin tamamı, göreceli dengede olan, kendi kendini düzenleyen karmaşık bir ekolojik sistem oluşturur. Ancak istikrarı çok kırılgan ve savunmasızdır. Bunun kanıtı, nedeni ya büyük kozmik cisimlerin Dünya'ya düşmesi ya da dünya yüzeyine güneş ışığı arzının uzun süre azalması nedeniyle güçlü volkanik patlamalar olan tekrarlanan gezegen felaketleridir. Bu tür felaketler her seferinde dünyadaki canlıların %50 ila 96'sını alıp götürdü. Ancak hayat yeniden doğdu ve gelişmeye devam etti.

Agresif Homo sapiens

Daha önce de belirtildiği gibi fotosentetik bitkilerin ortaya çıkışı, Dünya'nın gelişiminde yeni bir aşamaya işaret ediyordu. Böyle dramatik bir jeolojik değişim, zekaya sahip olmayan nispeten basit canlı organizmalar tarafından yaratıldı. Güçlü bir zekaya sahip, son derece organize bir organizma olan insanlardan, Dünya'nın ekosistemi üzerinde çok daha somut bir etki beklemek doğaldır. Böyle bir yaratığın uzak ataları - hominidler - çeşitli tahminlere göre, yaklaşık 3 ila 1,8 milyon yıl önce, Neandertaller - yaklaşık 200-100 bin ve modern Homo sapiens sapiens - yalnızca 40 bin yıl önce ortaya çıktı. Jeolojide üç milyon yıl bile kronolojik hata sınırına uymaktadır ve 40 bin, Dünya'nın yaşının yalnızca milyonda biri kadardır. Ancak bu jeolojik dönemde bile insanlar ekosistemin dengesini tamamen bozmayı başardılar.

Her şeyden önce, tarihte ilk kez Homo sapiens popülasyonunun büyümesi doğal sınırlamalarla dengelenmedi: ne yiyecek eksikliği ne de insan yiyen avcılar. Aletlerin gelişmesiyle birlikte (özellikle sanayi devriminden sonra), insanlar pratik olarak olağan beslenme zincirinin dışına çıktılar ve neredeyse süresiz olarak üreme fırsatı elde ettiler. Sadece iki bin yıl önce bu sayı yaklaşık 300 milyondu ve 2003 yılında dünya nüfusu 21 kat artarak 6,3 milyara çıktı.

Saniye. Yaşam alanı az çok sınırlı olan diğer tüm biyolojik türlerden farklı olarak insanlar, toprak-iklim, jeolojik, biyolojik ve diğer koşullar ne olursa olsun tüm dünya yüzeyine yerleşmişlerdir. Sırf bu nedenle bile doğa üzerindeki etkilerinin derecesi başka hiçbir canlının etkisiyle karşılaştırılamaz. Ve son olarak, insanlar zekaları sayesinde doğal çevreye uyum sağlamaktan çok, bu ortamı kendi ihtiyaçlarına göre uyarlarlar. Ve böyle bir uyarlama (yakın zamana kadar gururla "doğanın fethi" diyorlardı) giderek daha saldırgan, hatta saldırgan bir karakter kazanıyor.

Binlerce yıl boyunca insanlar çevreden neredeyse hiçbir kısıtlama hissetmediler. Yakın çevrede yok ettikleri av miktarının azaldığını, ekili toprakların veya otlakların tükendiğini görürlerse yeni bir yere göç ederlerdi. Ve her şey tekrarlandı. Doğal kaynaklar tükenmez görünüyordu. Çevreye yönelik bu kadar tamamen tüketim odaklı bir yaklaşım ancak bazen başarısızlıkla sonuçlanıyordu. Dokuz bin yıldan fazla bir süre önce Sümerler, Mezopotamya'nın artan nüfusunu beslemek için sulu tarımı geliştirmeye başladılar. Ancak zamanla oluşturdukları sulama sistemleri su basmasına ve toprağın tuzlanmasına neden oldu ve bu da Sümer uygarlığının ölümünün temel nedeni oldu. Başka bir örnek. Şu anda Guatemala, Honduras ve güneydoğu Meksika'da gelişen Maya uygarlığı, yaklaşık 900 yıl önce, esas olarak toprak erozyonu ve nehirlerin çamurlaşması nedeniyle çöktü. Aynı nedenler Güney Amerika'daki Mezopotamya'nın eski tarım uygarlıklarının yıkılmasına da neden oldu. Bu durumlar sadece şu kuralın istisnalarıdır: Doğanın dipsiz kuyusundan mümkün olduğu kadar çok şey çekin. Ve insanlar ekosistemin durumuna bakmadan bundan faydalandılar.

Bugüne kadar insanlar dünya topraklarının yaklaşık yarısını ihtiyaçlarına göre uyarladılar: %26'sı meralara, %11'i ekilebilir arazilere ve ormancılığa, geri kalan %2-3'ü ise konut, endüstriyel tesisler, ulaşım ve hizmet sektörü inşaatı için . Ormansızlaşmanın bir sonucu olarak tarım arazileri 1700'den bu yana altı kat arttı. Mevcut tatlı tatlı su kaynaklarının yarısından fazlasını insanlık kullanıyor. Aynı zamanda, gezegendeki nehirlerin neredeyse yarısı önemli ölçüde sığlaştı veya kirlendi ve en büyük 277 su yolunun yaklaşık %60'ı barajlar ve diğer mühendislik yapıları tarafından tıkandı; bu da yapay göllerin oluşmasına ve ekolojide değişikliklere yol açtı. rezervuarlar ve nehir ağızları.

İnsanlar birçok flora ve fauna temsilcisinin yaşam alanlarını bozdu veya yok etti. Yalnızca 1600 yılından beri Dünya'da 484 hayvan türü ve 654 bitki türü yok oldu. 1.183 kuş türünün sekizde birinden fazlasının ve 1.130 memeli türünün dörtte birinin artık yeryüzünden silinme tehlikesiyle karşı karşıya olduğu belirtiliyor.

Dünyadaki okyanuslar insanlardan daha az acı çekti. İnsanlar orijinal üretkenliğinin yalnızca yüzde sekizini kullanıyor. Ancak burada bile, deniz hayvanlarının üçte ikisini sınıra kadar yakalayarak ve diğer birçok deniz sakininin ekolojisini bozarak şeytani "izini" bıraktı. Yalnızca 20. yüzyılda, kıyıdaki mangrov ormanlarının neredeyse yarısı yok edildi ve mercan resiflerinin onda biri geri dönülemez şekilde yok edildi.

Ve son olarak, hızla büyüyen insanlığın bir başka hoş olmayan sonucu da endüstriyel ve evsel atıklardır. Çıkarılan doğal hammaddelerin toplam kütlesinin onda birinden fazlası nihai tüketici ürününe dönüştürülmüyor, geri kalanı çöplüklere gidiyor. Bazı tahminlere göre insanlık, biyosferin geri kalanından 2000 kat daha fazla organik atık üretiyor. Bugün Homo sapiens'in ekolojik ayak izi, diğer tüm canlıların olumsuz çevresel etkisinden daha ağır basmaktadır. İnsanlık ekolojik bir çıkmaza, daha doğrusu uçurumun kenarına yaklaştı. 20. yüzyılın ikinci yarısından bu yana gezegenin tüm ekolojik sisteminin krizi büyüyor. Birçok nedenden dolayı oluşur. Bunlardan sadece en önemlilerini ele alalım - dünya atmosferinin kirliliği.

Teknolojik ilerleme onu kirletmenin birçok yolunu yarattı. Bunlar katı ve sıvı yakıtları termal veya elektrik enerjisine dönüştüren çeşitli sabit tesislerdir. Bunlar araçlar (arabalar ve uçaklar şüphesiz liderdir) ve tarım ve hayvancılıktan kaynaklanan çürüyen atıklarla tarımdır. Bunlar metalurji, kimyasal üretim vb. alanlardaki endüstriyel süreçlerdir. Bunlar belediye atıkları ve son olarak fosil yakıtların çıkarılmasıdır (örneğin, petrol ve gaz sahalarında sürekli sigara içen işaret fişeklerini veya kömür madenlerinin yakınındaki atık yığınlarını unutmayın).

Hava, yalnızca birincil gazlar tarafından değil, aynı zamanda güneş ışığının etkisi altında birincisinin hidrokarbonlarla reaksiyonu sırasında atmosferde oluşan ikincil gazlar tarafından da zehirlenir. Kükürt dioksit ve çeşitli nitrojen bileşikleri bulutlarda biriken su damlacıklarını oksitler. Yağmur, sis veya kar şeklinde düşen bu tür asitlenmiş su, toprağı, su kütlelerini zehirler, ormanları yok eder. Batı Avrupa'da büyük sanayi merkezlerinin çevresinde göl balıkları tükeniyor ve ormanlar ölü, çıplak ağaçlardan oluşan mezarlıklara dönüşüyor. Bu tür yerlerdeki orman hayvanları neredeyse tamamen ölüyor.

Atmosferin antropojenik kirlenmesinden kaynaklanan bu felaketler, evrensel olmalarına rağmen hala az çok mekânsal olarak yereldir: gezegenin yalnızca belirli bölgelerini kapsarlar. Ancak bazı kirlilik türleri gezegen ölçeğine ulaşıyor. Doğal sera etkisini artıran, atmosfere karbondioksit, metan ve nitrojen oksit emisyonlarından bahsediyoruz. Atmosfere karbondioksit emisyonları ek sera etkisinin yaklaşık %60'ını oluşturur, metan - yaklaşık %20'si, diğer karbon bileşikleri - diğer %14'ü ve geri kalan %6-7'si nitrojen oksitten gelir.

Doğal koşullar altında, son birkaç yüz milyon yılda atmosferdeki CO2 içeriği yaklaşık 750 milyar tondur (yüzey katmanlarındaki havanın toplam ağırlığının yaklaşık %0,3'ü) ve bu seviyede tutulmasının nedeni, fazla kütlesi suda çözülür ve fotosentez işlemi sırasında bitkiler tarafından emilir. Bu dengedeki nispeten küçük bir bozulma bile ekosistemde, hem iklim hem de ona uyum sağlayan bitki ve hayvanlar açısından sonuçları tahmin edilmesi zor olan önemli değişiklikleri tehdit ediyor.

Geçtiğimiz iki yüzyıl boyunca insanlık bu dengenin bozulmasına önemli bir “katkıda” bulundu. 1750 yılında atmosfere yalnızca 11 milyon ton CO2 salıyordu. Bir yüzyıl sonra emisyonlar 18 kat artarak 198 milyon tona, yüz yıl sonra ise 30 kat artarak 6 milyar tona ulaştı. 1995 yılında bu rakam dört katına çıkarak 24 milyar tona çıktı. Atmosferdeki metan içeriği son iki yüzyılda yaklaşık iki katına çıktı. Ve sera etkisini artırma yeteneği CO2'den 20 kat daha fazladır.

Sonuçlar hemen görüldü: 20. yüzyılda ortalama küresel yüzey sıcaklığı 0,6°C arttı. Önemsiz bir şey gibi görünebilir. Ancak sıcaklıktaki böyle bir artış bile 20. yüzyılın son bin yılın en sıcak, 90'lı yılların da son yüzyılın en sıcak dönemi olması için yeterli. Dünya yüzeyindeki kar örtüsü 1960'ların sonlarından bu yana %10 oranında azaldı ve Arktik Okyanusu'ndaki buz kalınlığı son birkaç on yılda bir metreden fazla azaldı. Bunun sonucunda Dünya Okyanusu'nun seviyesi son yüz yılda 7-10 santimetre yükseldi.

Bazı şüpheciler insan yapımı iklim ısınmasının bir efsane olduğunu düşünüyor. Sıcaklık dalgalanmalarının doğal döngülerinin olduğunu ve bunlardan birinin şu anda gözlemlendiğini ve antropojenik faktörün çok uzak olduğunu söylüyorlar. Dünya'ya yakın atmosferde doğal sıcaklık dalgalanmaları döngüleri mevcuttur. Ancak bunlar onlarca yılda, bazıları yüzyıllarda ölçülür. Son iki yüzyıldan fazla süredir gözlemlenen iklim ısınması, yalnızca olağan doğal döngüye uymamakla kalmıyor, aynı zamanda doğal olmayan bir hızla da gerçekleşiyor. Dünyanın dört bir yanından bilim insanlarıyla işbirliği yapan Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli, 2001 yılının başlarında insan kaynaklı değişikliklerin giderek daha belirgin hale geldiğini, ısınmanın hızlandığını ve etkilerinin önceden düşünülenden çok daha şiddetli olduğunu bildirdi. Özellikle 2100 yılına gelindiğinde farklı enlemlerdeki dünya yüzeyinin ortalama sıcaklığının 1,4-5,8 °C daha artması ve bunun tüm sonuçlarıyla birlikte artması beklenmektedir.

İklim ısınması dengesiz bir şekilde dağılıyor: kuzey enlemlerinde tropik bölgelere göre daha belirgindir. Dolayısıyla içinde bulunduğumuz yüzyılda kış sıcaklıkları en çok Alaska, Kuzey Kanada, Grönland, Kuzey Asya ve Tibet'te, yaz sıcaklıkları ise Orta Asya'da belirgin şekilde artacak. Isınmanın bu dağılımı, hava akış dinamiklerinde bir değişikliğe ve dolayısıyla yağışların yeniden dağılımına yol açar. Bu da kasırgalar, seller, kuraklıklar, orman yangınları gibi giderek daha fazla doğal afete yol açıyor. 20. yüzyılda bu tür felaketlerde yaklaşık 10 milyon insan öldü. Üstelik büyük afetlerin sayısı ve bunların yıkıcı sonuçları da artıyor. 50'li yıllarda 20, 70'li yıllarda 47, 90'lı yıllarda ise 86 büyük ölçekli doğal afet yaşandı. Doğal afetlerin yol açtığı hasar çok büyük (grafiğe bakınız).

Bu yüzyılın ilk yıllarına benzeri görülmemiş sel, kasırga, kuraklık ve orman yangınları damgasını vurdu.

Ve bu sadece başlangıç. Yüksek enlemlerde iklimin daha fazla ısınması, kuzey Sibirya, Kola Yarımadası ve Kuzey Amerika'nın Subpolar bölgelerindeki permafrostun erimesini tehdit ediyor. Bu, Murmansk, Vorkuta, Norilsk, Magadan ve donmuş toprak üzerinde duran düzinelerce başka şehir ve kasabadaki binaların altındaki temellerin yüzeceği anlamına geliyor (Norilsk'te yaklaşan bir felaketin işaretleri zaten belirtilmişti). Ancak hepsi bu değil. Permafrost kabuğunun buzları çözülüyor ve altında binlerce yıldır depolanan, sera etkisinin artmasına neden olan devasa metan birikintileri için bir çıkış açılıyor. Sibirya'nın birçok yerinde metan gazının atmosfere sızmaya başladığı zaten kaydedildi. Buradaki iklim biraz daha ısınırsa metan emisyonları çok büyük olacak. Sonuç, sera etkisinin artması ve gezegen genelinde daha da fazla iklim ısınmasıdır.

Kötümser senaryoya göre, iklim ısınması nedeniyle 2100 yılına gelindiğinde Dünya Okyanuslarının seviyesi neredeyse bir metre yükselecek. Ardından Akdeniz'in güney kıyıları, Afrika'nın batı kıyıları, Güney Asya (Hindistan, Sri Lanka, Bangladeş ve Maldivler), Güneydoğu Asya'nın tüm kıyı ülkeleri ile Pasifik ve Hint Okyanuslarındaki mercan adaları sahne olacak. bir doğal afetten. Yalnızca Bangladeş'te deniz, yaklaşık üç milyon hektarlık alanı boğma ve 15-20 milyon insanı yerinden etme tehlikesiyle karşı karşıya. Endonezya'da 3,4 milyon hektar alan sular altında kalabilir ve en az iki milyon insan yerinden edilebilir. Vietnam için bu rakamlar iki milyon hektar ve on milyon yerinden edilmiş insan olacaktır. Ve dünya çapında bu tür kurbanların toplam sayısı yaklaşık bir milyara ulaşabilir.

UNEP uzmanlarına göre Dünya ikliminin ısınmasından kaynaklanan maliyetler artmaya devam edecek. Yükselen deniz seviyelerine ve yüksek fırtına dalgalanmalarına karşı savunma maliyetleri yılda 1 milyar dolara ulaşabilir. Atmosferdeki CO2 konsantrasyonu sanayi öncesi seviyelere göre iki katına çıkarsa, küresel tarım ve ormancılık kuraklık, sel ve yangınlar nedeniyle yılda 42 milyar dolara kadar kayıp yaşayacak ve su temin sistemi ek maliyetlerle (yaklaşık 47 milyar dolar) karşı karşıya kalacak. 2050 yılına kadar.

İnsan, doğayı ve kendisini, içinden çıkmanın giderek zorlaştığı bir çıkmaza sürüklüyor. Seçkin Rus matematikçi ve ekolojist Akademisyen N. N. Moiseev, biyosferin, herhangi bir karmaşık doğrusal olmayan sistem gibi istikrarını kaybedebileceği ve bunun sonucunda belirli bir yarı kararlı duruma geri dönüşü olmayan geçişinin başlayacağı konusunda uyardı. Bu yeni durumda biyosferin parametrelerinin insan yaşamı için uygun olmayacağı büyük olasılıkla. Bu nedenle insanlığın bıçak sırtında dengede olduğunu söylemek yanlış olmaz. Ne kadar süre bu şekilde dengede kalabilir? 1992'de dünyadaki en yetkili bilimsel kuruluşlardan ikisi - Britanya Kraliyet Topluluğu ve Amerikan Ulusal Bilimler Akademisi - ortaklaşa şunu belirttiler: “Gezegenimizin geleceği dengede duruyor, ancak ancak şu koşullar sağlanırsa başarılabilir: Gezegenin geri dönülemez bozulmasının zamanında durdurulması önümüzdeki 30 yıl belirleyici olacak." Buna karşılık N.N. Moiseev, "böyle bir felaket belirsiz bir gelecekte olmayabilir, ancak belki de önümüzdeki 21. yüzyılın ortasında meydana gelebilir" diye yazdı.

Eğer bu tahminler doğruysa, o zaman tarihsel standartlara göre bir çıkış yolu bulmak için çok az zamanımız kaldı; otuz ila elli yıl arası.

Çıkmazdan nasıl çıkılır?

Yüzlerce yıl boyunca insanlar kesinlikle ikna oldu: İnsan, Yaratıcı tarafından doğanın tacı, onun hükümdarı ve dönüştürücüsü olarak yaratıldı. Bu tür narsisizm hâlâ ana dünya dinleri tarafından desteklenmektedir. Dahası, böylesine eşmerkezli bir ideoloji, geçen yüzyılın 20'li yıllarında biyosferin noosfere (Yunan noos'undan - akıldan) geçiş fikrini formüle eden seçkin Rus jeolog ve jeokimyacı V.I. Vernadsky tarafından desteklendi. biyosferin bir tür entelektüel “katmanına” dönüşür. "İnsanlık bir bütün olarak ele alındığında güçlü bir jeolojik güç haline gelir ve onun önünde, düşüncesinden ve çalışmasından önce, biyosferin tek bir bütün olarak özgür düşünen insanlığın çıkarları doğrultusunda yeniden yapılandırılması sorunu ortaya çıkar" diye yazdı. Dahası, "[bir kişi] yaşam alanını çalışma ve düşünce yoluyla yeniden inşa edebilir ve etmelidir, daha önce olanla karşılaştırıldığında radikal bir şekilde yeniden inşa etmelidir" (vurgu eklenmiştir. - Yu.Ş.).

Aslında, daha önce de belirttiğimiz gibi, biyosferin noosfere geçişine değil, insanlığın saldırgan müdahalesinin ona dayattığı doğal evrimden doğal olmayana geçişine sahibiz. Bu yıkıcı müdahale sadece biyosfere değil aynı zamanda atmosfere, hidrosfere ve kısmen litosfere de uygulanıyor. İnsanlık, yarattığı doğal çevrenin bozulmasının (hepsi olmasa da) pek çok yönünün farkına varmasına rağmen duramıyor ve çevre krizini ağırlaştırmaya devam ediyorsa, ne tür bir akıl krallığı var demektir? Doğal ortamında porselen dükkanındaki boğa gibi davranıyor.

Acı bir akşamdan kalmalık başladı; acil bir çıkış yolu bulma ihtiyacı. Modern insanlık hem teknik, ekonomik ve kültürel gelişme düzeyi hem de zihniyet açısından çok heterojen olduğundan, arayışı zordur. Bazı insanlar dünya toplumunun gelecekteki kaderine kayıtsız kalırken, diğerleri eski moda mantığa bağlı kalıyor: Biz bu tür sıkıntılardan kurtulamadık ama bu sefer de kurtulacağız. "Belki" umutları ölümcül bir yanlış hesaplamaya dönüşebilir.

İnsanlığın bir başka kesimi ise yaklaşan tehlikenin ciddiyetini anlıyor ama kolektif bir çıkış arayışına katılmak yerine, tüm enerjisini mevcut durumun sorumlularını açığa çıkarmaya harcıyor. Bu insanlar krizin sorumlusu olarak liberal küreselleşmeyi, bencil sanayileşmiş ülkeleri ya da kısaca “tüm insanlığın baş düşmanı” olan ABD'yi düşünüyorlar. Öfkelerini gazete ve dergi sayfalarında dile getiriyorlar, kitlesel protestolar düzenliyorlar, sokak isyanlarına katılıyorlar ve uluslararası kuruluşların forumlarının yapıldığı şehirlerde camları kırmanın tadını çıkarıyorlar. Bu tür açıklamaların ve kanıtların evrensel bir sorunun çözümünü bir adım daha ileri götürmediğini, tersine engellediğini söylememe gerek var mı?

Son olarak, dünya toplumunun çok küçük olan üçüncü kısmı, yalnızca tehdidin boyutunu anlamakla kalmıyor, aynı zamanda entelektüel ve maddi kaynaklarını mevcut durumdan çıkış yolları bulmaya yoğunlaştırıyor. Geleceğin sisinde bir perspektif ayırt etmeye ve tökezleyip uçuruma düşmemek için en uygun yolu bulmaya çalışıyor.

21. yüzyılın başında insanlığın karşı karşıya olduğu gerçek tehlikeleri ve kaynakları değerlendirdikten sonra, mevcut çıkmazdan çıkma şansının hala olduğunu söyleyebiliriz. Ancak pek çok sorunun üç stratejik yönde çözülmesi için, eşi benzeri görülmemiş bir sağduyu seferberliği ve tüm dünya toplumunun iradesi gerekiyor.

Bunlardan ilki, dünya toplumunun psikolojik olarak yeniden yönlendirilmesi, davranışının stereotiplerinde radikal bir değişiklik. Akademisyen B. S. Stepin, "Teknojenik uygarlığın yarattığı krizlerden çıkmak için toplumun, Rönesans'ta olduğu gibi zorlu bir manevi devrim aşamasından geçmesi gerekecek" diyor ve şöyle devam ediyor: "Yeni değerler geliştirmemiz gerekecek... Biz. Doğaya karşı tavrımızı değiştirmeliyiz; onu dipsiz bir kiler, yeniden yapılanma ve sürülme alanı gibi göremeyiz." Böyle bir psikolojik devrim, her bireyin mantıksal düşüncesinde önemli bir komplikasyon olmadan ve insanlığın çoğunluğu için yeni bir davranış modeline geçiş olmadan mümkün değildir. Ancak öte yandan, toplum içindeki ilişkilerde köklü değişiklikler olmadan - yeni ahlaki normlar olmadan, yeni bir mikro ve makro toplum organizasyonu olmadan, farklı toplumlar arasında yeni ilişkiler olmadan - bu mümkün değildir.

İnsanlığın böyle bir psikolojik yönelimi çok zordur. Binlerce yıldır gelişen düşünce ve davranış kalıplarını kırmamız gerekecek. Ve her şeyden önce, doğanın tacı, onun dönüştürücüsü ve yöneticisi olarak insanın öz saygısının radikal bir revizyonuna ihtiyacımız var. Binlerce yıldır birçok dünya dininin vaaz ettiği, 20. yüzyılda noosfer öğretisiyle desteklenen bu eşmerkezli paradigmanın tarihin ideolojik çöplüğüne gönderilmesi gerekiyor.

Çağımızda farklı bir değer sistemine ihtiyaç vardır. İnsanların yaşayan ve cansız doğaya karşı tutumu, "biz" ve "diğer her şey" karşıtlığına değil, hem "biz" hem de "diğer her şeyin" "Dünya" adlı uzay gemisinin eşit yolcuları olduğu anlayışına dayanmalıdır. . Böyle bir psikolojik devrim pek olası görünmüyor. Ancak feodalizmden kapitalizme geçiş çağında, toplumu geleneksel olarak "biz" (mavi kanlılar) olarak bölen aristokrasinin bilincinde, daha küçük ölçekte de olsa, tam da bu türden bir devrimin meydana geldiğini hatırlayalım. ) ve "onlar" (sıradan insanlar ve sadece ayaktakımı). Modern demokratik dünyada bu tür fikirler ahlak dışı hale geldi. Doğayla ilgili çok sayıda “tabu” bireysel ve toplumsal bilinçte ortaya çıkabilir ve yerleşmelidir; dünya toplumunun ve her insanın ihtiyaçlarını ekosferin yetenekleriyle dengelemeyi gerektiren bir tür ekolojik zorunluluk. Ahlak, kişiler arası veya uluslararası ilişkilerin ötesine geçmeli ve canlı ve cansız doğayla ilgili davranış normlarını içermelidir.

İkinci stratejik yön, bilimsel ve teknolojik ilerlemenin hızlanması ve küreselleşmesidir. “Küresel bir felakete dönüşme tehdidi yaratan, gelişmekte olan ekolojik kriz, üretici güçlerin gelişmesinden, bilim ve teknolojideki başarılardan kaynaklandığından, uygarlık sürecinin bu bileşenleri daha fazla gelişmeden bundan bir çıkış yolu düşünülemez.” N. N. Moiseev, "Bir çıkış yolu bulmak", insanlığın yaratıcı dehasının azami çabasını, sayısız icat ve keşifleri gerektirecektir. Bu nedenle, bireyi mümkün olan en kısa sürede özgürleştirmek, fırsatlar yaratmak gerekir. yetenekli herhangi bir kişinin yaratıcı potansiyelini ortaya çıkarması.

Gerçekten de insanlık, yüzyıllar boyunca gelişen üretim yapısını kökten değiştirmek zorunda kalacak, madencilik endüstrisinin içindeki payını aşırı derecede azaltarak tarımın toprağını ve yeraltı suyunu kirletecek; hidrokarbon enerjisinden nükleer enerjiye geçiş; Sıvı yakıtla çalışan otomobil ve havacılık taşımacılığını çevre dostu başka bir araçla değiştirin; Ürünleri ve atıklarından kaynaklanan atmosfer, su ve toprak kirliliğini en aza indirmek amacıyla tüm kimya endüstrisini önemli ölçüde yeniden yapılandırıyoruz...

Bazı bilim insanları insanlığın geleceğini 20. yüzyılın teknojenik uygarlığından uzaklaşmada görüyor. Örneğin Yu. V. Yakovets, "hümanist bir toplum" olarak gördüğü sanayi sonrası dönemde, "geç sanayi toplumunun teknojenik doğasının aşılacağına" inanıyor. Aslında, bir çevre felaketini önlemek için, insan faaliyetinin tüm alanlarında (tarım, enerji, metalurji, kimya endüstrisi, inşaat, günlük yaşam vb.) çevre teknolojilerinin yaratılması ve uygulanması için bilimsel ve teknik çabaların azami ölçüde yoğunlaştırılması gerekmektedir. Bu nedenle, Post-endüstriyel toplum, post-teknolojik değil, tam tersine süper-teknolojik hale geliyor. Başka bir şey de, teknojenite vektörünün kaynak emiliminden kaynak tasarrufuna, çevre açısından kirli teknolojilerden çevre koruma teknolojilerine doğru değişmesidir.

Niteliksel olarak bu tür yeni teknolojilerin hem insanlığın ve doğanın yararına hem de zararına kullanılabilecekleri için giderek daha tehlikeli hale geldiğini akılda tutmak önemlidir. Bu nedenle burada giderek artan dikkat ve dikkat gerekiyor.

Üçüncü stratejik yön, dünya toplumunun sanayi sonrası merkezi ile çevresi ve yarı çevresi arasındaki teknik, ekonomik ve sosyo-kültürel uçurumun üstesinden gelmek veya en azından önemli ölçüde azaltmaktır. Sonuçta, temel teknolojik değişimler yalnızca büyük finansal ve insan kaynaklarına sahip oldukça gelişmiş ülkelerde değil, aynı zamanda esas olarak eski, çevreye zararlı teknolojilere dayalı olarak hızla sanayileşen ve ne finansal ne de insan kaynaklarına sahip olmayan gelişmekte olan dünyada da meydana gelmelidir. Çevre koruma teknolojilerini uygulamak. Şu anda dünya toplumunun yalnızca sanayi sonrası merkezinde yaratılmakta olan teknolojik yeniliklerin, aynı zamanda sanayileşmiş veya sanayileşmekte olan çevresine de tanıtılması gerekmektedir. Aksi takdirde, modası geçmiş, çevreye zarar veren teknolojiler burada giderek daha fazla kullanılacak ve gezegenin doğal çevresinin bozulması daha da hızlanacak. Dünyanın gelişmekte olan bölgelerinde sanayileşme sürecini durdurmak mümkün değildir. Bu, çevreye verilen zararı en aza indirecek şekilde bunu yapmalarına yardımcı olmamız gerektiği anlamına geliyor. Bu yaklaşım, son derece gelişmiş ülkelerin nüfusu da dahil olmak üzere tüm insanlığın çıkarınadır.

Dünya toplumunun karşı karşıya olduğu üç stratejik görevin tümü, hem zorlukları hem de insanlığın gelecekteki kaderi açısından taşıdığı önem bakımından eşi benzeri görülmemiş niteliktedir. Bunlar birbiriyle yakından bağlantılı ve birbirine bağımlıdır. Bunlardan birini çözememek diğerlerini de çözmenize olanak sağlamayacaktır. Genel olarak bu, hayvanlar arasında "en zeki" haline gelen Homo sapiens türünün olgunluğunun bir testidir. Onun gerçekten akıllı olduğunu ve dünyanın ekosferini ve içindeki kendisini bozulmadan kurtarabilecek kapasitede olduğunu kanıtlamanın zamanı geldi.

Ekosistem- bu, canlı organizmaların ve onların yaşam alanlarının işlevsel birliğidir. Bir ekosistemin temel karakteristik özellikleri boyutsuzluğu ve rütbe eksikliğidir. Bazı biyosenozların uzun bir süre boyunca diğerleriyle değiştirilmesine süksesyon denir. Yeni oluşan bir substrat üzerinde meydana gelen süksesyona birincil denir. Bitki örtüsünün halihazırda işgal ettiği bir alandaki süksesyona ikincil süksesyon denir.

Ekosistem sınıflandırmasının birimi biyomdur - belirli iklim koşullarına ve buna karşılık gelen bir dizi baskın bitki ve hayvan türüne sahip doğal bir bölge veya alan.

Özel bir ekosistem - biyojeosinoz - dünya yüzeyinin homojen doğal olaylara sahip bir bölümüdür. Biyojeosinozun bileşenleri klimatop, edafotop, hidrotop (biyotop) ve ayrıca fitosinoz, zoosinoz ve mikrobiyosenozdur (biyosenoz).

Yiyecek elde etmek için insanlar yapay olarak tarımsal ekosistemler yaratırlar. Düşük direnç ve stabiliteleri bakımından doğal olanlardan farklıdırlar, ancak daha yüksek verimliliktedirler.

Ekosistemler biyosferin temel yapısal birimleridir

Ekolojik bir sistem veya ekosistem, organizmaları ve organizmaları içerdiği için ekolojideki temel işlevsel birimdir.

cansız çevre - birbirlerinin özelliklerini karşılıklı olarak etkileyen bileşenler ve Dünya'da var olan yaşamı sürdürmek için gerekli koşullar. Terim ekosistem ilk kez 1935 yılında bir İngiliz ekolojist tarafından önerilmiştir. A. Tansley.

Dolayısıyla bir ekosistem, madde döngüsü sayesinde istikrarlı bir yaşam sistemi oluşturan bir dizi canlı organizma (topluluk) ve bunların yaşam alanları olarak anlaşılmaktadır.

Organizma toplulukları inorganik çevreye en yakın madde ve enerji bağlantılarıyla bağlıdır. Bitkiler ancak sürekli karbondioksit, su, oksijen ve mineral tuzlarının sağlanması nedeniyle var olabilir. Heterotroflar ototroflarla beslenirler ancak oksijen ve su gibi inorganik bileşiklerin sağlanmasına ihtiyaç duyarlar.

Herhangi bir habitatta, orada yaşayan organizmaların yaşamını desteklemek için gerekli olan inorganik bileşik rezervleri, bu rezervler yenilenmediği takdirde uzun süre dayanamayacaktır. Besinlerin çevreye geri dönüşü hem organizmaların yaşamı boyunca (solunum, boşaltım, dışkılama sonucu) hem de ölümlerinden sonra cesetlerin ve bitki kalıntılarının ayrışması sonucu meydana gelir.

Sonuç olarak topluluk, organizmaların yaşamsal faaliyetlerinden kaynaklanan atom akışının bir döngü halinde kapanma eğiliminde olduğu inorganik ortamla belirli bir sistem oluşturur.

Pirinç. 8.1. Biyojeosinozun yapısı ve bileşenler arasındaki etkileşim şeması

1940 yılında önerilen “biyojeosinoz” terimi Rus literatüründe yaygın olarak kullanılmaktadır. B. NSukachev. Onun tanımına göre biyojeosinoz, “kendisini oluşturan bu bileşenlerin etkileşimlerinin özel bir özgüllüğüne sahip olan, dünya yüzeyinin belirli bir bölümündeki bir dizi homojen doğal olay (atmosfer, kaya, toprak ve hidrolojik koşullar) ve Kendileri ve diğer doğal fenomenler arasında belirli bir tür madde ve enerji alışverişi olan ve sürekli hareket ve gelişme içinde, içsel olarak çelişkili bir diyalektik birliği temsil eden."

Biyojeosinozda V.N. Sukachev iki blok belirledi: ekotop- abiyotik çevrenin bir dizi koşulu ve biyosinoz- tüm canlı organizmaların toplamı (Şekil 8.1). Bir ekotop genellikle bitkiler tarafından dönüştürülmeyen bir abiyotik ortam (fiziksel-coğrafi çevre faktörlerinin birincil kompleksi) olarak kabul edilir ve bir biyotop, canlı organizmaların çevre oluşturan faaliyetleri tarafından değiştirilen abiyotik çevrenin bir dizi unsurudur.

"Biyojeosönoz" teriminin, incelenen makrosistemin yapısal özelliklerini çok daha büyük ölçüde yansıttığı, "ekosistem" kavramının ise her şeyden önce işlevsel özünü içerdiği kanısındayız. Aslında bu terimler arasında hiçbir fark yoktur.

Belirli bir fizikokimyasal ortamın (biyotop) bir canlı organizma topluluğu (biyosenoz) ile birleşiminin bir ekosistem oluşturduğuna dikkat edilmelidir:

Ekosistem = Biyotop + Biyosinoz.

Ekosistemin denge (kararlı) durumu, madde döngüleri temelinde sağlanır (bkz. paragraf 1.5). Ekosistemlerin tüm bileşenleri bu döngülere doğrudan katılır.

Bir ekosistemdeki maddelerin dolaşımını sürdürmek için, sindirilebilir formda inorganik maddelere ve işlevsel olarak üç farklı ekolojik organizma grubuna sahip olmak gerekir: üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar.

Üreticiler ototrofik organizmalar vücutlarını inorganik bileşikler kullanarak oluşturabilirler (Şekil 8.2).

Pirinç. 8.2. Üreticiler

Tüketiciler -Üreticilerden veya diğer tüketicilerden gelen organik maddeleri tüketen ve onu yeni formlara dönüştüren heterotrofik organizmalar.

AyrıştırıcılarÖlü organik maddelerle beslenirler ve onu tekrar inorganik bileşiklere dönüştürürler. Bu sınıflandırma görecelidir, çünkü hem tüketiciler hem de üreticiler yaşam boyunca kısmen ayrıştırıcı olarak hareket ederek mineral metabolik ürünleri çevreye salarlar.

Prensip olarak, diğer iki grubun faaliyetleri nedeniyle, sistemde atomların döngüsü bir ara bağlantı - tüketiciler olmadan da sürdürülebilir. Bununla birlikte, bu tür ekosistemler, örneğin yalnızca mikroorganizmalardan oluşan toplulukların faaliyet gösterdiği alanlarda daha çok istisna olarak ortaya çıkar. Tüketicilerin doğadaki rolü esas olarak hayvanlar tarafından oynanır; ekosistemlerdeki atomların döngüsel göçünü sürdürme ve hızlandırma faaliyetleri karmaşık ve çeşitlidir.

Doğadaki ekosistemlerin ölçeği büyük ölçüde değişir. İçlerinde tutulan madde döngülerinin kapalılık derecesi de farklıdır, yani. Aynı öğelerin döngülerde tekrar tekrar yer alması. Ayrı ekosistemler olarak, örneğin bir ağaç gövdesindeki liken yastığını, popülasyonuyla birlikte çürüyen bir kütüğü, küçük bir geçici su kütlesini, bir çayırı, bir ormanı, bir bozkırı, bir çölü, tüm okyanusu, ve son olarak, Dünya'nın tüm yüzeyi yaşam tarafından işgal edilmiştir.

Bazı ekosistem türlerinde, kendi sınırları dışına madde aktarımı o kadar büyüktür ki, iç döngü etkisizken, stabiliteleri esas olarak dışarıdan aynı miktarda madde akışıyla korunur. Bunlara akan rezervuarlar, nehirler, akarsular ve dik dağ yamaçlarındaki alanlar dahildir. Diğer ekosistemler çok daha eksiksiz bir madde döngüsüne sahiptir ve nispeten özerktir (ormanlar, çayırlar, göller vb.).

Bir ekosistem pratik olarak kapalı bir sistemdir. Çevreleriyle enerji, madde ve bilgi alışverişi yapan açık sistemler olan ekosistemler ile topluluklar ve popülasyonlar arasındaki temel fark budur.

Bununla birlikte, çevreyle minimum düzeyde kütle alışverişi hala meydana geldiğinden, Dünya üzerindeki tek bir ekosistem tamamen kapalı bir dolaşıma sahip değildir.

Bir ekosistem, güneş enerjisi akışını kullanarak kendi habitatına göre dengesizlik durumunu korumak için çalışan, birbirine bağlı bir dizi enerji tüketicisidir.

Toplulukların hiyerarşisine uygun olarak Dünya'daki yaşam, ilgili ekosistemlerin hiyerarşisinde de kendini gösterir. Yaşamın ekosistem organizasyonu, onun varlığı için gerekli koşullardan biridir. Daha önce de belirtildiği gibi, genel olarak Dünya'daki organizmaların yaşamı için ve yüzeyindeki her bir spesifik alanda gerekli olan biyojenik elementlerin rezervleri sınırsız değildir. Yaşamın devamı için gerekli olan bu rezervlere sonsuzluk özelliğini ancak bir dolaşım sistemi verebilir.

Döngüyü yalnızca işlevsel olarak farklı organizma grupları sürdürebilir ve gerçekleştirebilir. Canlıların işlevsel ve ekolojik çeşitliliği ve çevreden alınan maddelerin döngüler halinde akışının düzenlenmesi, yaşamın en eski özelliğidir.

Bu açıdan bakıldığında bir ekosistemde pek çok türün sürdürülebilir varlığı, içinde sürekli meydana gelen doğal yaşam ortamı bozuklukları nedeniyle sağlanmakta ve yeni nesillerin yeni boşalan alanı işgal etmesine olanak sağlanmaktadır.

Ekosistem kavramı

Ekoloji çalışmasının ana amacı ekolojik sistemler veya ekosistemlerdir. Ekosistem, canlı doğa seviyeleri sisteminde biyosinozdan sonraki bir sonraki yeri işgal eder. Biyosinozdan bahsederken sadece canlı organizmaları kastettik. Canlı organizmaları (biyosenoz) çevresel faktörlerle birlikte ele alırsak bu zaten bir ekosistemdir. Bu nedenle, bir ekosistem, canlı organizmalar (biyosenoz) ve bunların yaşam alanları (örneğin, atmosfer hareketsizdir, toprak, rezervuar biyolojik olarak hareketsizdir, vb.) tarafından oluşturulan doğal bir komplekstir (biyo-inert sistem). madde ve enerji alışverişi.

Ekolojide genel kabul gören "ekosistem" terimi, 1935 yılında İngiliz botanikçi A. Tansley tarafından tanıtıldı. Ekosistemlerin, "bir ekolojistin bakış açısından, dünya yüzeyindeki temel doğal birimleri temsil ettiğine" ve bunların "yalnızca organizmalar kompleksini değil, aynı zamanda yaşamımızı oluşturan tüm fiziksel faktörler kompleksini de içerdiğine" inanıyordu. biyom ortamını, yani yaşam alanı faktörlerini en geniş anlamda adlandırın." Tansley, ekosistemlerin yalnızca organizmalar arasında değil, aynı zamanda organik ve inorganik maddeler arasında da çeşitli metabolizma türleri ile karakterize edildiğini vurguladı. Bu sadece canlı organizmaların bir kompleksi değil, aynı zamanda fiziksel faktörlerin bir kombinasyonudur.

Ekosistem (ekolojik sistem)- enerji akışları ve maddelerin biyolojik döngüsü tarafından düzenlenen, canlı organizmaların ve onların yaşam alanlarının birliğini temsil eden ekolojinin temel işlevsel birimi. Bu, canlıların ve bunların yaşam alanlarının, birlikte yaşayan her türlü canlı organizma kümesinin ve bunların varoluş koşullarının temel topluluğudur (Şekil 8).

Pirinç. 8. Çeşitli ekosistemler: a - orta bölgedeki gölet (1 - fitoplankton; 2 - zooplankton; 3 - yüzen böcekler (larvalar ve yetişkinler); 4 - genç sazan; 5 - turna balığı; 6 - koronomid larvalar (pislik sivrisinekleri); 7 - bakteriler; 8 - kıyı bitki örtüsünün böcekleri; b - çayırlar (I - abiyotik maddeler, yani ana inorganik ve organik bileşenler); II - üreticiler (bitki örtüsü); III - makro tüketiciler (hayvanlar): A - otçullar (kısraklar, tarla fareleri, vb.); B – dolaylı veya döküntüyle beslenen tüketiciler veya saproblar (toprak omurgasızları); C – “dağ” yırtıcıları (şahinler);

“Ekosistem” kavramı, değişen karmaşıklık ve boyut derecelerindeki nesnelere uygulanabilir. Ekosistemin bir örneği, belirli bir yer ve zamanda, birlikte yaşayan ve aralarında meydana gelen etkileşimlerle birbirine bağlanan binlerce bitki, hayvan ve mikrop türünün yaşadığı tropik bir ormandır. Ekosistemler okyanus, deniz, göl, çayır, bataklık gibi doğal oluşumlardır. Bir ekosistem, bataklıktaki bir tümsek, ormandaki çürüyen bir ağaç, üzerinde ve içinde yaşayan organizmalar veya karıncaların yaşadığı bir karınca yuvası olabilir. En büyük ekosistem Dünya gezegenidir.

Her ekosistem belirli sınırlarla karakterize edilebilir (ladin ormanı ekosistemi, ova bataklık ekosistemi). Ancak “ekosistem” kavramının kendisi de rütbesizdir. Boyutsuzluk özelliğine sahiptir; bölgesel kısıtlamalarla karakterize edilmez. Tipik olarak ekosistemler, abiyotik çevrenin unsurları, örneğin rahatlama, tür çeşitliliği, fizikokimyasal ve trofik koşullar vb. ile sınırlandırılır. Ekosistemlerin büyüklüğü fiziksel ölçü birimleriyle (alan, uzunluk, hacim vb.) ifade edilemez. Metabolik ve enerji süreçlerini dikkate alan sistemik bir önlem olarak ifade edilir. Bu nedenle, bir ekosistem genellikle üreticilerin, tüketicilerin ve ayrıştırıcıların katıldığı az çok tam bir biyotik döngünün meydana geldiği etkileşim sırasında biyotik (canlı organizmalar) ve abiyotik çevrenin bir dizi bileşeni olarak anlaşılır. “Ekosistem” terimi aynı zamanda park ekosistemi, tarımsal ekosistem (agroekosistem) gibi yapay oluşumlarla ilgili olarak da kullanılmaktadır.

Ekosistemler ikiye ayrılabilir mikroekosistemler(ormandaki ağaç, su bitkilerinin kıyı çalılıkları), mezoekosistemler(bataklık, çam ormanı, çavdar tarlası) ve makroekosistemler(okyanus, deniz, çöl).

Ekosistemlerdeki denge hakkında

Denge ekosistemleri, besin konsantrasyonlarını “kontrol eden” ve katı fazlarla dengeyi koruyan ekosistemlerdir. Katı fazlar (canlı organizmaların kalıntıları) biyotanın hayati aktivitesinin ürünleridir. Denge ekosisteminin parçası olan topluluklar ve popülasyonlar da dengede olacaktır. Bu tür biyolojik dengeye denir. mobilçünkü ölüm süreçleri yeni organizmaların ortaya çıkmasıyla sürekli olarak telafi ediliyor.

Denge ekosistemleri Le Chatelier'in sürdürülebilirlik ilkesine uyar. Sonuç olarak bu ekosistemler homeostazise sahiptir, yani iç dengeyi korurken dış etkileri en aza indirebilirler. Ekosistemlerin istikrarı, kimyasal dengelerin değiştirilmesiyle değil, besinlerin sentez ve ayrışma oranlarının değiştirilmesiyle sağlanır.

Özellikle ilgi çekici olan, daha önce ekosistem tarafından üretilen ve "yedek" olarak ayrılan odun ve mortmas (turba, humus, çöp) gibi organik maddelerin biyolojik döngüsüne katılımına dayalı olarak ekosistemlerin stabilitesini koruma yöntemidir. Bu durumda ahşap bireysel bir maddi zenginlik görevi görürken, mortmas bir bütün olarak ekosisteme ait kolektif bir zenginlik görevi görür. Bu “maddi zenginlik” ekosistemlerin dayanıklılığını arttırır, olumsuz iklim değişiklikleri, doğal afetler vb. durumlarda hayatta kalmalarını sağlar.

Bir ekosistemin istikrarı daha büyüktür, boyutu ne kadar büyükse, türleri ve popülasyon bileşimi o kadar zengin ve çeşitlidir.

Farklı türdeki ekosistemler, farklı bireysel ve kolektif maddi zenginlik oranlarıyla sürdürülebilirliği depolamanın bireysel ve kolektif yöntemleri için farklı seçenekler kullanır.

Dolayısıyla ekosisteme dahil olan canlılar (topluluklar) bütününün temel işlevi, kapalı bir madde döngüsüne dayalı olarak ekosistemin denge (kararlı) durumunu sağlamaktır.

Ekosistemler, çeşitli bileşenleri içeren bir sistem olan ekolojinin temel kavramlarından biridir: hayvanlar, bitkiler ve mikroorganizmalardan oluşan bir topluluk, karakteristik bir yaşam alanı, madde ve enerji alışverişinin gerçekleştiği bütün bir ilişkiler sistemi.

Bilimde ekosistemlerin çeşitli sınıflandırmaları vardır. Bunlardan biri, bilinen tüm ekosistemleri iki büyük sınıfa ayırıyor: doğal, doğa tarafından yaratılanlar ve yapay, insan tarafından yaratılanlar. Bu sınıfların her birine daha ayrıntılı olarak bakalım.

Doğal ekosistemler

Yukarıda belirtildiği gibi doğal ekosistemler, doğal güçlerin etkisi sonucu oluşmuştur. Aşağıdakilerle karakterize edilirler:

• Organik ve inorganik maddeler arasındaki yakın ilişki
• Madde döngüsünün tam, kapalı bir çemberi: organik maddenin ortaya çıkmasından başlayarak çürümesi ve inorganik bileşenlere ayrışmasıyla sona erer.
• Dayanıklılık ve kendini iyileştirme yeteneği.

Tüm doğal ekosistemler aşağıdaki özelliklerle tanımlanır:

• 1. Tür yapısı: Her hayvan veya bitki türünün sayısı doğal koşullar tarafından düzenlenir.
  2. Mekânsal yapı: Tüm organizmalar katı bir yatay veya dikey hiyerarşiye göre düzenlenmiştir. Örneğin, bir orman ekosisteminde katmanlar açıkça ayırt edilir; bir su ekosisteminde organizmaların dağılımı suyun derinliğine bağlıdır.
  3. Biyotik ve abiyotik maddeler. Ekosistemi oluşturan organizmalar inorganik (abiyotik: ışık, hava, toprak, rüzgar, nem, basınç) ve organik (biyotik - hayvanlar, bitkiler) olarak ikiye ayrılır.
  4. Buna karşılık, biyotik bileşen üreticilere, tüketicilere ve yok edicilere bölünmüştür. Üreticiler arasında inorganik maddelerden organik madde oluşturmak için güneş ışığını ve enerjiyi kullanan bitkiler ve bakteriler bulunur. Tüketiciler ise bu organik maddeyle beslenen hayvanlar ve etobur bitkilerdir. Yok ediciler (mantarlar, bakteriler, bazı mikroorganizmalar) besin zincirinin tacıdır, çünkü ters işlemi gerçekleştirirler: organik madde inorganik maddelere dönüştürülür.

Her doğal ekosistemin mekansal sınırları oldukça keyfidir. Bilimde, bu sınırları kabartmanın doğal hatlarıyla tanımlamak gelenekseldir: örneğin bataklık, göl, dağlar, nehirler. Ancak toplamda gezegenimizin biyokabuğunu oluşturan tüm ekosistemler, çevre ve uzayla etkileşime girdiklerinden açık kabul ediliyor. En genel fikirde resim şuna benzer: Canlı organizmalar çevreden enerji, kozmik ve karasal maddeler alır ve sonuç olarak sonuçta uzaya kaçan tortul kayaçlar ve gazlar ortaya çıkar.

Doğal ekosistemin tüm bileşenleri birbiriyle yakından bağlantılıdır. Bu bağın ilkeleri yıllar, bazen yüzyıllar boyunca gelişir. Ancak bu bağlantılar ve iklim koşulları, belirli bir bölgede yaşayan hayvan ve bitki türlerini belirlediğinden, bu kadar istikrarlı olmalarının nedeni tam olarak budur. Doğal bir ekosistemdeki herhangi bir dengesizlik onun yok olmasına veya yok olmasına yol açabilir. Böyle bir ihlal, örneğin ormanların yok edilmesi veya belirli bir hayvan türünün popülasyonunun yok edilmesi olabilir. Bu durumda besin zinciri anında bozulur ve ekosistem “çökmeye” başlar.

Bu arada ekosistemlere ek unsurların dahil edilmesi de onu bozabilir. Örneğin, bir kişi seçilen ekosistemde başlangıçta orada olmayan hayvanları yetiştirmeye başlarsa. Bunun açık bir teyidi Avustralya'da tavşan yetiştiriciliğidir. İlk başta bu faydalıydı, çünkü böylesine verimli bir ortamda ve üreme için mükemmel iklim koşullarında tavşanlar inanılmaz bir hızla üremeye başladı. Ama sonunda her şey çökme noktasına geldi. Sayısız tavşan sürüsü, daha önce koyunların otladığı meraları harap etti. Koyun sayısı azalmaya başladı. Ve bir kişi bir koyundan 10 tavşandan çok daha fazla yiyecek alır. Hatta bu olay bir deyiş haline geldi: “Tavşanlar Avustralya'yı yedi.” Tavşan popülasyonundan kurtulmayı başarmak için bilim adamlarının inanılmaz çabası ve çok fazla masraf gerekti. Avustralya'da nüfuslarını tamamen yok etmek mümkün olmadı ancak sayıları azaldı ve artık ekosistemi tehdit etmiyor.

Yapay ekosistemler

Yapay ekosistemler, insanlar tarafından kendileri için yaratılan koşullarda yaşayan hayvan ve bitki topluluklarıdır. Bunlara aynı zamanda noobiojeosinozlar veya sosyoekosistemler de denir. Örnekler: tarla, mera, şehir, toplum, uzay gemisi, hayvanat bahçesi, bahçe, yapay gölet, rezervuar.

Yapay ekosistemin en basit örneği akvaryumdur. Burada yaşam alanı akvaryumun duvarlarıyla sınırlıdır; enerji, ışık ve besin akışı, suyun sıcaklığını ve bileşimini de düzenleyen insan tarafından gerçekleştirilir. Başlangıçta sakinlerin sayısı da belirlenir.

İlk özellik: tüm yapay ekosistemler heterotrofiktir yani hazır gıda tüketmek. Örnek olarak en büyük yapay ekosistemlerden biri olan bir şehri ele alalım. Yapay olarak yaratılan enerjinin (gaz boru hattı, elektrik, gıda) akışı burada büyük bir rol oynuyor. Aynı zamanda, bu tür ekosistemler büyük miktarda toksik madde salınımıyla karakterize edilir. Yani, daha sonra doğal bir ekosistemde organik madde üretimine hizmet eden maddeler, yapay olanlarda çoğu zaman uygunsuz hale gelir.

Yapay ekosistemlerin bir diğer ayırt edici özelliği de açık bir metabolik döngüdür.Örnek olarak insanlar için en önemli olan tarımsal ekosistemleri ele alalım. Bunlar arasında insanların tüketim ürünlerinin üretimi için koşullar yarattığı tarlalar, bahçeler, sebze bahçeleri, meralar, çiftlikler ve diğer tarım arazileri yer almaktadır. Bu tür ekosistemlerde insanlar besin zincirinin bir kısmını (ürün şeklinde) dışarı çıkarırlar ve dolayısıyla besin zinciri bozulur.

Yapay ekosistemler ile doğal ekosistemler arasındaki üçüncü fark, tür sayısının az olmasıdır.. Aslında, kişi bir (daha az sıklıkla) bitki veya hayvan türünü yetiştirmek adına bir ekosistem yaratır. Örneğin bir buğday tarlasında tüm zararlılar ve yabani otlar yok edilir ve sadece buğday ekimi yapılır. Bu daha iyi bir hasat almayı mümkün kılar. Ancak aynı zamanda insanlar için “kârsız” olan organizmaların yok edilmesi ekosistemi istikrarsız hale getiriyor.

Doğal ve yapay ekosistemlerin karşılaştırmalı özellikleri

Doğal ekosistemler ile sosyoekosistemlerin karşılaştırmasını bir tablo şeklinde sunmak daha uygundur:

). Modern terim ilk olarak İngiliz ekolojist A. Tansley tarafından önerildi. (İngilizce) Rusça

1935'te. V.V. Dokuchaev ayrıca biyosenoz fikrini ayrılmaz bir sistem olarak geliştirdi. Bununla birlikte, Rus biliminde V.N. Sukachev (1944) tarafından ortaya atılan biyojeosinoz kavramı genel olarak kabul görmüştür. İlgili bilimlerde, “ekosistem” kavramıyla bir dereceye kadar örtüşen, örneğin jeoekolojideki “jeosistem” veya aynı dönemde diğer bilim adamları tarafından “Holosen” (F. Clements, 1930) tarafından tanıtılan çeşitli tanımlar da vardır. ) ve “biyo-atıl gövde "(V.I. Vernadsky, 1944).

Ekosistem kavramı

Tanımlar

Bazen bir ekosistemin tarihsel olarak gelişmiş bir sistem olduğu özellikle vurgulanır (bkz. Biyosinoz).

Ekosistem kavramı

Eugene Odum (1913-2000). Ekosistem Ekolojisinin Babası

Bir ekosistem, karmaşık (L. Bertalanffy'nin karmaşık sistemler tanımına göre), kendi kendini organize eden, kendi kendini düzenleyen ve kendi kendini geliştiren bir sistemdir. Bir ekosistemin temel özelliği, ekosistemin biyotik ve abiyotik kısımları arasında nispeten kapalı, mekansal ve zamansal olarak istikrarlı madde ve enerji akışlarının varlığıdır. Bundan, her biyolojik sistemin ekosistem olarak adlandırılamayacağı, örneğin bir akvaryum veya çürümüş bir kütüğün böyle olmadığı sonucu çıkar. Bu biyolojik sistemler (doğal veya yapay) yeterince kendi kendine yetmeyen ve kendi kendini düzenleyen (akvaryum) değildir; koşulları düzenlemeyi ve özellikleri aynı seviyede tutmayı bırakırsanız, yeterince hızlı bir şekilde çökecektir. Bu tür topluluklar bağımsız, kapalı madde ve enerji döngüleri (kütük) oluşturmazlar, ancak daha büyük bir sistemin yalnızca bir parçasıdır. Bu tür sistemlere daha düşük düzeydeki topluluklar veya mikrokozmoslar adı verilmelidir. Bazen onlar için fasiyes kavramı kullanılır (örneğin jeoekolojide), ancak özellikle yapay kökenli bu tür sistemleri tam olarak tanımlayamaz. Genel olarak, farklı bilimlerde "fasiyes" kavramı farklı tanımlara karşılık gelir: alt ekosistem düzeyindeki sistemlerden (botanik, peyzaj biliminde) ekosistemle ilgili olmayan kavramlara (jeolojide) veya homojen ekosistemleri birleştiren bir kavrama kadar. (Sochava V.B.) veya ekosistem tanımıyla neredeyse aynı (L.S. Berg, L.G. Ramensky).

Tanımlara göre “ekosistem” ve “biyojeosönoz” kavramları arasında bir fark yoktur; biyojeosinoz, ekosistem kavramının tam eş anlamlısı sayılabilir. Bununla birlikte, biyojeosinosun en temel düzeyde bir ekosistemin analoğu olarak hizmet edebileceğine dair yaygın bir görüş vardır, çünkü “biyojeosönoz” terimi, biyosenozun belirli bir kara veya su ortamı alanıyla bağlantısına daha fazla vurgu yapar. ekosistem ise herhangi bir soyut alanı ima eder. Bu nedenle biyojeozozlar genellikle ekosistemin özel bir durumu olarak kabul edilir. Biyojeosinoz teriminin tanımındaki farklı yazarlar, biyojeosinozun spesifik biyotik ve abiyotik bileşenlerini listelerken, ekosistemin tanımı daha geneldir.

Ekosistem yapısı

Bir ekosistemde iki bileşen ayırt edilebilir: biyotik ve abiyotik. Biyotik, ekosistemin trofik yapısını oluşturan ototrofik (varoluş için birincil enerjiyi foto ve kemosentez veya üreticilerden alan organizmalar) ve heterotrofik (organik maddenin oksidasyonundan enerji alan organizmalar - tüketiciler ve ayrıştırıcılar) bileşenlere ayrılır.

Ekosistemin varlığı ve içindeki çeşitli süreçlerin sürdürülmesi için tek enerji kaynağı, güneş enerjisini (ısı, kimyasal bağlar) orijinal miktarının %0,1 - 1'i, nadiren %3 - 4,5'i kadar bir verimle emen üreticilerdir. Ototroflar bir ekosistemin ilk trofik seviyesini temsil eder. Ekosistemin sonraki trofik seviyeleri, tüketicilerin (2., 3., 4. ve sonraki seviyeler) pahasına oluşturulur ve cansız organik maddeyi, ototrofik bir organizma tarafından asimile edilebilecek bir mineral formuna (abiyotik bileşen) dönüştüren ayrıştırıcılar tarafından kapatılır. eleman.

Ekosistemin ana bileşenleri

Ekosistemdeki yapı açısından bakıldığında:

1. ortamın sıcaklığını, nemini, aydınlatma koşullarını ve diğer fiziksel özelliklerini belirleyen iklim rejimi;
2. döngüye dahil olan inorganik maddeler;
3. madde ve enerji döngüsündeki biyotik ve abiyotik kısımları birbirine bağlayan organik bileşikler;
4. üreticiler - birincil ürünleri yaratan organizmalar;
5. makrotüketiciler veya fagotroplar, diğer organizmaları veya büyük organik madde parçacıklarını yiyen heterotroflardır;
6. mikro tüketiciler (saprotroflar) - ölü organik maddeyi yok eden, onu mineralleştiren ve böylece döngüye geri döndüren, çoğunlukla mantarlar ve bakterilerden oluşan heterotroflar.

Son üç bileşen ekosistemin biyokütlesini oluşturur.

Ekosistemin işleyişi açısından bakıldığında, aşağıdaki fonksiyonel organizma blokları (ototroflara ek olarak) ayırt edilir:

1. biyofajlar - diğer canlı organizmaları yiyen organizmalar,
2. saprofajlar - ölü organik maddeleri yiyen organizmalar.

Bu bölüm, ekosistemdeki zamansal-işlevsel ilişkiyi gösterir; organik maddenin oluşumunun zaman içindeki bölünmesine ve bunun ekosistem (biyofajlar) içindeki yeniden dağıtımına ve saprofajlar tarafından işlenmesine odaklanır. Organik maddenin ölümü ile bileşenlerinin ekosistemdeki madde döngüsüne yeniden dahil olması arasında, örneğin bir çam kütüğü söz konusu olduğunda 100 yıl veya daha fazla önemli bir süre geçebilir.

Tüm bu bileşenler uzay ve zamanda birbirine bağlıdır ve tek bir yapısal ve işlevsel sistem oluşturur.

Ekotop

Genellikle konsept ekotop organizmaların yaşam alanı olarak tanımlandı ve belirli çevresel koşulların bir kombinasyonu ile karakterize edildi: toprak, toprak, mikro iklim vb. Ancak bu durumda bu kavram aslında kavramla neredeyse aynıdır. İklim tepesi.

Şu anda, bir biyotopun aksine bir ekotop, organizmalar tarafından değiştirilmemiş bir biçimde toprakların, toprakların, mikro iklimin ve diğer faktörlerin tüm setini ve özelliklerini içeren belirli bir bölge veya su alanı olarak anlaşılmaktadır. Ekotop örnekleri arasında alüvyonlu topraklar, yeni oluşmuş volkanik veya mercan adaları, insanlar tarafından kazılan taş ocakları ve yeni oluşmuş diğer bölgeler yer alır. Bu durumda İklim tepesi ekotopun bir parçasıdır.

İklim

İlk olarak "iklim" V.N. Sukachev (1964) tarafından, gaz bileşimi, özellikle yüzey biyohorizonundaki karbondioksit konsantrasyonu, oradaki oksijen ve fotosentetik biyohorizonlardaki oksijen, hava rejimi, biyolin doygunluğu bakımından çevredeki atmosferden farklı olan biyojeosinozun hava kısmı olarak tanımlanmıştır. azaltılmış ve değiştirilmiş güneş radyasyonu ve aydınlatma, bitkilerin ve bazı hayvanların ışıldamasının varlığı, özel bir termal rejim ve hava nemi rejimi.

Şu anda bu kavram biraz daha geniş bir şekilde yorumlanıyor: biyojeosinozun bir özelliği olarak, bu ortamda yaşayan organizmalar için gerekli olan hava veya su ortamının fiziksel ve kimyasal özelliklerinin bir kombinasyonu. İklim, uzun vadeli bir ölçekte, hayvanların ve bitkilerin varlığının temel fiziksel özelliklerini belirler ve belirli bir ekosistemde var olabilecek organizmaların çeşitliliğini belirler.

Edafotop

Altında edafotop Toprak genellikle bir ekotopun kurucu unsuru olarak anlaşılır. Ancak daha doğrusu bu kavramın organizmalar tarafından dönüştürülen atıl ortamın bir parçası, yani toprağın tamamı değil, yalnızca bir kısmı olarak tanımlanması gerekir. Toprak (edafop) ekosistemin en önemli bileşenidir: madde ve enerji döngülerini kapatır, ölü organik maddeden minerallere aktarımı ve bunların canlı biyokütleye katılımını sağlar. Edafotoptaki ana enerji taşıyıcıları organik karbon bileşikleridir; bunların kararsız ve kararlı formları toprağın verimliliğini büyük ölçüde belirler.

Bir besin ağı ve onun biyotopu olarak şematik olarak sunulan biyosinoz

Biyotop

Biyosinoz

Bazen sürdürülebilirliğin üçüncü bir yönü ayırt edilir: Bir ekosistemin çevresel özelliklerdeki değişikliklere ve iç özelliklerindeki değişikliklere bağlı olarak istikrarı. Bir ekosistem geniş bir çevresel parametreler yelpazesinde istikrarlı bir şekilde çalışıyorsa ve/veya ekosistem çok sayıda değiştirilebilir tür içeriyorsa (yani, ekosistemde benzer ekolojik işlevlere sahip farklı türler birbirinin yerini alabiliyorsa), böyle bir topluluğa topluluğa denir. dinamik olarak güçlü(sürdürülebilir). Tersi durumda, bir ekosistem çok sınırlı çevresel parametreler kümesinde var olabiliyorsa ve/veya türlerin çoğu kendi işlevlerinde vazgeçilmez ise, böyle bir topluluğa topluluğa denir. dinamik olarak kırılgan(dengesiz). Bu özelliğin genel olarak tür sayısına ve toplulukların karmaşıklığına bağlı olmadığı unutulmamalıdır. Klasik bir örnek, dünyadaki biyolojik çeşitliliğin “sıcak noktalarından” biri olan Avustralya kıyılarındaki (kuzeydoğu kıyısı) Büyük Bariyer Resifi'dir - mercanların simbiyotik algleri olan dinoflagellatlar sıcaklığa karşı çok hassastır. Optimumdan kelimenin tam anlamıyla birkaç derece sapma, alglerin ölümüne yol açar ve polipler, karşılıklıcıların fotosentezinden% 50-60'a kadar (bazı kaynaklara göre% 90'a kadar) besin alır.

Ekosistemlerin dinamik dengede oldukları birçok durumu vardır; Dış güçler tarafından uzaklaştırılırsa ekosistem mutlaka orijinal durumuna geri dönmeyecektir; orijinal durumuna çok yakın olsa da çoğu zaman en yakın denge durumu (çekici) tarafından çekilecektir.

Ekosistemlerde biyolojik çeşitlilik ve sürdürülebilirlik

Amazon yağmur ormanları, ekvator yağmur ormanları gibi en büyük biyolojik çeşitliliğe ev sahipliği yapmaktadır.

Tipik olarak sürdürülebilirlik, bir ekosistemdeki türlerin biyolojik çeşitliliğiyle (alfa çeşitliliği) ilişkilidir ve bununla ilişkilidir; yani biyolojik çeşitlilik ne kadar yüksek olursa, toplulukların organizasyonu o kadar karmaşık, besin ağları ne kadar karmaşıksa, ekosistemlerin istikrarı da o kadar yüksek olur. Ancak 40 yıl veya daha uzun bir süre önce bu konuyla ilgili farklı bakış açıları vardı ve şu anda en yaygın görüş, hem yerel hem de genel ekosistem istikrarının, yalnızca toplulukların karmaşıklığı ve biyolojik çeşitlilikten çok daha büyük faktörlere bağlı olduğu yönünde. . Bu nedenle, şu anda biyolojik çeşitlilikteki bir artış genellikle karmaşıklığın artmasıyla, ekosistem bileşenleri arasındaki bağlantıların gücüyle ve bileşenler arasındaki madde ve enerji akışının istikrarıyla ilişkilidir.

Ekvator yağmur ormanları 5.000'den fazla bitki türü içerebilir (karşılaştırma için, tayga bölgesinin ormanlarında nadiren 200'den fazla tür bulunur)

Biyoçeşitliliğin önemi, yapı, biçim, işlev bakımından farklı birçok topluluğun oluşmasına olanak sağlaması ve bunların oluşumu için sürdürülebilir bir fırsat sağlamasıdır. Biyoçeşitlilik ne kadar yüksek olursa, var olabilecek toplulukların sayısı da o kadar fazla olur ve biyosferin bir bütün olarak varlığını garanti altına alarak gerçekleştirilebilecek (biyojeokimya açısından) çeşitli reaksiyonların sayısı da o kadar artar.

Ekosistem karmaşıklığı ve dayanıklılığı

Şu anda özellikle sistemlerin ve ekosistemlerin karmaşıklığını anlatan tatmin edici bir tanım ve model mevcut değil. Karmaşıklığın yaygın olarak kabul edilen iki tanımı vardır: Kolmogorov karmaşıklığı - ekosistemlere uygulanamayacak kadar uzmanlaşmıştır. Ve I. Prigogine'in "Zaman, kaos, kuantum" adlı çalışmasında verdiği daha soyut ama aynı zamanda tatmin edici olmayan bir karmaşıklık tanımı: Karmaşık sistemler - deterministik nedensellik açısından kaba veya operasyonel açıklama yeteneğine sahip değil. I. Prigogine diğer çalışmalarında karmaşıklığın kesin bir tanımını yapmaya hazır olmadığını, çünkü karmaşıklığın şu anda doğru bir şekilde tanımlanamayan bir şey olduğunu yazdı.

Zorluk parametreleri ve stabilite üzerindeki etkileri

Ekosistem karmaşıklığının boyutları geleneksel olarak türlerin toplam sayısını (alfa çeşitliliği), türler arasındaki çok sayıda etkileşimi, popülasyonlar arasındaki etkileşimin gücünü ve bu özelliklerin çeşitli kombinasyonlarını içermektedir. Bu fikirlerin daha da gelişmesiyle birlikte, bir ekosistemde enerjinin aktarım ve dönüşüm yolları ne kadar fazlaysa, çeşitli türdeki bozulmalar altında o kadar istikrarlı olduğu ifadesi ortaya çıktı.

Ancak daha sonra bu fikirlerin ekosistemlerin istikrarını karakterize edemediği gösterildi. Hem son derece istikrarlı tek kültürlü toplulukların (eğrelti otları fitosenozları) hem de yüksek biyolojik çeşitliliğe sahip zayıf dirençli toplulukların (mercan resifleri, tropikal ormanlar) birçok örneği vardır. 20. yüzyılın 70-80'li yıllarında sürdürülebilirliğin ekosistemlerin karmaşıklığına bağımlılığının modellenmesine olan ilgi arttı. Bu dönemde geliştirilen modeller, bir toplulukta rastgele oluşturulmuş bir etkileşim ağında, anlamsız zincirler kaldırıldığında (A'nın B'yi yemesi, B'nin C'yi yemesi, C'nin A'yı yemesi ve benzeri gibi), karmaşıklık arttıkça yerel istikrarın azaldığını göstermiştir. Modeli karmaşıklaştırmaya devam edersek ve tüketicilerin gıda kaynaklarından etkilendiğini ancak gıda kaynaklarının tüketicilere bağlı olmadığını dikkate alırsak, istikrarın karmaşıklığa bağlı olmadığı veya karmaşıklığın artmasıyla birlikte azaldığı sonucuna varabiliriz. Elbette bu tür sonuçlar, tüketicilerin gıda kaynaklarının akışını etkilememesine rağmen gıda kaynaklarının besin değerini değiştirebildiği zararlı gıda zincirleri için geçerlidir.

6 tür modelindeki (2 ikinci dereceden tüketici avcısı, 2 birinci dereceden tüketici ve 2 besin zincirinin temeli türü) genel kalıcılığa ilişkin bir çalışmada, türlerden birinin ortadan kaldırılması incelenmiştir. Bağlantı, stabilite parametresi olarak alınmıştır. Geriye kalan türler yerel olarak istikrarlı kalırsa, bir topluluk istikrarlı kabul edildi. Elde edilen sonuçlar, en üstteki yırtıcılar kaybolduğunda karmaşıklığın artmasıyla topluluk istikrarının azaldığı, ancak karmaşıklığın artmasıyla birlikte besin zincirinin temeli kaybolduğunda topluluk istikrarının arttığı yönündeki genel kabul görmüş görüşle tutarlıydı.

Karmaşıklığın aynı zamanda bağlantı anlamına da geldiği elastik stabilite durumunda, karmaşıklık arttıkça elastik stabilite de artar. Yani, türlerin daha fazla çeşitliliği ve aralarındaki bağlantıların daha güçlü olması, toplulukların yapılarını ve işlevlerini daha hızlı bir şekilde eski haline getirmelerine olanak tanır. Bu gerçek, biyoçeşitliliğin, hem ekosistemlerin tüm yapısını hem de biyosferin daha yüksek düzeyde organize edilmiş yapılarını ve bir bütün olarak biyosferin kendisini restore etmek için bir tür havuz (fon) rolüne ilişkin genel kabul görmüş görüşleri doğrulamaktadır. Şu anda genel olarak kabul edilen ve neredeyse tartışmasız fikir, biyosferin biyoçeşitliliği (üç bileşeninin tümü) artırmaya, biyosferin bileşenleri arasındaki madde dolaşımını hızlandırmaya ve hem türlerin hem de türlerin ömrünü "hızlandırmaya" doğru evrimleştiğidir. ekosistemler.

Ekosistemlerde madde ve enerji akışı

Şu anda ekosistemdeki tüm süreçlere ilişkin bilimsel anlayış mükemmel olmaktan uzaktır ve çoğu çalışmada ekosistemin tamamı veya bir kısmı bir “kara kutu” görevi görmektedir. Aynı zamanda, herhangi bir nispeten kapalı sistem gibi, bir ekosistem de gelen ve giden enerji akışları ve bu akışların ekosistem bileşenleri arasındaki dağılımı ile karakterize edilir.

Ekosistem Verimliliği

Ekosistemlerdeki üretkenliği ve madde ve enerji akışlarını analiz ederken aşağıdaki kavramlar ayırt edilir: biyokütle Ve ayakta mahsul . Sabit mahsul, birim arazi veya su alanı başına tüm organizmaların vücut kütlesi anlamına gelir ve biyokütle, aynı organizmaların enerji (örneğin joule cinsinden) veya kuru organik madde cinsinden kütlesidir. (örneğin hektar başına ton cinsinden). Biyokütle, yalnızca bitkilerdeki (örneğin ağaç kabuğu ve ksilem) değil, aynı zamanda hayvanlardaki tırnaklar ve keratinize parçalar da dahil olmak üzere, canlılaşmış ölü parçalar da dahil olmak üzere organizmaların tüm vücudunu içerir. Biyokütle ancak organizmanın bir kısmı öldüğünde (ondan ayrıldığında) veya organizmanın tamamı öldüğünde nekrokütleye dönüşür. Çoğu zaman biyokütlede sabitlenen maddeler “ölü sermayedir”, bu özellikle bitkilerde belirgindir: ksilem maddeleri yüzlerce yıl boyunca döngüye girmeyebilir ve yalnızca bitkiye destek görevi görebilir.

Altında toplumun birincil üretimi (veya birincil biyolojik üretim), birim alan başına (örneğin, hektar başına günlük) solunum için harcanan enerjiyi hariç tutmadan, üreticiler tarafından biyokütle oluşumunu (daha doğrusu plastik maddelerin sentezini) ifade eder.

Topluluğun birincil üretimi aşağıdakilere ayrılmıştır: brüt birincil üretim yani solunum maliyeti olmaksızın fotosentezin tüm ürünleri ve saf birincil üretim Bu, brüt birincil üretim ile nefes alma maliyetleri arasındaki farktır. Bazen buna da denir saf asimilasyon veya gözlemlenen fotosentez ).

Net Topluluk Verimliliği - Heterotroflar (ve daha sonra ayrıştırıcılar) tarafından tüketilmeyen organik maddenin birikim hızı. Genellikle büyüme mevsimi veya yıl için hesaplanır. Dolayısıyla ekosistemin kendisi tarafından işlenemeyen üretimin bir parçasıdır. Daha olgun ekosistemlerde topluluğun net üretkenliği sıfıra düşme eğilimindedir (bkz. doruk toplulukları kavramı).

Topluluk ikincil üretkenliği - Tüketici düzeyinde enerji birikim oranı. İkincil üretim brüt ve net olarak bölünmez, çünkü tüketiciler yalnızca üreticiler tarafından emilen enerjiyi tüketir, bir kısmı asimile edilmez, bir kısmı solunum için kullanılır ve geri kalanı biyokütleye gider, bu nedenle buna ikincil asimilasyon demek daha doğrudur. .

Bir ekosistemdeki enerji ve maddenin dağılımı bir denklem sistemi olarak temsil edilebilir. Üreticilerin ürünleri P1 olarak temsil edilirse, birinci dereceden tüketicilerin ürünleri şöyle görünecektir:

• P 2 =P 1 -R 2,

burada R2, nefes alma, ısı transferi ve özümsenmemiş enerjinin maliyetidir. Aşağıdaki tüketiciler (ikinci dereceden), birinci dereceden tüketicilerin biyokütlesini aşağıdakilere uygun olarak işleyeceklerdir:

• P 3 =P 2 -R 3

ve benzeri, en yüksek düzeydeki tüketicilere ve ayrıştırıcılara kadar. Böylece ekosistemde ne kadar çok tüketici (tüketici) varsa, üreticiler tarafından başlangıçta plastik maddelere kaydedilen enerji o kadar eksiksiz işleniyor. Belirli bir bölge için çeşitliliğin genellikle en yüksek olduğu doruk topluluklarında, bu enerji işleme planı toplulukların uzun bir süre boyunca sürdürülebilir bir şekilde işlev görmesine olanak tanır.

Ekosistemlerdeki enerji ilişkileri (ekolojik verimlilik)

Ekosistemlerdeki P/B oranındaki değişikliklerin grafiği (A.K. Brodsky'ye göre, 2002)

Ekosistemin mekansal sınırları (korolojik yön)

Doğada kural olarak farklı ekosistemler arasında net sınırlar yoktur. Her zaman bir veya başka bir ekosisteme işaret edebilirsiniz, ancak çeşitli peyzaj faktörleriyle (uçurumlar, nehirler, çeşitli yamaçlar, kaya çıkıntıları vb.) temsil edilmiyorsa ayrı sınırları tanımlamak mümkün değildir, çünkü çoğu zaman yumuşak geçişler vardır. bir ekosistemden diğerine. Bunun nedeni çevresel faktörlerin (nem, sıcaklık, nem vb.) eğimindeki nispeten yumuşak bir değişikliktir. Bazen bir ekosistemden diğerine geçişler aslında başlı başına bir ekosistem olabiliyor. Tipik olarak farklı ekosistemlerin birleştiği yerde oluşan topluluklara ekotonlar denir. “Ekoton” terimi 1905 yılında F. Clements tarafından tanıtıldı.

Ekotonlar

Ekotonlar, farklı ekosistemlerdeki bir dizi çevresel faktörün birleşimi olan ve daha fazla çevresel koşullar çeşitliliğine, dolayısıyla lisanslara ve ekolojik nişlere neden olan kenar etkisi adı verilen etki nedeniyle ekosistemlerin biyolojik çeşitliliğinin korunmasında önemli bir rol oynar. Böylece, hem bir hem de başka bir ekosistemden türlerin yanı sıra ekotona özgü türlerin (örneğin, kıyıdaki su habitatlarının bitki örtüsü) varlığı mümkündür.

Ekosistemler arasındaki bazı olası sınırlar (ekotonlar)

Rus edebiyatında kenar etkisine bazen kenar etkisi de denir.

Ekoton örnekleri arasında kara ve su kütlelerinin kıyı alanları (örneğin kıyı bölgesi), orman kenarları, orman ekosistemlerinden tarla ekosistemlerine geçişler ve haliçler yer alır. Ancak ekoton her zaman tür biyolojik çeşitliliğinin arttığı bir yer değildir. Örneğin, denizlere ve okyanuslara akan nehirlerin ağızları, aksine, türlerin biyolojik çeşitliliğinin azalmasıyla karakterize edilir, çünkü deltaların ortalama tuzluluğu, birçok tatlı su ve tuzlu su (deniz) türünün varlığına izin vermez.

Ekosistemler arasındaki sürekli geçişlere ilişkin alternatif bir fikir, ekoklinler (ekolojik seriler) fikridir. Ecoclean- herhangi bir çevresel faktörde (genellikle iklimsel) mekansal bir değişiklikle genetik ve fenotipik olarak belirli bir yaşam ortamına uyarlanmış biyotopların kademeli olarak değişmesi ve dolayısıyla kademeli olarak gözle görülür bir kesinti olmaksızın sürekli bir form dizisi oluşturması. Ekoklin ekotiplere bölünemez. Örneğin tilki kulaklarının uzunluğu ve diğerleri. vb. karakterleri kuzeyden güneye o kadar kademeli olarak değişir ki, doğal olarak alt türler halinde birleştirilecek net morfolojik grupları tanımlamak çok zordur.

Ekosistemin zamansal sınırları (kronolojik yön)

Bir çam ormanındaki orman yangınından sonra topluluk değişimi (solda) ve yangından iki yıl sonra (sağda)

Aynı biyotop üzerinde zamanla farklı ekosistemler oluşur. Bir ekosistemden diğerine geçiş hem oldukça uzun hem de nispeten kısa (birkaç yıl) zaman alabilir. Bu durumda ekosistemlerin varlığının süresi, ardıllık aşamasına göre belirlenir. Bir biyotoptaki ekosistemlerdeki bir değişiklik aynı zamanda felaket süreçlerinden de kaynaklanabilir, ancak bu durumda biyotopun kendisi önemli ölçüde değişir ve böyle bir değişikliğe genellikle ardıllık denmez (bazı istisnalar dışında, örneğin bir felaket, örneğin bir yangın, döngüsel ardıllığın doğal bir aşamasıdır).

halefiyet

halefiyet - bu, ekosistemlerin gelişimindeki iç faktörler nedeniyle, bazı toplulukların bölgenin belirli bir bölgesindeki diğer topluluklar tarafından tutarlı ve doğal bir şekilde değiştirilmesidir. Her önceki topluluk, bir sonrakinin varoluş koşullarını ve kendi yok oluşunu önceden belirler. Bunun nedeni, süksesyon serisinde geçiş halindeki ekosistemlerde artık döngüye dahil edemedikleri madde ve enerji birikiminin olması, biyotopun dönüşümü, mikro iklimdeki değişiklikler ve diğer faktörlerdir. ve böylece maddi-enerji temeli ve sonraki toplulukların oluşumu için gerekli çevresel koşullar yaratılır. Bununla birlikte, ardıllık mekanizmasını şu şekilde açıklayan başka bir model daha vardır: Önceki toplulukların her birinin türleri, yalnızca tutarlı rekabet yoluyla, sonraki türlerin ortaya çıkmasını engelleyerek ve "direnerek" yer değiştirir. Ancak bu teori, ekosistemin tüm resmini bir bütün olarak tanımlamadan, yalnızca türler arasındaki rekabetçi ilişkileri dikkate alır. Elbette bu tür süreçler yaşanıyor, ancak önceki türlerin rekabetçi bir şekilde yer değiştirmesi tam da biyotopu dönüştürdükleri için mümkün. Dolayısıyla her iki model de sürecin farklı yönlerini tanımlamaktadır ve aynı zamanda geçerlidir.

Süksesyon ototrofik (örneğin bir orman yangınından sonraki süksesyon) veya heterotrofik (örneğin kurumuş bir bataklık) olabilir. Bir ototrofik süksesyon dizisinin ilk aşamalarında, P/R oranı birden çok daha yüksektir, çünkü genellikle birincil topluluklar oldukça üretkendir, ancak ekosistemin yapısı henüz tam olarak oluşmamıştır ve bu durumdan yararlanmanın bir yolu yoktur. biyokütle. Tutarlı bir şekilde, toplulukların karmaşıklaşması ve ekosistem yapısının karmaşıklaşmasıyla birlikte, malzeme ve enerji akışlarının yeniden dağıtımından sorumlu olan daha fazla heterotrof ortaya çıktıkça, solunum maliyetleri (R) artar ve P/R oranı birlik eğilimi gösterir. ve aslında terminal topluluğu (ekosistem) için de aynıdır. Heterotrofik ardışıklık zıt özelliklere sahiptir: Erken aşamalardaki P/R oranı birden çok daha azdır (çok fazla organik madde olduğundan ve sentezine gerek olmadığından, bir topluluk oluşturmak için hemen kullanılabilir) ) ve ardışık aşamalardan geçtikçe yavaş yavaş artar.

Heterotrofik ardıllığın bir aşamasına bir örnek - sulak alan çayırı

Süksesyonun ilk aşamalarında tür çeşitliliği düşüktür, ancak gelişme ilerledikçe çeşitlilik artar, topluluğun tür bileşimi değişir, karmaşık ve uzun yaşam döngülerine sahip türler baskın olmaya başlar, genellikle daha büyük ve daha büyük organizmalar ortaya çıkar, karşılıklı yarar sağlayan işbirliği ve ortakyaşamlar gelişir ve ekosistemin trofik yapısı daha karmaşık hale gelir. Genellikle süksesyonun son aşamasının en büyük tür biyoçeşitliliğine sahip olduğu varsayılır. Bu her zaman doğru değildir, ancak tropikal ormanların doruk toplulukları için bu ifade doğrudur ve ılıman enlemlerdeki topluluklar için çeşitliliğin zirvesi, ardışık serilerin ortasında veya son aşamaya daha yakın bir zamanda meydana gelir. Erken aşamalarda topluluklar, nispeten yüksek üreme ve büyüme oranına sahip, ancak bireysel hayatta kalma yeteneği düşük olan türlerden oluşur (r-stratejistler). Son aşamada, doğal seçilimin etkisi, büyüme hızı düşük ancak hayatta kalma yeteneği daha yüksek olan türlerin lehinedir (k-stratejistler).

Süksesyon serisi boyunca ilerledikçe, ekosistemlerdeki döngüye besin maddelerinin katılımı artıyor; nitrojen ve kalsiyum (en hareketli besinlerden biri) gibi besin maddelerinin ekosistem içindeki akışının göreceli olarak kapanması mümkün. Bu nedenle, besin maddelerinin çoğunun döngüye dahil olduğu son aşamada, ekosistemler bu unsurların dışarıdan sağlanmasından daha bağımsızdır.

Ardışıklık sürecini incelemek için stokastik niteliktekiler de dahil olmak üzere çeşitli matematiksel modeller kullanılır.

Doruk Topluluğu

Veraset kavramı doruğa ulaşan topluluk kavramıyla yakından ilgilidir. Doruk topluluğu, ekosistemlerdeki ardışık değişikliklerin bir sonucu olarak oluşur ve malzeme ve enerji akışlarını mümkün olduğu kadar verimli kullanan, yani ekosisteme giren enerji birimi başına mümkün olan maksimum biyokütleyi koruyan en dengeli topluluğu temsil eder.

Teorik olarak, birbirini takip eden her seri, gelişimin son aşaması olan (veya birkaçı, sözde polyclimax kavramı) bir doruk topluluğuna (ekosistem) sahiptir. Bununla birlikte, gerçekte, birbirini takip eden seriler her zaman doruğa ulaşmaz; doruktan önce gelen ve yapısal ve işlevsel olarak yeterince gelişmiş bir topluluk olan bir alt doruk topluluğu gerçekleştirilebilir (veya F. Clements - plagyclimax olarak adlandırılır). Bu durum doğal nedenlerden - çevre koşullarından veya insan faaliyetinin bir sonucu olarak ortaya çıkabilir (bu durumda buna disklimax denir).

Ekosistem sıralamaları

Ekosistemlerin sıralanması konusu oldukça karmaşıktır. Minimal ekosistemler (biyojeosinoz) ile en üst düzey ekosistem olan biyosfer arasındaki ayrım şüphe götürmez. Ara ayrımlar oldukça karmaşıktır, çünkü korolojik yönün karmaşıklığı ekosistemlerin sınırlarının belirlenmesine her zaman açıkça izin vermez. Jeoekolojide (ve peyzaj biliminde) şu sıralama vardır: fasiyes - alan (ekosistem) - manzara - coğrafi alan - coğrafi alan - biyom - biyosfer. Ekolojide de benzer bir sıralama vardır, ancak genellikle yalnızca bir ara ekosistemi (biyomu) ayırmanın doğru olduğuna inanılır.

Biyomlar

Biyom - doğal iklim bölgesi (Reimers N.F.) içinde büyük bir sistem-coğrafi (ekosistem) alt bölümü. R.H. Whittaker'a göre, belirli bir kıtanın bitki örtüsünün benzer yapısına veya fizyonomisine ve çevre koşullarının genel doğasına sahip olan bir grup ekosistem. Bu tanım biraz yanlıştır çünkü belirli bir kıtaya bağlantı vardır ve bazı biyomlar farklı kıtalarda mevcuttur, örneğin tundra biyomu veya bozkır.

Şu anda en genel kabul gören tanım şudur: "Biyom, aynı doğal ve iklim bölgesinde yer alan, benzer bitki örtüsüne sahip bir dizi ekosistemdir" (Akimova T. A., Haskin V. V.).

Bu tanımların ortak noktası, her durumda, bir biyomun, bir doğal iklim bölgesinin ekosistemleri kümesi olmasıdır.

8 ila 30 biyom vardır. Biyomların coğrafi dağılımı şu şekilde belirlenir:

1. Coğrafi İmar Kanunu (V.V. Dokuchaev tarafından formüle edilmiştir)

Biyosfer

Terim biyosfer 19. yüzyılın başında Jean-Baptiste Lamarck tarafından tanıtıldı ve jeolojide 1875'te Avusturyalı jeolog Eduard Suess tarafından önerildi. Ancak biyosfere ilişkin bütünsel bir doktrinin yaratılması Rus bilim adamı Vladimir Ivanovich Vernadsky'ye aittir.

Biyosfer, diğer tüm ekosistemleri birleştiren ve Dünya'da yaşamın varlığını sağlayan en üst düzeydeki bir ekosistemdir. Biyosfer aşağıdaki “küreleri” içerir:

Biyosfer de kapalı bir sistem değildir; aslında tamamen Güneş'in enerjisiyle sağlanır, küçük bir kısmı da Dünya'nın ısısıdır. Dünya her yıl Güneş'ten yaklaşık 1,3*1024 kalori alır. Bu enerjinin %40'ı uzaya geri yansıtılır, yaklaşık %15'i atmosferi, toprağı ve suyu ısıtmak için kullanılır, geri kalan enerji ise fotosentezin kaynağı olan görünür ışıktır.

V.I. Vernadsky, gezegendeki tüm yaşamın ayrılmaz bir şekilde biyosferle bağlantılı olduğu ve varlığını ona borçlu olduğu anlayışını açıkça formüle eden ilk kişiydi:

Aslında Dünya üzerinde özgür durumda olan tek bir canlı organizma bile bulunmuyor. Tüm bu organizmalar, çevrelerindeki maddi ve enerji ortamıyla ayrılmaz ve sürekli olarak - öncelikle beslenme ve solunum yoluyla - bağlantılıdır. Onun dışında doğal şartlarda var olamazlar.

Yapay ekosistemler

Yapay ekosistemler - bunlar insan tarafından yaratılan ekosistemlerdir, örneğin tarımsal bitkiler, doğal ekonomik sistemler veya Biyosfer 2.

Yapay ekosistemler doğal olanlarla aynı bileşenlere sahiptir: üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar, ancak madde ve enerji akışlarının yeniden dağıtımında önemli farklılıklar vardır. Özellikle insan yapımı ekosistemler doğal olanlardan aşağıdaki yönlerden farklılık gösterir:

Yapay sistemlerde enerji akışlarının insanlar tarafından sürdürülmesi olmadan, doğal süreçler şu ya da bu hızda restore edilerek ekosistem bileşenlerinin doğal yapısı ve aralarındaki malzeme ve enerji akışları oluşturulur.

İlgili bilimlerde ekosistem kavramına benzer kavramlar

Ekolojik jeoloji, peyzaj bilimi ve jeoekolojide

Bu bilimlerde ekosistem kavramına benzer kavramlar bulunmaktadır. Aradaki fark, bu bilimlerde ekosistemlerin yapısı ve işlevlerine ilişkin değerlendirmelerde bir değişiklik olmasıdır.

Genel olarak coğrafya bilimlerinde, doğal bir bölgesel kompleksi bir ekosistemin eşdeğeri olarak düşünmek gelenekseldir.

Ayrıca bakınız

Notlar

1. Forbes, S.A. Mikrokozmos olarak göl (İngilizce) // Boğa. Bilim. Doç.. - Peoria, Illinois, 1887. - S. 77–87. Illinois Nat'ta yeniden basılmıştır. Tarih. Anket Bülteni 15(9):537–550.
2. Yu. Ekolojinin temelleri. - M .: Mir, 1975. - 741 s.
3. . Akademka'daki sözlükler. Arşivlendi
4. Yu. Ekoloji. - M.: Mir, 1986.
5. Bölüm "Ekosistemler". EKOLOJİ sitesi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
6. Biyojeosinoz 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
7. Nikolaikin, N.I., Nikolaikina, N.E., Melekhova, O.P. Ekoloji. - 5'inci. - M .: Bustard, 2006. - 640 s.
8. Brodsky A.K. Genel ekolojide kısa kurs, Üniversiteler için ders kitabı. - St. Petersburg: “Dekan”, 2000. - 224 s.
9. N. V. Koronovsky, Okyanuslardaki hidrotermal oluşumlar. Soros Eğitim Dergisi, - Sayı. 10, 1999, - s. 55-62. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
10. D. V. Grichuk. Denizaltı hidrotermal sistemlerinin termodinamik modelleri. - M.: Bilim dünyası, 2000. - ISBN UDC 550.40
11. V. F. Levchenko. Bölüm 3 // İnsanın ortaya çıkışından önce ve sonra Biyosferin Evrimi. - St. Petersburg: Nauka, 2004. - 166 s. - ISBN 5-02-026214-5
12. Rautian A.S. Evrimin kalıpları ve faktörleri hakkında bilgi kaynağı olarak paleontoloji // Modern paleontoloji. - M., 1988. - T. 2. - S. 76-118.
13. Rautian A.S., Zherikhin V.V. Filosenogenez modelleri ve jeolojik geçmişin çevresel krizlerinden dersler // Günlük Toplam Biyoloji. - 1997. - T. 58 No. 4. - S. 20-47.
14. Ostroumov S.A.“Ekosistem” ve “biyojeosinoz” kavram ve terimlerinin tanımlarının yeni çeşitleri // DAN. - 2002. - T. 383 No. 4. - S. 571-573.
15. M. Beagon, J. Harper, K. Townsend. Ekoloji. Bireyler, popülasyonlar ve topluluklar. - M.: Mir, 1989.
16. Ecotop 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
17. T. A. Rabotnov"Biyojeosinozlar Hakkında". // MOIP Bülteni, Biyoloji Bölümü, - cilt 81, - sayı. 2. - 1976. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
18. İklim. Bykov B.A."Ekolojik Sözlük" - Alma-Ata: "Bilim", 1983 - s.216. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
19. Ekolojinin temel terimleri. Burenin E.M., Burenin E.P. Ekoloji üzerine elektronik ders kitabı.. 22 Ağustos 2011 tarihinde orijinal kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
20. İklim. Doğa bilimleri sözlüğü (Yandex sözlükleri). 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
21. Edaphoto 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
22. . Ekolojik sözlük (Akademisyen Sözlükleri). 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
23. Biyosinoz. Büyük Sovyet Ansiklopedisi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
24. Zoonoz. Büyük Sovyet Ansiklopedisi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
25. Ekosistem homeostazisi. Bilimsel Bilgi Portalı VINITI. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
26. Hutchinson S., Hawkins L.E. Okyanuslar. Ansiklopedik kılavuz. - M .: Makhaon, 2007. - 304 s. - ISBN 5-18-001089-6
27. A. Gilyarov."Mercanlar karşılıklı anlayışın kaybı nedeniyle ağarıyor". Büyük bilimin unsurları. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
28. AD Armand, Gaia Deneyi, yaşayan dünyanın sorunu. Rusya Bilimler Akademisi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
29. A. V. Galanin. Ekoloji üzerine dersler. . Rusya Bilimler Akademisi Uzak Doğu Şubesi Botanik Bahçesi'nin web sitesi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
30. Prigozhin I., Stengers I. Zaman, kaos, kuantum. - Moskova, 1994. - S. 81. - 263 s.
31. Nikolis G., Prigozhin I. Kompleksi anlamak. - M.: Mir, 1990. - s. 352. Sayfa 47
32. MacArthur R.H. Hayvan popülasyonlarındaki dalgalanmalar ve topluluk istikrarının bir ölçüsü // Ekoloji, 36, 1955, - s. 533-536
33. Mayıs R.M. Büyük ve karmaşık bir sistem kararlı olacak mı? // Nature (Londra), 1972, 238, - s. 413-414
34. Mayıs R.M. Tek popülasyonlara yönelik modeller. // Teorik Ekoloji: İlkeler ve Uygulamalar, 2. baskı, R.M. Mayıs ed. - s. 5-29, - Blackwell Bilimsel Yayınları, Oxford 1981
35. Mayıs R.M. Etkileşen iki popülasyon için modeller. // Teorik Ekoloji: İlkeler ve Uygulamalar, 2. baskı, R.M. Mayıs ed. - s.78-104, - Blackwell Scientific Publications, Oxford 1981
36. Mayıs R.M.Çok türlü topluluklardaki modeller. // Teorik Ekoloji: İlkeler ve Uygulamalar, 2. baskı, R.M. Mayıs baskısı, - Blackwell Scientific Publications, Oxford 1981
37. DeAngelis D.L. Gıda ağı modellerinde stabilite ve bağlantı // Ecology 56, 1975, - s. 238-243
38. Pimm S.L. Besin ağlarının yapısı // Teorik Nüfus Biyolojisi, 16, 1979, - s. 144-158
39. Pimm S.L. Karmaşıklık ve istikrar: MacArthu'nun orijinal hipotezine başka bir bakış // Oikos, 33, 1979, - s. 351-357
40. V. F. Levchenko, I. Starobogatov. Biyosferin evrimine fiziko-ekolojik yaklaşım. // “Evrimsel biyoloji: tarih ve teori.” St. Petersburg, 1999, - s. 37-46. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
41. Levchenko V.F.İnsanın ortaya çıkışından önce ve sonra biyosferin evrimi. . St. Petersburg, Rusya Bilimler Akademisi Evrimsel Fizyoloji ve Biyokimya Enstitüsü, - NAUKA Yayınevi, 2004. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
42. Birincil üretim. Bilimsel bilgi portalı VINITI. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
43. Birincil üretkenlik. Glossary.ru. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
44. Mavrischev V.V. Süreklilik, ekotonlar, kenar etkisi // Ekolojinin temelleri: ders kitabı. - 3. baskı. düzelt. ve ek - Minsk: Yüksek Okul, 2007. - 447 s. - ISBN 978-985-06-1413-1
45. Ecotone. . Doğa bilimleri sözlüğü (Yandex sözlükleri). 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
46. Ecotone ve kenar (kenar) etkisi kavramı. Biyoekoloji web sitesi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
47. Ürpertici etki. Ekolojik ansiklopedik sözlük. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
48. Haliç. . Rusya Bilimler Akademisi Coğrafya Enstitüsü'nün fiziki coğrafya terimleri sözlüğü. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
49. Halefiyet. Büyük Sovyet Ansiklopedisi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
50. Ekosistem gelişimi ve evrimi. portal Mühendislik ekolojisi. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
51. B, Grant. Evrimsel süreç. 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.
52. V. I. Grabovsky Kendi kendine örgütlenme ve toplulukların yapısı ya da bitki dizilimini taklit eden yapıların yapay homojen bir dünyada nasıl ortaya çıktığı. Gelişimsel biyoloji, ekoloji ve ekonomide yaşam modelleri. (erişilemez bağlantı - hikaye) Erişim tarihi: 14 Ağustos 2010.

Ders No. 2 Ekolojik sistemler.

Dersin özeti:

Ekolojik sistem kavramı.

Ekosistem yapısı.

Bir ekosistemin biyotik yapısı.

Doğada üretim ve ayrışma.

Ekosistem homeostazisi.

Ekosistemlerin enerjisi.

Ekosistemlerin biyolojik üretkenliği.

Ekolojik piramitler.

Ekolojik başarı.

1. Ekolojik sistem kavramı.

Ekolojik sistem (ekosistem) Belirli bir alanda ortaklaşa çalışan tüm organizmaları (biyotik topluluk) içeren ve enerji akışının iyi tanımlanmış biyotik yapılar ve canlılar arasındaki maddelerin dolaşımını yaratacak şekilde fiziksel çevre ile etkileşime giren herhangi bir birimdir (biyosistem). ve cansız kısımlar. (Yu. Odum'a göre).

Ekolojik sistem kavramı biyosenoz ve biyotop kavramlarıyla da tanımlanabilir.

Biyosinoz farklı türdeki mikroorganizmaların, bitkilerin ve hayvanların birlikte yaşayan popülasyonlarının bir koleksiyonudur.

Biyotop – bunlar belirli bir bölgedeki (hava, su, toprak ve alttaki kayalar) çevreleyen (cansız) ortamın koşullarıdır.

Dolayısıyla bir ekosistem bir biyosinoz + biyotoptur.

Ekosistemleri incelerken araştırmanın ana konusu, biyota ile fiziksel çevre arasındaki madde ve enerjinin dönüşüm süreçleridir; Bir bütün olarak ekosistemdeki maddelerin ortaya çıkan biyojeokimyasal döngüsü.

Biyota – bu, belirli bir bölgenin bütünüyle flora ve faunasıdır.

Ekosistemler, bir göletten Dünya Okyanusu'na, bir ağaç kütüğünden geniş bir ormana kadar her ölçekteki yaşam alanıyla biyotik toplulukları içerir.

Ayrıca ayırt edilir:

mikroekosistemler (bir ağaç gövdesindeki liken yastığı),

mezoekosistemler (gölet, göl, bozkır...),

makroekosistemler (kıta, okyanus),

küresel ekosistem (Dünya'nın biyosferi).

2. Ekosistem yapısı.

Ekosistem üç bölümden oluşur:

topluluklar,

enerji akışı,

maddelerin akışı (döngüsü).

Ekolojik sistem, trofik yapısına göre iki aşamaya ayrılmıştır:

üst – ototrofik katman veya “yeşil kuşak”, inorganik basit bileşiklerden karmaşık organik moleküller oluşturan fotosentetik organizmaları içerir;

alttaki, ölü organik maddenin basit mineral oluşumlarına geri dönüşünün baskın olduğu, toprak ve çökeltilerin heterotrofik katmanı veya “kahverengi kuşağı”dır.

Biyolojik açıdan ekosistem aşağıdakilerden oluşur:

döngülere katılan inorganik maddeler (C, N, CO2, H2O, P, O, vb.).

Organik bileşikler (proteinler, karbonhidratlar, yağlar, hümik maddeler vb.).

Abiyotik faktörler de dahil olmak üzere hava, su ve substrat ortamı.

yapımcılar,

tüketiciler,

ayrıştırıcılar.

Ekosistemlerde bulunan inorganik maddeler sürekli bir döngü içerisindedir. Doğada organizmaların tükettiği maddelerin rezervleri sınırsız değildir. Bu maddeler yeniden kullanılmasaydı Dünya'da yaşam mümkün olmazdı. Doğadaki maddelerin böylesine sonsuz bir döngüsü, ancak çevreden aldıkları maddelerin akışını gerçekleştirebilen ve sürdürebilen işlevsel olarak farklı organizma gruplarının mevcut olması durumunda mümkündür.

Bir ekosistemin biyotik yapısı, sistemdeki farklı organizma kategorilerinin etkileşime girme yollarıdır.