Structuur en functie van een ecosysteem

De twee belangrijkste aspecten van een ecosysteem zijn de structuur en functie.

Met structuur bedoelen we:

(i) de samenstelling van de biologische gemeenschap, inclusief soorten, aantallen, biomassa, levensgeschiedenis en verspreiding in de ruimte enz.,

(ii) de hoeveelheid en de verdeling van de niet-levende materialen, zoals voedingsstoffen, water enz., en

(iii) het bereik, of de gradiënt van bestaansvoorwaarden, zoals temperatuur, licht enz.

Met functie bedoelen we:

(i) de snelheid van de biologische energiestroom, dwz de productie- en ademhalingsfrequentie van de gemeenschap,

(ii) snelheid van materialen of nutriëntenkringlopen, en

(iii) biologische of ecologische regulering, inclusief zowel regulering van organismen door omgeving (fotoperiodiciteit, enz.) als regulering van het milieu door het organisme, (stikstofbindende organismen, enz.). Zo worden in elk ecosysteem structuur en functie (snelheidsfuncties) samen bestudeerd.

Structuur van een ecosysteem:

Een ecosysteem heeft twee belangrijke componenten: abiotisch en biotisch.

Abiotische (niet-levende) component omvat:

(i) De hoeveelheid anorganische stoffen zoals P, S, C, N, H, etc. die betrokken zijn bij materiaalkringlopen. De hoeveelheid van deze anorganische stoffen, die op een bepaald moment in een ecosysteem aanwezig zijn, wordt aangeduid als de staande staat of de staande kwaliteit,

(ii) Hoeveelheid en verdeling van anorganische chemicaliën, zoals chlorofylen enz., en van organische materialen, zoals eiwitten, koolhydraten, lipiden enz., aanwezig in de biomassa of in de omgeving, dwz biochemische structuur die de biotische en abiotische componenten van het ecosysteem,

(iii) Het klimaat van de gegeven regio. De biotische (levende) component is inderdaad de trofische structuur van elk ecosysteem, waar levende organismen worden onderscheiden op basis van hun voedingsrelaties. Biotech-componenten van een ecosysteem hebben twee subcomponenten: namelijk autotroof en heterotroof.

(i) Autotrofe component:

In welke fixatie van lichtenergie, het gebruik van eenvoudige anorganische stoffen en de opbouw van complexe stoffen overheersen. Het bestanddeel bestaat voornamelijk uit groene planten, inclusief fotosynthetische bacteriën. In mindere mate dragen chemosynthetische microben ook bij tot de opbouw van organisch materiaal. Leden van de autotrofe component zijn bekend als producenten.

(ii) Heterotrofe component:

Waarin gebruik, herschikking en decompositie van complexe materialen overheersen. De betrokken organismen zijn bekend als consumenten, omdat ze de door de producenten opgebouwde materie consumeren (autotrophs). De consumenten worden verder gecategoriseerd als: macro- en micro-consumenten.

(a) Macro-consumenten:

Dit zijn de consumenten, die in een volgorde zoals ze in een voedselketen voorkomen, herbivoren, carnivoren (of alleseters) zijn. Herbivoren zijn ook bekend als primaire consumenten. Secundaire en tertiaire consumenten, indien aanwezig, zijn carnivoren of omnivoren. Ze zijn allemaal fagotrofen die voornamelijk dieren omvatten die andere organische en deeltjesvormige organische stoffen opnemen.

(b) Micro-consumenten:

Deze zijn in de volksmond bekend als decomposers. Het zijn saprotrofen (osmotrofen) en omvatten voornamelijk bacteriën, actinomyceten en schimmels. Ze afbraak complexe verbindingen van dood of levend protoplasma absorberen een deel van de afbraak- of afbraakproducten en geven anorganische voedingsstoffen af ​​in de omgeving, waardoor ze opnieuw beschikbaar zijn voor autotrofen.

De biotische component van elk ecosysteem kan worden beschouwd als het functionele koninkrijk van de natuur, omdat ze zijn gebaseerd op het type voeding en de gebruikte energiebron. De trofische structuur van een ecosysteem is een soort producentconsumentenregeling, waarbij elk "voedsel" -niveau bekend staat als trofisch niveau.

De hoeveelheid levend materiaal in verschillende trofische niveaus of in een componentpopulatie staat bekend als het staande gewas, een term die zowel voor planten als voor dieren geldt. Het staande gewas kan worden uitgedrukt in termen van (i) aantal organismen per eenheidsoppervlak, of (ii) biomassa, dwz organismemassa in eenheidsgebied, die kan worden gemeten als levend gewicht, droog gewicht, asvrij drooggewicht of koolstofgewicht of calorieën of een andere geschikte eenheid die geschikt is voor vergelijkingsdoeleinden.

Functie van een ecosysteem:

Veel van de belangrijkste relaties tussen levende organismen en de omgeving worden uiteindelijk beheerst door de hoeveelheid beschikbare inkomende energie die aan de oppervlakte van de aarde wordt ontvangen van de zon. Het is deze energie, die helpt om biotische systemen aan te drijven. Dankzij de energie van de zon kunnen planten anorganische chemicaliën omzetten in organische verbindingen. Slechts een zeer klein deel van het zonlicht aan de oppervlakte van de aarde wordt omgezet in een biochemische vorm.

Levende organismen kunnen energie gebruiken in in principe twee vormen: stralend of gefixeerd. Stralingsenergie bestaat in de vorm van elektromagnetische energie, zoals licht. Vaste energie is de potentiële chemische energie die wordt aangetroffen in organische stoffen. Deze energie kan door de ademhaling worden vrijgegeven. Organismen die energie uit anorganische bronnen kunnen halen en deze in energierijke organische moleculen kunnen fixeren, worden autotrophs genoemd.

Als deze energie uit licht komt, worden deze organismen fotosynthetische autotrofen genoemd. In de meeste ecosystemen zijn planten de dominante fotosynthetische autotroof. Organismen die vaste energie nodig hebben die wordt gevonden in organische moleculen voor hun overleving worden heterotrofen genoemd. Heterotrofen die hun energie verkrijgen van levende organismen worden consumenten genoemd.

Consumenten kunnen van twee basistypen zijn: consumenten en decomposers. Consumenten die planten consumeren staan ​​bekend als herbivoren. Carnivoren zijn consumenten die herbivoren of andere carnivoren eten. Afbrekers of detritivoren zijn heterotrofen die hun energie verkrijgen, hetzij uit dode organismen of uit organische verbindingen die in het milieu zijn gedispergeerd.

Het gedrag van energie in ecosystemen kan worden aangeduid als energiestroom door unidirectionele stroom van energie. Vanuit energetisch oogpunt is het essentieel om te begrijpen voor een ecosysteem:

(i) de efficiëntie van de producenten bij de absorptie en omzetting van zonne-energie

(ii) het gebruik van deze omgezette chemische vorm van energie door de consumenten

(iii) de totale toevoer van energie in de vorm van voedsel en de efficiëntie van assimilatie

(iv) het verlies door ademhaling, warmte, uitscheiding etc.

(v) de bruto-netto productie. Twee energiemodellen om het typische ecosysteem te begrijpen. Het zijn enkelkanaals energiemodellen en g-vormige energiestroommodellen.