Organisme hidup dan lingkungan tak hidup (abiotik) tidak dapat dipisahkan satu sama lain dan selalu berinteraksi. Semua organisme (komunitas biotik) berfungsi bersama di suatu wilayah tertentu dan berinteraksi dengan lingkungan fisik sedemikian rupa sehingga aliran energi menciptakan struktur yang terdefinisi dengan baik dan sirkulasi zat antara bagian hidup dan tak hidup membentuk suatu sistem ekologi.

Sistem ekologi (ekosistem) merupakan unit fungsional dasar dalam ekologi. Istilah ini pertama kali dikemukakan pada tahun 1935 oleh ahli ekologi Inggris A. Tansley (1871-1955). Gagasan tentang ekosistem muncul jauh lebih awal.

Saat ini, definisi ekosistem berikut ini banyak digunakan. Ekosistem adalah kumpulan organisme dan komponen anorganik di mana sirkulasi zat dapat terjadi. Menurut N.F. Reimers (1990), ekosistem adalah komunitas makhluk hidup dan habitatnya, yang disatukan menjadi satu kesatuan fungsional, yang timbul atas dasar saling ketergantungan dan hubungan sebab-akibat yang terjalin antara masing-masing komponen lingkungan. Perlu ditekankan bahwa kombinasi lingkungan fisikokimia tertentu (biotope) dengan komunitas organisme hidup (biocenosis) membentuk suatu ekosistem.

A. Tansley mengusulkan hubungan berikut: Ekosistem = Biotope + Biocenosis

Menurut definisi V.N. Sukachev, biogeocenosis (dari bahasa Yunani bios - kehidupan, ge - Bumi, koinos - umum) adalah sekumpulan elemen alam yang homogen (atmosfer, batuan, tumbuh-tumbuhan, fauna dan dunia mikroorganisme, tanah dan kondisi hidrologi) pada suatu wilayah tertentu. permukaan bumi. Kontur biogeocenosis terbentuk di sepanjang perbatasan komunitas tumbuhan (phytocenosis).

Istilah “sistem ekologi” dan “biogeocenosis” tidak sama. Ekosistem adalah kumpulan organisme dan habitatnya, termasuk, misalnya, pot bunga, sarang semut, akuarium, rawa, berawak. pesawat ruang angkasa. Sistem yang terdaftar tidak memiliki sejumlah fitur dari definisi V.N. Sukachev, dan pertama-tama elemen "geo" - Bumi. Biocenosis hanyalah formasi alami. Namun, biocenosis dapat sepenuhnya dianggap sebagai suatu ekosistem. Dengan demikian, konsep “ekosistem” lebih luas dan mencakup sepenuhnya konsep “biogeocenosis” atau “biogeocenosis” - kasus spesial ekosistem.

Dari sudut pandang modern, ekosistem adalah sekumpulan produsen, konsumen, dan detritivora yang berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungannya melalui pertukaran materi, energi, dan informasi sedemikian rupa sehingga satu sistem tetap stabil untuk waktu yang lama.

Ekosistem yang ada di bumi bermacam-macam dan diklasifikasikan:

Berdasarkan komposisi:

Mikroekosistem (misalnya batang pohon yang membusuk).

Mesoekosistem (hutan, kolam, danau, dll).

Makroekosistem (benua, lautan, dll).

Global - biosfer bumi.

Ekosistem terestrial yang besar disebut bioma.

Berdasarkan asal:

Alami (alami).

Buatan (antropogenik): pertanian, perkotaan dan industri.

Namun pembagian ekosistem ini sangatlah relatif, karena saat ini tidak ada ekosistem di dunia yang tidak dipengaruhi oleh manusia.

Alami (alami):

1. Terestrial (bioma) - hutan (hutan tropis, hutan beriklim sedang, termasuk jenis pohon jarum (taiga), tundra), stepa, padang rumput, gurun.

Ekosistem hutan- biosfer terpenting bagi kehidupan: mereka memperkaya atmosfer dengan oksigen dan menjaga tingkat karbon dioksida di dalamnya. Hutan memainkan peran utama dalam siklus air: permukaan tanah hutan ditutupi dengan serasah dan menyerap air hujan dan salju, sehingga mengisi kembali cadangan air tanah. Tanah hutan menyaring air yang mengalir dari ladang dan lokasi industri, dan memurnikan banyak air kotoran berbahaya. Ekosistem hutan menguapkan kelembapan ke atmosfer dan memberikan efek menguntungkan terhadap iklim dengan meningkatkan kelembapan udara.

Tempat mencari makan alami (ladang jerami dan padang rumput) adalah stepa- komunitas dengan dominasi spesies tahan kekeringan (xerofit) dan padang rumput- komunitas mesofit, mis. spesies yang tumbuh dalam kondisi kelembaban yang cukup, tetapi tidak berlebihan.

Ekosistem pegunungan- faktor terpenting dalam pembentukan iklim, karena berfungsi sebagai penghalang alami terhadap pergerakan massa udara dalam jumlah besar dan awan yang membawa hujan.

Misalnya, Pegunungan Ural, seperti ekosistem pegunungan lainnya, memiliki dua ciri: keanekaragaman hayati yang tinggi karena zonasi vertikal dan rendahnya ketahanan terhadap pemanfaatan ekonomi, yang dikaitkan dengan bahaya erosi tanah.

2. Air Tawar:

Air yang tergenang: danau, kolam, waduk.

Perairan saat ini: sungai, sungai.

Lahan basah: rawa dan rawa - garis pantai air dituangkan ketika permukaan air naik.

Rawa- ini adalah ekosistem dengan kelembaban berlebih, di mana bukan humus, seperti di tanah, tetapi gambut (sisa-sisa tanaman yang membusuk) terakumulasi sebagai detritus. Lahan basah berperan penting sebagai pengatur

rezim hidrologi wilayah: menyimpan kelembapan selama pencairan salju dan curah hujan musim gugur, mereka memberi makan sungai dan sungai selama musim kemarau sepanjang tahun. Rawa merupakan tatanan ekosistem pertanian. Air yang mengalir ke dalamnya mungkin mengandung pupuk, residu pestisida, produk minyak bumi, limpasan kotoran, dan sungai yang mengalir dari rawa benar-benar bersih dari kotoran tersebut.

3. Laut (lautan terbuka, perairan landas kontinen, teluk, muara sungai, muara - teluk dangkal tempat sungai mengalir ke laut, zona terumbu perairan dalam di Samudra Dunia).

Seumur hidup:

  • 1. Sangat stabil - mempertahankannya karakteristik untuk waktu yang lama.
  • 2. Jangka pendek (misalnya, ekosistem genangan air di musim semi mengering lebih awal).

Berdasarkan sumber energi:

  • 1. Autotrofik: fotoautotrofik, kemoautotrofik.
  • 2. Heterotrofik.

Dalam struktur suatu ekosistem, komponen abiotik dan biotik dibedakan. Komponen abiotik terdiri dari zat anorganik yang berperan dalam siklus zat di alam; senyawa organik yang menghubungkan bagian biotik dan abiotik; udara, air, lingkungan substrat, yang meliputi faktor iklim. Komponen biotik diwakili oleh organisme hidup dan mempunyai spesies, struktur spasial dan trofik. Struktur spasial ekosistem memanifestasikan dirinya dalam tingkatan: proses autotrofik paling aktif di tingkat atas - “sabuk hijau”, di mana sinar matahari tersedia. Proses heterotrofik paling intens terjadi di tingkat bawah - "sabuk coklat". Di sini bahan organik terakumulasi di tanah dan sedimen. Struktur trofik suatu ekosistem diwakili oleh produsen – penghasil bahan organik, konsumen – konsumen bahan organik dan pengurai – pengurai bahan organik menjadi unsur mineral aslinya.

Dengan demikian, komponen-komponen berikut dapat dibedakan sebagai bagian dari ekosistem:

  • zat anorganik (karbon, nitrogen, karbon dioksida, air, dll.) yang termasuk dalam siklus;
  • SH senyawa organik(protein, karbohidrat, lipid, zat humat, dll) yang menghubungkan bagian biotik dan abiotik;
  • Ш lingkungan udara, air dan substrat, termasuk rezim iklim dan faktor fisik lainnya;
  • produsen, organisme autotrofik(tumbuhan hijau, ganggang biru-hijau, bakteri foto dan kemosintetik) yang menghasilkan makanan dari bahan anorganik sederhana;
  • Ш konsumen - organisme heterotrofik, terutama hewan, memakan organisme lain atau partikel bahan organik;
  • Pengurai dan detritivor adalah organisme heterotrofik, terutama bakteri dan jamur, yang memperoleh energi baik dengan menguraikan jaringan mati atau dengan menyerap bahan organik terlarut, dilepaskan secara spontan atau diekstraksi oleh saprofit dari tumbuhan dan organisme lain.

Ekosistem tidak tersebar secara acak; mereka dikelompokkan dalam zona yang cukup teratur, baik secara horizontal (lintang) maupun vertikal (ketinggian). Itu sudah dikonfirmasi hukum periodik zonasi geografis A.A. Grigorieva - M.I. Budyko: dengan perubahan zona fisik-geografis bumi, zona lanskap serupa dan beberapa di antaranya properti Umum diulangi secara berkala (Gbr. 1).

Ekosistem alami dicirikan oleh tiga ciri:

  • 1) ekosistem tentu saja merupakan kumpulan komponen hidup dan tak hidup;
  • 2) di dalam ekosistem terjadi siklus penuh yang dimulai dengan penciptaan bahan organik dan diakhiri dengan penguraiannya menjadi komponen anorganik;
  • 3) ekosistem tetap stabil untuk beberapa waktu, yang dijamin oleh struktur komponen biotik dan abiotik tertentu.

Beras. 1.

Catatan: 1,2,3 - indeks kekeringan radiasi (rasio keseimbangan radiasi dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan jumlah curah hujan tahunan). Diameter lingkaran sebanding dengan produktivitas biologis lanskap.

Ada empat jenis ekosistem:

Dasar ( mikroekosistem) - ekosistem dengan peringkat paling rendah, ukurannya mirip dengan komponen kecil lingkungan: batang pohon yang membusuk, reservoir kecil, rongga gigi manusia, dll.;

Lokal ( mesoekosistem) (hutan, sungai, kolam, dll),

zonal ( makroekosistem) atau bioma - ekosistem darat besar yang mempunyai sebaran sangat luas (samudera, benua, benua, kawasan alami- tundra, taiga, hutan hujan tropis, sabana, dll.) .

Setiap bioma terdiri dari banyak ekosistem yang saling berhubungan. Interkoneksi seluruh ekosistem di planet kita menciptakan ekosistem raksasa global yang disebut Lingkungan(Ekosfer).

3. Klasifikasi ekosistem:

Tergantung pada asalnya, ekosistem dibagi menjadi:

1) ekosistem alami (alami).- siklus biologis yang terjadi tanpa partisipasi langsung manusia. Dibagi menjadi: tanah(hutan, stepa, gurun) dan akuatik: air tawar dan laut(rawa, danau, kolam, sungai, laut).

2) ekosistem antropogenik (buatan).- ekosistem yang diciptakan manusia untuk mencari keuntungan, yang hanya dapat ada dengan dukungannya (agroekosistem - ekosistem buatan yang timbul sebagai akibat dari aktivitas pertanian manusia; teknoekosistem - ekosistem buatan yang timbul sebagai akibat dari aktivitas industri manusia; urbanekosistem (lat. perkotaan) - ekosistem , timbul sebagai akibat dari penciptaan pemukiman manusia).

3) sosionatural- sistem alami, dimodifikasi oleh manusia (taman, waduk).

Ada juga tipe ekosistem peralihan antara alami dan antropogenik (ekosistem padang rumput alami yang digunakan manusia untuk penggembalaan hewan ternak).

Menurut sumber energi yang menjamin kehidupannya, ekosistem dibedakan menjadi beberapa jenis sebagai berikut:

1) ekosistem autotrofik- ini adalah ekosistem yang menyediakan energi yang diterima dari Matahari melalui organisme foto atau kemotrofiknya sendiri. Mayoritas termasuk dalam tipe ini ekosistem alami dan beberapa antropogenik.

2) ekosistem heterotrofik- ini adalah ekosistem yang menerima energi menggunakan senyawa organik siap pakai yang disintesis oleh organisme yang bukan merupakan komponen ekosistem tersebut, atau menggunakan energi yang diciptakan oleh manusia pembangkit listrik. Hal ini dapat bersifat alami (misalnya, ekosistem laut dalam yang memanfaatkan sampah organik yang jatuh dari atas) dan antropogenik (misalnya, kota yang memiliki jaringan listrik).


4. Struktur ekosistem.

Struktur suatu ekosistem dipahami sebagai pola-pola yang terdefinisi dengan jelas dalam hubungan dan hubungan bagian-bagiannya. Struktur ekosistem memiliki banyak segi.

Membedakan jenis, spasial, lingkungan, trofik Dan berbatasan struktur.

Struktur spesies ekosistem- inilah keanekaragaman spesies, hubungan dan rasio jumlahnya. Komunitas berbeda yang membentuk suatu ekosistem terdiri dari jumlah spesies yang berbeda - keanekaragaman spesies. Ini adalah karakteristik kualitatif dan kuantitatif terpenting dari keberlanjutan suatu ekosistem. Dasar keanekaragaman hayati di alam yang hidup. Keanekaragaman spesies dikaitkan dengan keragaman kondisi habitat. Di hutan taiga, misalnya, di atas lahan seluas 100 m2, biasanya tumbuh sekitar 30 spesies tanaman berbeda, dan di padang rumput di sepanjang sungai - dua kali lebih banyak.

Tergantung pada keanekaragaman spesies, mereka membedakannya kaya(hutan tropis, lembah sungai, terumbu karang) dan miskin(gurun, tundra utara, badan air yang tercemar) ekosistem. Faktor pembatas utama adalah suhu, kelembaban dan kekurangan makanan. Pada gilirannya, keanekaragaman spesies menjadi dasarnya keanekaragaman ekologi - keanekaragaman ekosistem. Totalitas keanekaragaman genetik, spesies dan lingkungan adalah Keanekaragaman hayati di planet ini merupakan syarat utama bagi keberlangsungan seluruh kehidupan .

Struktur spasial ekosistem.

Populasi jenis yang berbeda dalam ekosistem tersebar dengan cara dan bentuk tertentu struktur spasial.

Membedakan vertikal Dan horisontal struktur ekosistem.

Dasarnya struktur vertikal (layering) membentuk vegetasi.

Hidup bersama, tanaman dengan ketinggian yang sama membuat semacam lantai- tingkatan elemen struktur vertikal fitocenosis. Ada tingkatan di atas tanah Dan bawah tanah. Contoh di atas tanah- di dalam hutan, pohon-pohon tinggi membentuk tingkat pertama (atas), tingkat kedua terbentuk dari individu-individu muda pohon-pohon tingkat atas dan dari pohon-pohon dewasa yang tingginya lebih kecil (bersama-sama membentuk tingkat A - tegakan pohon). Tingkat ketiga terdiri dari semak (tingkat B - tumbuhan bawah), tingkat keempat - rumput tinggi (tingkat C - herba). Tingkat terendah, di mana sangat sedikit cahaya yang masuk, terdiri dari lumut dan rumput yang tumbuh rendah (tingkat D - lumut-lumut). Berjenjang juga diamati di komunitas herba (padang rumput, stepa, sabana).

Bawah tanah pelapisan dikaitkan dengan kedalaman penetrasi sistem akar tanaman yang berbeda ke dalam tanah: beberapa akar masuk jauh ke dalam tanah, mencapai permukaan air tanah, yang lain memiliki sistem akar dangkal yang menangkap air dan nutrisi dari lapisan atas tanah. Hewan juga beradaptasi dengan kehidupan di lapisan tumbuhan tertentu (beberapa tidak meninggalkan lapisannya sama sekali). Oleh karena itu, suatu tingkat dapat direpresentasikan sebagai unit struktural biocenosis, yang berbeda dari bagian lainnya berdasarkan kondisi lingkungan tertentu, kumpulan tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme.

Struktur horisontal Ekosistem (mosaik, jerawatan) terbentuk sebagai akibat dari heterogenitas relief mikro, sifat tanah, aktivitas pembentuk lingkungan tumbuhan dan hewan (misalnya: akibat aktivitas manusia - penebangan selektif, lubang api, dll. atau hewan - tanah emisi saat menggali lubang, pertumbuhan berlebih berikutnya, pembentukan sarang semut, penginjakan dan penebangan rumput oleh hewan berkuku, dll., tumbangnya pohon selama badai, dll.)

Berkat struktur vertikal dan horizontal, organisme yang hidup di ekosistem menggunakan mineral tanah, kelembapan, dan fluks cahaya dengan lebih efisien.

Struktur ekologi Ekosistem terdiri dari kelompok organisme ekologi berbeda yang mungkin memiliki komposisi spesies berbeda, tetapi menempati relung ekologi yang serupa. Masing-masing kelompok ekologi menjalankan fungsi tertentu dalam masyarakat: menghasilkan bahan organik dengan menggunakan sumber energi matahari dan kimia, mengkonsumsinya, mengubah bahan organik mati menjadi zat anorganik, sehingga mengembalikannya ke siklus zat.

Sebuah tanda penting karakteristik struktural ekosistem adalah adanya batas-batas habitat berbagai komunitas. Biasanya bersyarat. Akibatnya timbul zona perbatasan (tepi) yang cukup luas dan berbeda-beda kondisi khusus. Tumbuhan dan hewan yang menjadi ciri khas masing-masing komunitas yang berdekatan menembus wilayah yang berdekatan, menciptakan “tepi” tertentu, jalur perbatasan - ecotone . Ini adalah bagaimana hal itu muncul berbatasan atau regional dampaknya adalah peningkatan keanekaragaman dan kepadatan organisme di pinggiran (tepi) komunitas tetangga dan di zona transisi di antara mereka.

5. Struktur fungsional ekosistem. Kelompok fungsional organisme dalam suatu ekosistem.

Organisme hidup dalam suatu ekosistem mempunyai fungsi yang berbeda-beda, tergantung pada jenis makanan yang dimakannya. Selama evolusi, dua jenis nutrisi utama muncul di Bumi - autotrofik Dan heterotrofik.

Di ekosistem mana pun ada tiga kelompok fungsional organisme: produsen, konsumen dan pengurai.

Dasar terbentuknya dan berfungsinya ekosistem adalah produsen− tumbuhan dan mikroorganisme yang mampu menghasilkan (menghasilkan) dari bahan anorganik organik dengan menggunakan energi cahaya - autotrof (mobil - saya sendiri , trofik - makan , sl Yunani.., fotosintesis) , atau energi yang terkandung di dalamnya ikatan kimia koneksi - kemotrof (kemosintesis).

Autotrof meliputi tumbuhan hijau (tumbuhan berpembuluh tinggi), lumut, lumut kerak, ganggang hijau dan biru-hijau, yang merupakan produsen utama – penghasil bahan organik dalam ekosistem.

Kemotrof mencakup organisme yang mensintesis bahan organik dari bahan anorganik menggunakan energi oksidasi amonia, hidrogen sulfida, besi dan zat lain yang ditemukan di tanah atau batuan di bawahnya.

Berbeda dengan produsen yang menghasilkan produk utama ekosistem, organisme yang memanfaatkan produk tersebut disebut heterotrof (heteros - berbeda, kata Yunani), menggunakan bahan organik siap pakai dan energi organisme lain serta produk metabolismenya untuk kehidupan.

Mereka heterotrofik konsumen (consumo - mengkonsumsi, lat.) Dan pengurai.

fitofag- herbivora (phytos - tanaman, phagos - pemakan, kata Yunani) - konsumen urutan pertama. Fitofag adalah akumulator sekunder energi matahari yang awalnya dikumpulkan oleh tumbuhan.

Zoofagi- predator, karnivora - konsumen urutan ke-2 atau ke-3 - memakan fitofag dan predator yang lebih kecil. Predator adalah pengatur keseimbangan biologis yang paling penting: mereka tidak hanya mengatur jumlah hewan fitofag, tetapi juga bertindak sebagai penjaga, terutama memakan hewan yang sakit dan lemah.

Simbiotrof(simbiosis - hidup bersama, gr.)- mikroorganisme, bakteri dan jamur yang hidup di dalam dan sekitar akar tumbuhan dan menerima sebagian hasil fotosintesis berupa zat organik yang dikeluarkan oleh akar. Mereka menyerap air dan garam mineral dari tanah dan memindahkannya ke tanaman, mengubah nitrogen di udara menjadi bentuk yang dapat diakses oleh tanaman. Simbiotrof juga mencakup mikroorganisme (bakteri, hewan bersel tunggal) yang hidup di saluran pencernaan hewan fitofag dan membantu mereka mencerna makanan.

Saprofag atau detritivora - hewan pemakan bangkai dan kotoran (gagak, gagak, hyena, elang hering, kumbang kotoran, lalat, dll). Organisme mati terbentuk sisa-sisa : persediaan bahan organik, yang selama beberapa waktu terputus dari siklus organik. Saprofag, memakan dan mengolah detritus, mempercepat peredarannya di alam./p>

Sekelompok organisme yang aneh terbentuk omnivora e atau euryphage . Ini adalah organisme dengan jenis nutrisi campuran, mis. memakan hewan, tumbuhan, dan bahkan detritus. Misalnya beruang, rubah, babi, ayam, burung gagak, kecoa, kawan.

Detritus diproses dan pengurai (mengurangi - membawa kembali, lat.)(konsumen mikro, penghancur, saprotrof, osmotrof) - organisme heterotrofik yang menguraikan bahan organik - detritus dan kotoran hewan menjadi garam mineral, yang dikembalikan melalui larutan tanah kembali ke akar tanaman (makro dan mikroorganisme - jamur, bakteri, protozoa). Selama aktivitas vital organisme ini, zat mineral dipulihkan, yang digunakan kembali oleh produsen.

Banyak organisme - detritivora hidup di dalam tanah, raja tanah bisa disebut cacing tanah, yang memakan jaringan tanaman mati. Dengan melewatkannya melalui ususnya, ia mengubahnya menjadi kotoran dengan kandungan bahan organik yang tinggi. Ini adalah salah satu produsen aktif humus tanah. Massa cacing tanah di tanah pada ekosistem yang sangat produktif mungkin lebih tinggi dibandingkan massa hewan darat.

Dengan demikian, produsen, konsumen, dan pengurai, yang diwakili oleh banyak spesies dalam ekosistem, menjamin keberadaannya yang stabil dalam jangka panjang.

Meskipun ekosistem dan biogeocenosis digunakan sebagai konsep yang sama, ekosistem memiliki ukuran dan kompleksitas yang berbeda-beda. Meskipun biogeocenosis mempunyai batas-batas tertentu yang jelas, sangat sulit untuk menentukan batas-batas ekosistem. Contoh ekosistem kecil antara lain setetes air yang mengandung mikroba, tunggul pohon yang membusuk beserta mikroorganismenya, jamur, dan vertebrata kecil. Suatu ekosistem dapat mencakup beberapa biogeocenosis.

Dengan demikian, ekosistem merupakan konsep yang lebih luas dibandingkan dengan biogeocenosis. Setiap biogeocenosis adalah suatu ekosistem, tetapi tidak semua ekosistem dapat disebut biogeocenosis.

Lingkungan

Ekosistem terbesar adalah biosfer.

Kehidupan di Bumi tidak terganggu selama lebih dari 3,5 miliar tahun berkat siklus zat di alam. Tumbuhan membuat zat organik dari mineral, air, karbon dioksida, menggunakan aliran energi matahari. Hewan menggunakan bahan organik siap pakai dalam proses makannya, dan jamur serta bakteri secara bertahap menghancurkannya menjadi zat mineral. Mineral digunakan kembali oleh tanaman. Ini adalah bagaimana hal itu muncul siklus biologis zat.

Dalam komunitas alami, organisme hidup tidak hanya terhubung satu sama lain, tetapi juga dengan alam mati. Keterkaitan yang erat antara komponen alam yang hidup dan yang tidak hidup membentuk suatu ekosistem.

Peredaran zat dalam suatu ekosistem dapat terjadi jika terdapat cadangan unsur hara yang diperlukan bagi kehidupan dan tiga kelompok organisme yang membentuk komunitas alami – produsen (produsen), konsumen (konsumen), perusak (dekomposer) zat organik.

Tidak ada satu spesies pun di Bumi yang tidak menjadi makanan bagi spesies lain atau tidak memakan organisme spesies lain. Himpunan makhluk hidup dalam suatu ekosistem yang melaluinya terjadi perpindahan energi yang terkandung dalam zat organik disebut sirkuit listrik.

Hewan herbivora menggunakan energi yang disimpan tumbuhan dalam bentuk zat organik. Namun, tumbuhan menghabiskan sebagian besar energinya untuk proses vital. Predator yang memakan hewan pemakan tumbuhan menerima lebih sedikit energi. Sisa-sisa hewan dan tumbuhan, yang mengandung lebih sedikit energi, secara bertahap dikonsumsi oleh jamur dan bakteri. Jadi, karena pemborosan energi yang terus-menerus dalam proses kehidupan, rantai makanan biasanya terdiri dari sejumlah kecil mata rantai - biasanya 3-5.

Jumlah total spesies dalam suatu ekosistem bisa mencapai ratusan atau ribuan. Hampir selalu, organisme dari spesies berbeda memakan objek berbeda. Akibatnya, terbentuklah jaring makanan yang kompleks. Berkat ini, hilangnya individu dari spesies apa pun tidak mempengaruhi ekosistem. Itu terus ada secara stabil untuk waktu yang lama.

Aliran zat dan energi yang melewati organisme hidup sangatlah besar. Jadi, seseorang mengonsumsi puluhan ton air dan makanan selama hidupnya, dan jutaan liter udara melewati paru-parunya.

Berdasarkan asal

Ekosistem bisa saja alami(hutan, padang rumput, danau) dan palsu(taman, lapangan, kebun). Bahan dari situs

Untuk ukuran

Ekosistem bisa sangat buruk besar(tundra, taiga), rata-rata ukuran (kolam, hutan birch) dan lengkap kecil(sungai, gundukan rawa).

Kajian tentang lingkungan sebagai suatu komunitas keseimbangan organisme hidup, yang idealnya beradaptasi untuk hidup pada lingkungan tertentu dengan iklim mikro tertentu dan sejumlah ciri lainnya, memunculkan munculnya konsep ekosistem.

Kata ini mulai disebut suatu sistem yang mencakup interaksi makhluk hidup (biocenosis) dan habitat (biotope), saling bertukar energi dan materi, yang berlangsung dalam jangka waktu yang cukup lama. Contoh utama ekosistem adalah kolam, yang merupakan rumah bagi banyak tumbuhan, mikroorganisme, serangga, ikan, burung, dan mamalia.

Dalam biologi, gradasi ekosistem berikut biasanya dibedakan:

— mikroekosistem (setetes air tempat hidup mikroorganisme, batang pohon tumbang dengan bakteri dan serangga yang hidup di dalamnya);

— mesoekosistem (satu kolam atau hutan di wilayah tertentu);


— makroekosistem (kontinental, samudera);

- ekosistem global yang mencakup planet kita.

Ekosistem global adalah sekumpulan makroekosistem, yang selanjutnya merupakan kumpulan mesoekosistem dengan skala berbeda, atau biogeocenosis. Setiap biogeocenosis individu adalah elemen utama ekosistem global bumi.

Komponen Ekosistem

Setiap ekosistem mencakup komponen hidup dan tak hidup yang secara aktif saling mempengaruhi. Tanda utama keberadaannya adalah kestabilan peredaran zat dan fenomena dalam kurun waktu yang cukup lama, yang seringkali diukur bukan dalam ribuan tahun, melainkan dalam jutaan tahun.

Komponen biogeocenosis (ekosistem) adalah:

— atmosfer (klimatop), ciri-ciri iklim dan fenomena cuacanya;

— tanah atau tanah (edaphotope) untuk menyediakan mineral, kelembapan, unsur organik;

— dunia sayur-sayuran(phytocenosis), yang mengolah kelembaban dan mineral menjadi senyawa organik;


— dunia Hewan(zoocenosis), yang basis nutrisinya adalah tumbuhan dan hewan;

— mikroorganisme (mikrobiocenosis) yang bertanggung jawab untuk mengolah sisa-sisa organik tumbuhan dan hewan yang mati.

Istilah ini digunakan untuk menunjuk sistem komponen-komponen ini dalam ilmu biologi Barat "ekosistem", diusulkan pada tahun 1935 oleh ilmuwan Inggris A. Tansley. Rusia sekolah ilmiah lebih suka menggunakan istilah tersebut "biogeocenosis" kepengarangan Ahli biologi Soviet VN Sukacheva. Kedua nama tersebut memiliki arti yang setara.

Karakteristik ekosistem

Mengingat keanekaragaman komponen hidup dan tak hidup yang menyusun suatu ekosistem, maka ciri-ciri yang menggambarkan sifat-sifatnya bersifat umum.

— Keberlanjutan– indikator utama ekosistem. Ketahanan berarti kemampuan untuk mempertahankan strukturnya di bawah berbagai pengaruh eksternal atau perubahan parameter lingkungan dan untuk pulih ketika suatu bagian rusak.

— Keanekaragaman hayati– keanekaragaman kuantitatif dan kualitatif spesies makhluk hidup yang termasuk dalam ekosistem. Semakin tinggi keanekaragaman hayati, semakin stabil struktur ekosistemnya.

— Kompleksitas ekosistem– indikator yang mencakup jumlah total spesies dan jumlah interaksi di antara keduanya. Bagaimana jumlah yang besar koneksi dicirikan oleh biogeocenosis, semakin stabil dan semakin cepat pulih dalam keadaan apa pun dampak negatif.

— Produktifitas- indikator yang dinyatakan dalam bentuk massa total seluruh makhluk hidup yang hidup pada suatu satuan luas, dan dalam bentuk massa yang sama dalam energi atau jumlah bahan organik kering.


Selain itu, pada abad terakhir telah muncul faktor baru yang mempengaruhi ekosistem di semua benua - antropogenik. Para ahli ekologi di seluruh dunia memantau dengan cermat bahwa dampak antropogenik tidak melebihi batas wajar dan tidak menyebabkan kehancuran total ekosistem di wilayah tertentu.

Ekosistem mencakup semua organisme hidup (tumbuhan, hewan, jamur, dan mikroorganisme) yang, pada tingkat tertentu, berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungan mati di sekitarnya (iklim, tanah, sinar matahari, udara, atmosfer, air, dll.) .

Suatu ekosistem tidak memiliki ukuran tertentu. Ukurannya bisa sebesar gurun atau danau, atau sekecil pohon atau genangan air. Air, suhu, tumbuhan, hewan, udara, cahaya dan tanah semuanya berinteraksi bersama.

Inti dari ekosistem

Dalam suatu ekosistem, setiap organisme mempunyai tempat atau perannya masing-masing.

Bayangkan ekosistem sebuah danau kecil. Di dalamnya, Anda dapat menemukan semua jenis organisme hidup, mulai dari mikroskopis hingga hewan dan tumbuhan. Mereka bergantung pada hal-hal seperti air, sinar matahari, udara dan bahkan jumlahnya nutrisi dalam air. (Klik untuk mempelajari lebih lanjut tentang lima kebutuhan dasar organisme hidup).

Diagram ekosistem danau

Setiap kali ada "orang luar" (makhluk hidup atau faktor eksternal, seperti kenaikan suhu) dimasukkan ke dalam ekosistem, konsekuensi bencana dapat terjadi. Hal ini terjadi karena organisme (atau faktor) baru tersebut mampu mendistorsi keseimbangan interaksi alami dan menyebabkan potensi kerusakan atau kehancuran pada ekosistem non-asli.

Biasanya, anggota biotik suatu ekosistem, bersama dengan faktor abiotiknya, bergantung satu sama lain. Artinya ketiadaan salah satu anggota atau salah satu faktor abiotik dapat mempengaruhi keseluruhan sistem ekologi.

Jika cahaya dan air tidak cukup, atau jika tanah mengandung sedikit unsur hara, tanaman bisa mati. Jika tumbuhan mati, maka hewan yang bergantung padanya juga akan terkena dampaknya. Jika hewan yang bergantung pada tumbuhan mati, maka hewan lain yang bergantung pada tumbuhan juga akan mati. Ekosistem di alam bekerja dengan cara yang sama. Semua bagiannya harus berfungsi bersama untuk menjaga keseimbangan!

Sayangnya, ekosistem dapat rusak karena bencana alam seperti kebakaran, banjir, angin topan, dan letusan gunung berapi. Aktifitas manusia juga berkontribusi terhadap kerusakan banyak ekosistem dan.

Jenis ekosistem utama

Sistem ekologi memiliki dimensi yang tidak terbatas. Mereka mampu hidup di ruang kecil, misalnya di bawah batu, tunggul pohon yang membusuk atau di danau kecil, dan juga menempati area yang luas (seperti seluruh hutan tropis). Dari sudut pandang teknis, planet kita dapat disebut sebagai satu ekosistem yang sangat besar.

Diagram ekosistem kecil dari tunggul pohon yang membusuk

Jenis ekosistem tergantung skalanya:

  • Mikroekosistem- ekosistem skala kecil, seperti kolam, genangan air, tunggul pohon, dll.
  • Mesoekosistem- ekosistem, seperti hutan atau danau besar.
  • Bioma. Ekosistem yang sangat besar atau kumpulan ekosistem dengan faktor biotik dan abiotik yang serupa, seperti seluruh hutan tropis dengan jutaan hewan dan pepohonan, serta banyak badan air yang berbeda.

Batas-batas ekosistem tidak ditandai dengan garis yang jelas. Seringkali mereka dipisahkan oleh batasan geografis seperti gurun, gunung, lautan, danau, dan sungai. Karena batas-batasnya tidak ditentukan secara ketat, ekosistem cenderung menyatu satu sama lain. Inilah sebabnya mengapa sebuah danau dapat memiliki banyak ekosistem kecil karakteristik unik. Para ilmuwan menyebut pencampuran ini "Ecotone".

Jenis ekosistem menurut jenis kejadiannya:

Selain jenis ekosistem di atas, terdapat juga pembagian menjadi sistem ekologi alami dan buatan. Ekosistem alami diciptakan oleh alam (hutan, danau, padang rumput, dll), dan ekosistem buatan diciptakan oleh manusia (kebun, petak pribadi, taman, ladang, dll).

Jenis ekosistem

Ada dua jenis ekosistem utama: perairan dan darat. Setiap ekosistem lain di dunia termasuk dalam salah satu dari dua kategori ini.

Ekosistem darat

Ekosistem darat dapat ditemukan dimana saja di dunia dan dibagi menjadi:

Ekosistem hutan

Ini adalah ekosistem di mana terdapat banyak vegetasi atau sejumlah besar organisme yang hidup dalam ruang yang relatif kecil. Dengan demikian, pada ekosistem hutan kepadatan makhluk hidup cukup tinggi. Perubahan kecil pada ekosistem ini dapat mempengaruhi keseluruhan keseimbangannya. Selain itu, di ekosistem seperti itu Anda dapat menemukan sejumlah besar perwakilan fauna. Selain itu, ekosistem hutan dibagi menjadi:

  • Hutan tropis yang selalu hijau atau hutan hujan tropis:, menerima curah hujan rata-rata lebih dari 2000 mm per tahun. Ciri khasnya adalah vegetasi yang lebat, didominasi oleh pepohonan tinggi yang terletak pada ketinggian berbeda-beda. Kawasan ini merupakan tempat perlindungan berbagai spesies hewan.
  • Hutan gugur tropis: Selain beragam jenis pohon, semak juga ditemukan di sini. Jenis hutan ini ditemukan di beberapa penjuru planet ini dan merupakan rumah bagi berbagai macam flora dan fauna.
  • : Mereka memiliki jumlah pohon yang cukup sedikit. Pohon cemara mendominasi di sini, memperbaharui dedaunannya sepanjang tahun.
  • Hutan berdaun lebar: Mereka berlokasi di daerah beriklim lembab yang menerima curah hujan cukup. DI DALAM bulan-bulan musim dingin, pohon-pohon menggugurkan daunnya.
  • : Terletak tepat di depannya, taiga dipenuhi pepohonan jenis konifera yang selalu hijau, suhu di bawah nol derajat selama setengah tahun, dan tanah asam. Di musim panas, Anda dapat bertemu sejumlah besar burung yang bermigrasi, serangga, dll.

ekosistem gurun

Ekosistem gurun terletak di kawasan gurun dan menerima curah hujan kurang dari 250 mm per tahun. Mereka menempati sekitar 17% dari total luas daratan bumi. Karena suhu udara yang sangat tinggi, akses yang buruk dan sinar matahari yang intens, serta tidak sekaya ekosistem lainnya.

Ekosistem padang rumput

Padang rumput terletak di daerah tropis dan sedang di dunia. Area padang rumput sebagian besar terdiri dari rerumputan, dengan sedikit pepohonan dan semak belukar. Padang rumput dihuni oleh hewan penggembala, pemakan serangga, dan herbivora. Ada dua tipe utama ekosistem padang rumput:

  • : Padang rumput tropis yang memiliki musim kemarau dan dicirikan oleh pepohonan yang tumbuh secara individual. Mereka menyediakan makanan bagi sejumlah besar herbivora dan juga merupakan tempat berburu bagi banyak predator.
  • Prairies (padang rumput beriklim sedang): Ini adalah area dengan tutupan rumput sedang, sama sekali tidak ada semak dan pepohonan besar. Padang rumput tersebut memiliki tumbuh-tumbuhan dan rerumputan tinggi serta mengalami kondisi iklim yang kering.
  • Padang rumput stepa: Daerah padang rumput kering yang terletak di dekat gurun semi-kering. Vegetasi padang rumput ini lebih pendek dibandingkan dengan sabana dan padang rumput. Pohon jarang ditemukan dan biasanya ditemukan di tepi sungai dan aliran sungai.

Ekosistem pegunungan

Daerah pegunungan menyediakan beragam habitat di mana sejumlah besar hewan dan tumbuhan dapat ditemukan. Di ketinggian, kondisi iklim yang keras biasanya terjadi sehingga hanya tanaman pegunungan yang dapat bertahan hidup. Hewan yang hidup di pegunungan tinggi memiliki bulu yang tebal untuk melindunginya dari hawa dingin. Lereng yang lebih rendah biasanya ditutupi hutan jenis konifera.

Ekosistem perairan

Ekosistem perairan adalah ekosistem yang terletak di lingkungan perairan(misalnya sungai, danau, laut dan samudera). Ini mencakup flora akuatik, fauna, dan sifat-sifat air, dan dibagi menjadi dua jenis: sistem ekologi laut dan air tawar.

Ekosistem laut

Mereka adalah ekosistem terbesar, mencakup sekitar 71% permukaan bumi dan mengandung 97% air di planet ini. Air laut mengandung sejumlah besar mineral dan garam terlarut. Sistem ekologi kelautan dibagi menjadi:

  • Oseanik (bagian lautan yang relatif dangkal yang terletak di landas kontinen);
  • Zona profundal (wilayah laut dalam yang tidak ditembus sinar matahari);
  • Wilayah benthal (wilayah yang dihuni organisme bentik);
  • Zona intertidal (tempat antara pasang surut dan pasang surut);
  • muara;
  • Terumbu karang;
  • rawa asin;
  • Ventilasi hidrotermal tempat kemosintesis membentuk persediaan makanan.

Banyak jenis organisme yang hidup di ekosistem laut, yaitu: ganggang coklat, karang, cephalopoda, echinodermata, dinoflagellata, hiu, dll.

Ekosistem air tawar

Berbeda dengan ekosistem laut, ekosistem air tawar hanya menutupi 0,8% permukaan bumi dan mengandung 0,009% total cadangan air dunia. Ada tiga tipe utama ekosistem air tawar:

  • Air tenang: air yang tidak ada arusnya, seperti kolam renang, danau atau kolam.
  • Mengalir: Air yang bergerak cepat seperti sungai kecil dan sungai.
  • Lahan Basah: Tempat di mana tanah tergenang air secara terus-menerus atau berkala.

Ekosistem air tawar adalah rumah bagi reptil, amfibi, dan sekitar 41% spesies ikan dunia. Perairan yang bergerak cepat biasanya mengandung konsentrasi oksigen terlarut yang lebih tinggi, sehingga mendukung keanekaragaman hayati yang lebih besar dibandingkan perairan yang berarus cepat genangan air kolam atau danau.

Struktur ekosistem, komponen dan faktornya

Ekosistem didefinisikan sebagai unit ekologi fungsional alami yang terdiri dari organisme hidup (biocenosis) dan lingkungan matinya (abiotik atau fisikokimia), yang saling berinteraksi dan menciptakan sistem yang stabil. Kolam, danau, gurun, padang rumput, padang rumput, hutan, dll. adalah contoh umum ekosistem.

Setiap ekosistem terdiri dari komponen abiotik dan biotik:

Struktur ekosistem

Komponen abiotik

Komponen abiotik adalah faktor kehidupan atau lingkungan fisik yang tidak berhubungan yang mempengaruhi struktur, distribusi, perilaku dan interaksi organisme hidup.

Komponen abiotik terutama diwakili oleh dua jenis:

  • Faktor iklim, yang meliputi hujan, suhu, cahaya, angin, kelembapan, dll.
  • Faktor edafis, termasuk keasaman tanah, topografi, mineralisasi, dll.

Pentingnya komponen abiotik

Atmosfer menyediakan karbon dioksida (untuk fotosintesis) dan oksigen (untuk respirasi) bagi organisme hidup. Proses evaporasi dan transpirasi terjadi antara atmosfer dan permukaan bumi.

Radiasi matahari memanaskan atmosfer dan menguapkan air. Cahaya juga diperlukan untuk fotosintesis. memberi tanaman energi untuk pertumbuhan dan metabolisme, serta produk organik untuk memberi makan bentuk kehidupan lainnya.

Sebagian besar jaringan hidup terdiri dari sejumlah besar air, hingga 90% atau lebih. Hanya sedikit sel yang mampu bertahan hidup jika kadar air turun di bawah 10%, dan sebagian besar mati bila kadar air kurang dari 30-50%.

Air adalah media masuknya produk makanan mineral ke dalam tanaman. Hal ini juga diperlukan untuk fotosintesis. Tumbuhan dan hewan menerima air dari permukaan bumi dan tanah. Sumber utama air adalah curah hujan.

Komponen biotik

Makhluk hidup baik tumbuhan, hewan, maupun mikroorganisme (bakteri dan jamur) yang terdapat dalam suatu ekosistem merupakan komponen biotik.

Berdasarkan perannya dalam sistem ekologi, komponen biotik dapat dibagi menjadi tiga kelompok utama:

  • Produser menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan menggunakan energi matahari;
  • Konsumen makan yang sudah jadi zat organik, diproduksi oleh produsen (herbivora, predator, dll);
  • Pengurai. Bakteri dan jamur yang menghancurkan senyawa organik mati dari produsen (tumbuhan) dan konsumen (hewan) untuk nutrisi dan melepaskannya ke lingkungan zat sederhana(anorganik dan organik) terbentuk sebagai produk sampingan metabolismenya.

Zat sederhana ini diproduksi berulang kali melalui metabolisme siklik antara komunitas biotik dan lingkungan abiotik ekosistem.

Tingkat ekosistem

Untuk memahami tingkatan suatu ekosistem, perhatikan gambar berikut:

Diagram Tingkat Ekosistem

Individu

Individu adalah makhluk hidup atau organisme apa pun. Individu tidak berkembang biak dengan individu dari kelompok lain. Hewan, berbeda dengan tumbuhan, biasanya diklasifikasikan dalam konsep ini, karena beberapa anggota tumbuhan dapat kawin silang dengan spesies lain.

Pada diagram di atas, Anda dapat melihat ikan mas berinteraksi lingkungan dan akan berkembang biak secara eksklusif dengan anggota spesiesnya sendiri.

Populasi

Populasi - sekelompok individu dari spesies tertentu yang hidup di wilayah geografis tertentu saat ini waktu. (Contohnya adalah ikan mas dan spesiesnya). Harap dicatat bahwa suatu populasi mencakup individu-individu dari spesies yang sama, yang mungkin memiliki berbagai perbedaan genetik seperti warna bulu/mata/kulit dan ukuran tubuh.

Masyarakat

Komunitas mencakup semua organisme hidup di suatu wilayah tertentu pada waktu tertentu. Ini mungkin berisi populasi organisme hidup dari spesies yang berbeda. Pada diagram di atas, perhatikan bagaimana ikan mas, salmon, kepiting, dan ubur-ubur hidup berdampingan di lingkungan tertentu. Komunitas besar biasanya mencakup keanekaragaman hayati.

Ekosistem

Ekosistem mencakup komunitas organisme hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya. Pada tingkat ini, organisme hidup bergantung pada faktor abiotik lain seperti batuan, air, udara, dan suhu.

Bioma

Secara sederhana merupakan kumpulan ekosistem yang mempunyai kesamaan ciri-ciri dengan faktor abiotiknya yang disesuaikan dengan lingkungannya.

Lingkungan

Ketika kita mempertimbangkan bioma yang berbeda-beda, yang masing-masing mengarah ke bioma yang lain, terbentuklah komunitas besar manusia, hewan, dan tumbuhan yang hidup di habitat tertentu. adalah totalitas seluruh ekosistem yang ada di bumi.

Rantai makanan dan energi dalam ekosistem

Semua makhluk hidup harus makan untuk memperoleh energi yang dibutuhkan untuk tumbuh, bergerak, dan bereproduksi. Tapi apa yang dimakan organisme hidup ini? Tumbuhan mendapatkan energinya dari Matahari, sebagian hewan memakan tumbuhan dan sebagian lagi memakan hewan. Hubungan makan dalam suatu ekosistem disebut rantai makanan. Rantai makanan biasanya mewakili urutan siapa yang memakan siapa dalam komunitas biologis.

Berikut adalah beberapa organisme hidup yang dapat masuk ke dalam rantai makanan:

Diagram rantai makanan

Rantai makanan tidak sama dengan rantai makanan. Jaringan trofik merupakan kumpulan dari banyak rantai makanan dan merupakan struktur yang kompleks.

Transfer energi

Energi ditransfer melalui rantai makanan dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Sebagian energi digunakan untuk pertumbuhan, reproduksi, pergerakan dan kebutuhan lainnya, dan tidak tersedia untuk tingkat berikutnya.

Rantai makanan yang lebih pendek menyimpan lebih banyak energi dibandingkan rantai makanan yang lebih panjang. Energi yang dikeluarkan diserap oleh lingkungan.