Struktur och funktion av ett ekosystem

De två viktigaste aspekterna av ett ekosystem är strukturen och funktionen.

Med struktur menar vi:

(i) Sammansättningen av biologiska samhället, inklusive arter, siffror, biomassa, livshistoria och fördelning i rymden etc.,

ii) Mängd och fördelning av icke levande material, såsom näringsämnen, vatten etc., och

(iii) intervallet eller gradienten av existerande existenser, såsom temperatur, ljus etc.

Med funktion menar vi:

(i) hastigheten av biologiskt energiflöde, dvs samhällets produktions- och andningshastigheter,

(ii) materialhastighet eller näringscykler, och

(iii) biologisk eller ekologisk reglering som omfattar både reglering av organismer genom miljö (fotoperiodism etc.) och organismerens reglering av miljön (kvävefixerande organismer etc.). Således studeras i vilket ekosystem som helst struktur och funktion (hastighetsfunktioner) tillsammans.

Struktur av ett ekosystem:

Ett ekosystem har två huvudkomponenter: nämligen abiotisk och biotisk.

Abiotisk (icke-levande) komponent innefattar:

(i) Mängden oorganiska ämnen som P, S, C, N, H etc. involverade i materialcykler. Mängden av dessa oorganiska ämnen, närvarande vid varje given tillfälle i ett ekosystem, betecknas som stående tillstånd eller stående kvalitet,

(ii) Mängden och fördelningen av oorganiska kemikalier, såsom klorofyll etc, och av organiska material, som proteiner, kolhydrater, lipider etc., närvarande i biomassa eller i miljön, dvs biokemisk struktur som kopplar samman de biotiska och abiotiska komponenterna i ekosystemet,

iii) Klimatet i den givna regionen. Den biotiska (levande) komponenten är faktiskt den trofiska strukturen hos något ekosystem, där levande organismer särskiljs utifrån deras näringsrelationer. Biotekniska komponenter i ett ekosystem har två delkomponenter: nämligen autotrof och heterotrof.

(i) Autotrofisk komponent:

I vilken fixering av ljusenergi dominerar användningen av enkla oorganiska ämnen och uppbyggnad av komplexa substanser. Komponenten består huvudsakligen av gröna växter, inklusive fotosyntetiska bakterier. I mindre utsträckning bidrar kemosyntetiska mikrober också till uppbyggnad av organisk material. Medlemmar av den autotrofa komponenten är kända som producenter.

(ii) Heterotrofisk komponent:

I vilken utsträckning dominerar omorganisering och sönderdelning av komplexa material. De involverade organismerna är kända som konsumenter, eftersom de förbrukar frågan som byggts upp av producenterna (autotrofer). Konsumenterna kategoriseras vidare som: makro- och mikrokonsumenter.

a) Makrokonsumenter:

Dessa är konsumenterna, som i en ordning som de förekommer i en livsmedelskedja, är herbivor, köttätare (eller omnivorer). Herbivorer är också kända som primära konsumenter. Sekundära och tertiära konsumenter, om de är närvarande, är köttätare eller omnivorer. De är alla fagotrofer som främst innehåller djur som innehåller andra organiska och partikelformiga organiska ämnen.

b) Mikrokonsumenter:

Dessa är populärt kända som sönderdelare. De är saprotrofer (osmotrofer) och innehåller främst bakterier, aktinomyceter och svampar. De bryter samman komplexa föreningar med död eller levande protoplasma absorberar några av sönderdelnings- eller nedbrytningsprodukterna och frigör oorganiska näringsämnen i miljön, vilket gör dem tillgängliga igen för autotrofer.

Den biotiska komponenten i något ekosystem kan betraktas som det funktionella riket i naturen, eftersom de är baserade på vilken typ av näring och energikälla som används. Ett ekosystems trofiska struktur är en typ av konsumentarrangemang för producent, där varje "matnivå" kallas trofisk nivå.

Mängden levande material i olika trofiska nivåer eller i en komponentpopulation är känd som den permanenta grödan, en term som gäller både växter och djur. Stående grödor kan uttryckas i termer av (i) antal organismer per areanhet eller (ii) biomassa, dvs organismmassa i enhetsarea, som kan mätas som levande vikt, torrvikt, askafri torrvikt eller kolvikt, eller kalorier eller någon annan lämplig enhet som är lämplig för jämförande ändamål.

Funktion av ett ekosystem:

Många av de viktigaste relationerna mellan levande organismer och miljön styrs slutligen av den mängd tillgänglig inkommande energi som tas emot på jordens yta från solen. Det är denna energi som hjälper till att köra biotiska system. Solens energi gör det möjligt för växter att omvandla oorganiska kemikalier till organiska föreningar. Endast en mycket liten del av solljuset som tas emot på jordens yta omvandlas till biokemisk form.

Levande organismer kan använda energi i i huvudsak två former: strålande eller fast. Strålande energi existerar i form av elektromagnetisk energi, såsom ljus. Fast energi är den potentiella kemiska energin som finns i organiska ämnen. Denna energi kan släppas genom andning. Organer som kan ta energi från oorganiska källor och fixa den i energirika organiska molekyler kallas autotrofer.

Om denna energi kommer från ljus kallas dessa organismer fotosyntetiska autotrofer. I de flesta ekosystem är växter den dominerande fotosyntetiska autotrofen. Organismer som kräver fast energi som finns i organiska molekyler för deras överlevnad heter heterotrofer. Heterotrophs som erhåller energi från levande organismer kallas konsumenter.

Konsumenterna kan vara av två grundläggande typer: Konsument och sönderdelare. Konsumenter som konsumerar växter är kända som växtätare. Köttätare är konsumenter som äter gräsklippare eller andra köttätare. Nedbrytare eller detritivorer är heterotrofer som uppnår sin energi antingen från döda organismer eller från organiska föreningar som är dispergerade i miljön.

Energiets beteende i ekosystemet kan benämnas energiflöde på grund av ettriktat flöde av energi. Från energetisk synvinkel är det viktigt att förstå för ett ekosystem:

(i) Producenternas effektivitet vid absorption och omvandling av solenergi

(ii) användningen av denna omvandlade kemiska energiform av konsumenterna

iii) Den totala inmatningen av energi i form av mat och dess effektivitet vid assimilering

(iv) förlusten genom andning, värme, utsöndring etc.

(v) Bruttoproduktionen. Två energimodeller för att förstå typiskt ekosystem. De är enkla kanals energimodeller och g-formade energiflödesmodeller.