Cấu trúc và chức năng của một hệ sinh thái

Hai khía cạnh chính của một hệ sinh thái là cấu trúc và chức năng.

Theo cấu trúc, chúng tôi có nghĩa là:

(i) thành phần của cộng đồng sinh học bao gồm các loài, số lượng, sinh khối, lịch sử sự sống và phân bố trong không gian, v.v.

(ii) số lượng và phân phối các vật liệu không sống, như chất dinh dưỡng, nước, v.v.

(iii) phạm vi hoặc độ dốc của các điều kiện tồn tại, chẳng hạn như nhiệt độ, ánh sáng, v.v.

Theo chức năng, chúng tôi có nghĩa là:

(i) tốc độ dòng năng lượng sinh học, tức là tốc độ sản xuất và hô hấp của cộng đồng,

(ii) tỷ lệ nguyên liệu hoặc chu trình dinh dưỡng, và

(iii) điều hòa sinh học hoặc sinh thái bao gồm cả điều hòa sinh vật theo môi trường (photoperiodism, v.v.) và điều hòa môi trường của sinh vật, (sinh vật cố định đạm, v.v.). Do đó, trong bất kỳ hệ sinh thái, cấu trúc và chức năng (hàm tỷ lệ) được nghiên cứu cùng nhau.

Cấu trúc của một hệ sinh thái:

Một hệ sinh thái có hai thành phần chính: phi sinh học và sinh học.

Thành phần phi sinh học (không sống) bao gồm:

(i) Lượng các chất vô cơ như P, S, C, N, H, v.v. tham gia vào các chu trình vật chất. Lượng các chất vô cơ này, có mặt tại bất kỳ thời điểm nào trong một hệ sinh thái, được chỉ định là trạng thái đứng hoặc chất lượng đứng,

. hệ sinh thái,

(iii) Khí hậu của khu vực nhất định. Thành phần Biotic (sống) thực sự là cấu trúc chiến lợi phẩm của bất kỳ hệ sinh thái nào, nơi các sinh vật sống được phân biệt dựa trên các mối quan hệ dinh dưỡng của chúng. Các thành phần công nghệ sinh học của một hệ sinh thái có hai thành phần phụ: đó là tự dưỡng và dị dưỡng.

(i) Thành phần tự động:

Trong đó cố định năng lượng ánh sáng, sử dụng các chất vô cơ đơn giản và tích tụ các chất phức tạp chiếm ưu thế. Thành phần này được cấu thành chủ yếu bởi các loại cây xanh, bao gồm cả vi khuẩn quang hợp. Ở một mức độ thấp hơn, các vi khuẩn tổng hợp hóa học cũng góp phần tích tụ chất hữu cơ. Các thành viên của thành phần tự dưỡng được gọi là nhà sản xuất.

(ii) Thành phần dị dưỡng:

Trong đó việc sử dụng, sắp xếp lại và phân hủy các vật liệu phức tạp chiếm ưu thế. Các sinh vật liên quan được gọi là người tiêu dùng, vì họ tiêu thụ vật chất được xây dựng bởi các nhà sản xuất (autotrophs). Người tiêu dùng được phân loại thêm là: người tiêu dùng vĩ mô và vi mô.

(a) Người tiêu dùng vĩ mô:

Đây là những người tiêu dùng, theo thứ tự khi chúng xảy ra trong chuỗi thức ăn là động vật ăn cỏ, động vật ăn thịt (hoặc động vật ăn tạp). Động vật ăn cỏ còn được gọi là người tiêu dùng chính. Người tiêu dùng thứ cấp và đại học, nếu có, là động vật ăn thịt hoặc ăn tạp. Tất cả chúng đều là thực bào bao gồm các động vật chủ yếu ăn các chất hữu cơ và hạt khác.

(b) Người tiêu dùng vi mô:

Đây là phổ biến được gọi là dịch ngược. Chúng là saprotrophs (osmotrophs) và bao gồm chủ yếu là vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm. Chúng phân hủy các hợp chất phức tạp của nguyên sinh chất chết hoặc sống hấp thụ một số sản phẩm phân hủy hoặc phân hủy và giải phóng các chất dinh dưỡng vô cơ trong môi trường, khiến chúng trở lại tự động.

Thành phần sinh học của bất kỳ hệ sinh thái nào có thể được coi là vương quốc chức năng của tự nhiên, vì chúng dựa trên loại dinh dưỡng và nguồn năng lượng được sử dụng. Cấu trúc chiến lợi phẩm của một hệ sinh thái là một kiểu sắp xếp của người tiêu dùng sản xuất, trong đó mỗi cấp độ thực phẩm của Cameron được gọi là cấp độ danh hiệu.

Lượng vật liệu sống ở các cấp độ danh hiệu khác nhau hoặc trong quần thể thành phần được gọi là cây trồng đứng, một thuật ngữ áp dụng cho cả thực vật cũng như động vật. Cây trồng đứng có thể được biểu thị bằng (i) số lượng sinh vật trên một đơn vị diện tích, hoặc (ii) sinh khối tức là khối lượng sinh vật trong đơn vị diện tích, có thể được đo là trọng lượng sống, trọng lượng khô, trọng lượng khô không tro hoặc trọng lượng carbon, hoặc calo hoặc bất kỳ đơn vị thuận tiện khác phù hợp cho mục đích so sánh.

Chức năng của một hệ sinh thái:

Nhiều mối quan hệ quan trọng nhất giữa các sinh vật sống và môi trường cuối cùng được kiểm soát bởi lượng năng lượng đến có sẵn nhận được trên bề mặt Trái đất từ ​​mặt trời. Đó là năng lượng này, giúp thúc đẩy các hệ thống sinh học. Năng lượng của mặt trời cho phép thực vật chuyển đổi các hóa chất vô cơ thành các hợp chất hữu cơ. Chỉ một tỷ lệ rất nhỏ ánh sáng mặt trời nhận được trên bề mặt Trái đất được chuyển thành dạng sinh hóa.

Các sinh vật sống có thể sử dụng năng lượng ở hai dạng cơ bản: rạng rỡ hoặc cố định. Năng lượng bức xạ tồn tại dưới dạng năng lượng điện từ, chẳng hạn như ánh sáng. Năng lượng cố định là năng lượng hóa học tiềm năng được tìm thấy trong các chất hữu cơ. Năng lượng này có thể được giải phóng thông qua hô hấp. Các sinh vật có thể lấy năng lượng từ các nguồn vô cơ và cố định nó thành các phân tử hữu cơ giàu năng lượng được gọi là tự dưỡng.

Nếu năng lượng này đến từ ánh sáng thì những sinh vật này được gọi là tự dưỡng quang hợp. Trong hầu hết các hệ sinh thái thực vật là tự dưỡng quang hợp chiếm ưu thế. Các sinh vật đòi hỏi năng lượng cố định được tìm thấy trong các phân tử hữu cơ cho sự sống sót của chúng được gọi là dị dưỡng. Những người dị dưỡng lấy năng lượng từ các sinh vật sống được gọi là người tiêu dùng.

Người tiêu dùng có thể có hai loại cơ bản: Người tiêu dùng và người dịch ngược. Người tiêu dùng tiêu thụ thực vật được gọi là động vật ăn cỏ. Động vật ăn thịt là người tiêu dùng ăn động vật ăn cỏ hoặc động vật ăn thịt khác. Chất phân hủy hoặc mảnh vụn là những dị thể thu được năng lượng của chúng hoặc từ các sinh vật chết hoặc từ các hợp chất hữu cơ phân tán trong môi trường.

Hành vi của năng lượng trong hệ sinh thái có thể được gọi là dòng năng lượng do dòng năng lượng đơn hướng, Từ quan điểm năng lượng, điều cần thiết là phải hiểu đối với một hệ sinh thái:

(i) hiệu quả của các nhà sản xuất trong việc hấp thụ và chuyển đổi năng lượng mặt trời

(ii) việc sử dụng dạng năng lượng hóa học chuyển đổi này của người tiêu dùng

(iii) tổng năng lượng đầu vào dưới dạng thực phẩm và hiệu quả của quá trình đồng hóa

(iv) mất thông qua hô hấp, nhiệt, bài tiết, vv

(v) tổng sản lượng ròng. Hai mô hình năng lượng để hiểu hệ sinh thái điển hình. Chúng là các mô hình năng lượng kênh đơn và mô hình dòng năng lượng hình g.