هيكل ووظيفة النظام البيئي

الجانبان الرئيسيان للنظام البيئي هما الهيكل والوظيفة.

بالهيكل نعني:

(1) تكوين المجتمع البيولوجي بما في ذلك الأنواع والأعداد والكتلة الحيوية وتاريخ الحياة والتوزيع في الفضاء وما إلى ذلك ،

(2) كمية وتوزيع المواد غير الحية ، مثل المواد المغذية والمياه وما إلى ذلك ، و

(3) المدى أو التدرج لظروف الوجود ، مثل درجة الحرارة والضوء الخ.

نقصد بالوظيفة:

(1) معدل تدفق الطاقة البيولوجية ، أي معدلات الإنتاج والتنفس في المجتمع ،

(2) معدل المواد أو دورات المغذيات، و

(3) التنظيم البيولوجي أو الإيكولوجي بما في ذلك كل من تنظيم الكائنات الحية من قبل البيئة (ضوئية ضوئية ، إلخ) وتنظيم البيئة من قبل الكائن الحي ، (كائنات تثبيت النتروجين وغيرها). وبالتالي ، في أي نظام بيئي ، يتم دراسة البنية والوظيفة (وظائف المعدل) معًا.

هيكل النظام البيئي:

النظام البيئي له مكونان رئيسيان هما: اللاأحيائية والأحيائية.

يشمل المكون اللاحيوي (غير الحي):

(ط) كمية المواد غير العضوية مثل P ، S ، C ، N ، H ، إلخ. المشاركة في دورات المواد. يتم تحديد كمية هذه المواد غير العضوية ، الموجودة في أي وقت في النظام البيئي ، كدولة دائمة أو جودة ثابتة ،

(2) كمية وتوزيع المواد الكيميائية غير العضوية ، مثل الكلوروفيل وغيرها ، والمواد العضوية ، مثل البروتينات والكربوهيدرات والدهون ، وما إلى ذلك ، الموجودة إما في الكتلة الحيوية أو في البيئة ، أي البنية البيوكيميائية التي تربط المكونات الأحيائية واللاحيوية. النظام البيئي،

(3) مناخ المنطقة المعطاة. إن المكون الحيوي (الحي) هو في الواقع البنية الغذائية لأي نظام بيئي ، حيث تتميز الكائنات الحية على أساس علاقاتها التغذوية. تشتمل مكونات التكنولوجيا الحيوية في النظام البيئي على مكونين فرعيين: وهما ذاتي التغذية وغيرية التغذية.

(1) المكون الذاتي التغذية:

وفي حالة تثبيت الطاقة الضوئية ، يسود استخدام مواد غير عضوية بسيطة وبناء مواد معقدة. المكون يتكون أساسا من النباتات الخضراء ، بما في ذلك البكتيريا الضوئي. إلى حد أقل ، تساهم الميكروبات الاصطناعية في عملية تراكم المواد العضوية. ويعرف أعضاء المكون الذاتي التغذية باسم المنتجين.

(2) المكون التغذوي:

في أي استخدام ، وإعادة ترتيب وتحلل المواد المعقدة السائدة. تُعرف الكائنات الحية كمستهلكين ، لأنها تستهلك المادة التي تم إنشاؤها من قبل المنتجين (autotrophs). يتم تصنيف المستهلكين كذلك على النحو التالي: المستهلكين الكلي والجزئي.

(أ) المستهلكين الكليين:

هؤلاء هم المستهلكون ، وهم في ترتيب كما يحدثون في سلسلة طعام ، هم آكلات لحوم أو آكلات آكلة اللحوم (أو حيوانات آكلة اللحوم). تعرف الأعشاب أيضًا باسم المستهلكين الأساسيين. والمستهلكون الثانويون والثالثيون ، إذا كانوا حاضرين ، هم من الحيوانات آكلة اللحوم أو الحيوانات آكلة اللحوم. هم جميعًا phagotrophs التي تشمل بشكل رئيسي الحيوانات التي تتناول المواد العضوية والجزيئات العضوية الأخرى.

(ب) المستهلكين الصغار:

هذه معروفة شعبيا باسم decomposers. هم saprotrophs (osmotrophs) وتشمل البكتيريا ، actinomycetes والفطريات بشكل رئيسي. إنها تكسر مركبات معقدة من بروتوبلازم ميت أو حي تمتص بعض منتجات التحلل أو الانهيار وتطلق مواد مغذية غير عضوية في البيئة ، مما يجعلها متاحة مرة أخرى للأوتوماتيكية.

يمكن النظر إلى المكون الحيوي لأي نظام إيكولوجي باعتباره مملكة الطبيعة الوظيفية ، حيث أنها تستند إلى نوع التغذية ومصدر الطاقة المستخدم. الهيكل الغذائي للنظام البيئي هو نوع واحد من ترتيبات مستهلكي المنتجين ، حيث يعرف كل مستوى "غذائي" على أنه المستوى الغذائي.

تُعرف كمية المادة الحية في مستويات التغذية المختلفة أو في مجموعة المكونات باسم المحصول الدائم ، وهو مصطلح ينطبق على كل من النباتات والحيوانات. يمكن التعبير عن المحصول الدائم من حيث: (i) عدد الكائنات الحية لكل وحدة مساحة ، أو (2) الكتلة الحيوية ، أي كتلة الكائن في منطقة الوحدة ، والتي يمكن قياسها كوزن حي ، أو وزن جاف ، أو وزن جاف خالٍ من الرماد ، أو وزن كربوني. أو السعرات الحرارية أو أي وحدة مناسبة أخرى مناسبة للأغراض المقارنة.

وظيفة النظام البيئي:

يتم التحكم في العديد من أهم العلاقات بين الكائنات الحية والبيئة في نهاية المطاف بكمية الطاقة الواردة المتلقاة على سطح الأرض من الشمس. هذه الطاقة هي التي تساعد على دفع الأنظمة الحيوية. تسمح طاقة الشمس للنباتات بتحويل المواد الكيميائية غير العضوية إلى مركبات عضوية. يتم تحويل نسبة صغيرة جداً من ضوء الشمس على سطح الأرض إلى شكل كيميائي حيوي.

يمكن للكائنات الحية أن تستخدم الطاقة في شكلين أساسيين: إشعاعي أو ثابت. الطاقة الإشعاعية موجودة في شكل الطاقة الكهرومغناطيسية ، مثل الضوء. الطاقة الثابتة هي الطاقة الكيميائية المحتملة الموجودة في المواد العضوية. يمكن تحرير هذه الطاقة من خلال التنفس. الكائنات التي يمكن أن تأخذ الطاقة من المصادر غير العضوية وتثبيتها في جزيئات عضوية غنية بالطاقة تسمى autotrophs.

إذا كانت هذه الطاقة تأتي من الضوء ، فإن هذه الكائنات تسمى autotrophs الضوئي. في معظم النظم البيئية ، تعتبر النباتات هي ذاتية التغذية الضوئي السائدة. الكائنات الحية التي تتطلب طاقة ثابتة موجودة في الجزيئات العضوية من أجل بقائها هي التي تسمى التغاير. يسمى المتغايرين الذين يحصلون على طاقتهم من الكائنات الحية المستهلكين.

يمكن أن يكون المستهلكون من نوعين أساسيين: المستهلك والمحلل. يُعرف المستهلكون الذين يستهلكون النباتات باسم العواشب. آكلات اللحوم هي مستهلكين يأكلون العواشب أو الحيوانات آكلة اللحوم الأخرى. المكسرات أو المبيدات هي مواد غيرية التغذية تحصلين على طاقتهم إما من الكائنات الميتة أو من المركبات العضوية المنتشرة في البيئة.

يمكن تسمية سلوك الطاقة في النظام البيئي بتدفق الطاقة بسبب تدفق الطاقة الأحادي الاتجاه ، من وجهة نظر حيوية من الضروري فهم النظام البيئي:

(1) كفاءة المنتجين في امتصاص وتحويل الطاقة الشمسية

(2) استخدام هذا الشكل الكيميائي المحول للطاقة من قبل المستهلكين

(3) إجمالي مدخلات الطاقة في شكل الغذاء وكفاءته في الاستيعاب

(4) الخسارة من خلال التنفس والحرارة وإفراز الخ.

(ت) إجمالي صافي الإنتاج. نموذجان للطاقة لفهم النظام الإيكولوجي النموذجي. هم نماذج طاقة قناة واحدة ونماذج تدفق الطاقة على شكل g.