Ekosistem alami dan buatan, fitur-fiturnya. Sistem ekologi: konsep, esensi, jenis dan tingkatan

Ekosistem alami (biogeocenosis) adalah komponen utama biosfer. Keanekaragaman dan distribusinya di permukaan bumi memiliki sangat penting bagi manusia, karena dari mereka ia mendapat makanan, bahan untuk pengobatan, bahan untuk membuat pakaian dan membangun rumah, bahan baku untuk produksi industri dll.

Aktivitas manusia, terutama pada abad terakhir, mulai secara dramatis mengubah keadaan ekosistem alam dan biosfer secara keseluruhan. Akibatnya, ribuan tahun ekosistem yang ada dihancurkan, dan banyak spesies tumbuhan dan hewan menghilang.

Aktivitas utama manusia yang menyebabkan perubahan ekosistem: dengan pembangunan kota, jalan, bendungan , d kebiasaan mineral, berburu, memancing, koleksi tanaman berharga , penggundulan hutan, pembajakan tanah , pembakaran bahan bakar fosil dalam jumlah besar, dll.

Konsekuensi dari aktivitas manusia:

1. Mengurangi luasan ekosistem alam.

2. Penghancuran habitat spesies, kepunahan beberapa spesies, pengurangan keanekaragaman hayati.

3. Polusi atmosfer, lautan.

4. Perubahan iklim bumi.

5. Menurunnya kesehatan penduduk dunia.

6. Pengurangan sumber daya alam karena konsumsi mereka meningkat.

7. Pengurangan wilayah layak huni dengan pertumbuhan populasi dunia.

8. Mengurangi stabilitas biosfer.

Cara menyelamatkan ekosistem:

1. Penerapan teknologi hemat sumber daya dan hemat energi (teknologi non-limbah, daur ulang bahan baku).

2. Perang melawan polusi atmosfer, hidrosfer, tanah (peningkatan pembersihan, pembuangan limbah, teknologi non-limbah, sumber energi bersih, tindakan ekonomi dan hukum - denda, tanggung jawab yang lebih ketat, pemantauan lingkungan).

3. Reklamasi lahan, pengendalian erosi tanah (restorasi tanah setelah penambangan, konstruksi, polusi, dll., Organisasi zona perlindungan sanitasi di sekitar kota, perusahaan industri)

4. Langkah-langkah lingkungan (adopsi undang-undang, Buku Merah, penciptaan yang dilindungi secara khusus daerah alami, pembatasan penangkapan ikan, perang melawan pemburu).

5. Kontrol kelahiran (dengan mengadopsi program kontrol, pengembangan demografi, undang-undang, kontrasepsi).

6. Pendidikan kesadaran ekologis pada manusia. (penolakan sikap konsumen terhadap alam, menumbuhkan sikap peduli, rasa tanggung jawab terhadap generasi mendatang)

2. Angiospermae adalah kelompok tumbuhan yang dominan di Bumi. Kelas Angiospermae. Di antara spesimen herbarium atau tanaman hidup, temukan angiospermae milik kelas yang berbeda. Dengan tanda apa Anda membedakannya?

Departemen Angiospermae termasuk tumbuhan yang membentuk bunga dan buah. Mereka adalah keturunan dari gymnospermae. Berbunga - departemen terbesar dan sangat terorganisir di kerajaan tumbuhan, menyatukan 250 ribu spesies dari 350 ribu spesies semua tanaman. Dibandingkan dengan gymnospermae, angiospermae memiliki sejumlah keunggulan yang memungkinkan mereka menjadi kelompok tumbuhan yang dominan di Bumi. Penampilan bunga memastikan penyerbukan lebih andal, dan penampilan buah memastikan perlindungan benih dan distribusinya. Fertilisasi ganda memastikan perkembangan tidak hanya embrio diploid, tetapi juga endosperma triploid (jaringan nutrisi untuk embrio). Berbagai adaptasi memungkinkan Anda untuk hidup dalam berbagai kondisi.

Fitur karakteristik departemen:

1) Mereka memiliki bunga di mana ovula dilindungi di dalam ovarium.

2) Mereka membentuk buah, di dalamnya ada biji, dan embrio biji dilindungi oleh kulit biji dan pericarp.

3) Pembuahan ganda, yang menghasilkan pembentukan embrio diploid dan endosperma triploid - jaringan nutrisi untuk perkembangan embrio.

4) Jaringan konduktif (bejana dan tabung saringan dengan sel satelit) berkembang dengan baik.

5) Mereka memiliki berbagai bentuk kehidupan (herbal, pohon, semak, semak dan pohon), membentuk biocenosis bertingkat.

6) Memiliki berbagai perlengkapan untuk penyerbukan, penyebaran benih, penguapan, nutrisi, cahaya, dll.

Di departemen angiospermae, dua kelas dibedakan: Dikotil dan Monokotil.

Kuliah nomor 5. ekosistem buatan

5.1 Ekosistem alami dan buatan

Di biosfer, selain biogeocenosis dan ekosistem alami, ada komunitas yang dibuat secara artifisial oleh aktivitas ekonomi manusia - ekosistem antropogenik.

Ekosistem alami dibedakan oleh keanekaragaman spesies yang signifikan, mereka ada untuk waktu yang lama, mereka mampu mengatur diri sendiri, mereka memiliki stabilitas dan ketahanan yang tinggi. Biomassa dan nutrisi yang tercipta di dalamnya tetap ada dan digunakan dalam biocenosis, memperkaya sumber daya mereka.

Ekosistem buatan - agrocenosis (ladang gandum, kentang, kebun sayur, pertanian dengan padang rumput yang berdekatan, kolam ikan, dll.) Merupakan bagian kecil dari permukaan tanah, tetapi menyediakan sekitar 90% energi makanan.

Perkembangan Pertanian sejak zaman kuno, itu telah disertai dengan penghancuran total tutupan vegetasi di area yang luas untuk memberi ruang bagi sejumlah kecil spesies pilihan manusia yang paling cocok untuk makanan.

Namun, pada awalnya aktivitas manusia dalam masyarakat pertanian masuk ke dalam siklus biokimia dan tidak mengubah aliran energi di biosfer. Dalam produksi pertanian modern, penggunaan energi yang disintesis dalam pemrosesan mekanis tanah, penggunaan pupuk dan pestisida telah meningkat secara dramatis. Ini mengganggu keseimbangan energi keseluruhan biosfer, yang dapat menyebabkan konsekuensi yang tidak terduga.

Perbandingan ekosistem antropogenik alami dan sederhana

(menurut Miller, 1993)

5.2 Ekosistem buatan

5.2.1 Agroekosistem

Agroekosistem(dari bahasa Yunani agros - bidang) - komunitas biotik yang dibuat dan dipelihara secara teratur oleh manusia untuk mendapatkan produk pertanian. Biasanya mencakup totalitas organisme yang hidup di lahan pertanian.

Agroekosistem meliputi ladang, kebun buah-buahan, kebun sayur, kebun anggur, kompleks peternakan besar dengan padang rumput buatan yang berdekatan.

Ciri khas agroekosistem adalah keandalan ekologis yang rendah, tetapi produktivitas yang tinggi dari satu (beberapa) spesies atau varietas tanaman atau hewan yang dibudidayakan. Perbedaan utama mereka dari ekosistem alami adalah strukturnya yang disederhanakan dan komposisi spesies yang menipis.

Agroekosistem berbeda dengan ekosistem alami sejumlah fitur:

1. Keanekaragaman organisme hidup di dalamnya dikurangi secara tajam untuk memperoleh produksi setinggi mungkin.

Di ladang gandum atau gandum, selain monokultur sereal, hanya beberapa jenis gulma yang dapat ditemukan. Di padang rumput alami, keanekaragaman hayati jauh lebih tinggi, tetapi produktivitas biologis berkali-kali lebih rendah daripada ladang yang ditabur.

Regulasi buatan jumlah hama - sebagian besar kondisi yang diperlukan memelihara agroekosistem. Oleh karena itu, dalam praktik pertanian, cara ampuh digunakan untuk menekan jumlah spesies yang tidak diinginkan: pestisida, herbisida, dll. Namun, konsekuensi lingkungan dari tindakan ini menyebabkan sejumlah efek yang tidak diinginkan, selain efek yang diterapkan.

2. Spesies tanaman dan hewan pertanian dalam agroekosistem diperoleh sebagai hasil seleksi buatan dan bukan seleksi alam, dan tidak dapat bertahan dalam perjuangan untuk bertahan hidup dengan spesies liar tanpa dukungan manusia.

Akibatnya, ada penyempitan tajam pada basis genetik tanaman pertanian, yang sangat sensitif terhadap reproduksi massal hama dan penyakit.

3. Agroekosistem lebih terbuka, materi dan energi diambil dari mereka dengan tanaman, produk ternak, dan juga sebagai akibat dari perusakan tanah.

Dalam biocenosis alami, produksi utama tanaman dikonsumsi dalam berbagai rantai makanan dan kembali ke siklus biologis dalam bentuk karbon dioksida, air dan nutrisi mineral.

Karena pemanenan yang konstan dan gangguan proses pembentukan tanah, dengan budidaya monokultur jangka panjang di lahan budidaya, kesuburan tanah secara bertahap menurun. Posisi ini dalam ekologi disebut hukum hasil yang semakin berkurang .

Dengan demikian, untuk pertanian yang bijaksana dan rasional, perlu untuk memperhitungkan penipisan sumber daya tanah dan melestarikan kesuburan tanah dengan bantuan teknologi pertanian yang lebih baik, rotasi tanaman yang rasional dan metode lainnya.

Perubahan tutupan vegetasi pada agroekosistem tidak terjadi secara alami, tetapi atas kehendak manusia, yang tidak selalu tercermin dengan baik pada kualitas faktor abiotik yang ada di dalamnya. Ini terutama berlaku untuk kesuburan tanah.

Perbedaan utama agroekosistem dari ekosistem alami - mendapatkan energi ekstra untuk operasi normal.

Tambahan mengacu pada semua jenis energi yang ditambahkan ke agroekosistem. Ini bisa menjadi kekuatan otot seseorang atau hewan, jenis yang berbeda bahan bakar untuk pengoperasian mesin pertanian, pupuk, pestisida, pestisida, penerangan tambahan, dll. Konsep "energi tambahan" juga mencakup breed baru hewan domestik dan varietas tanaman budidaya yang dimasukkan ke dalam struktur agroekosistem.

Perlu dicatat bahwa agroekosistem - komunitas yang sangat tidak stabil. Mereka tidak mampu menyembuhkan diri sendiri dan mengatur diri sendiri, mereka tunduk pada ancaman kematian dari reproduksi massal hama atau penyakit.

Alasan ketidakstabilan adalah bahwa agrocenosis terdiri dari satu (monokultur) atau kurang sering maksimum 2-3 spesies. Itulah sebabnya penyakit apa pun, hama apa pun dapat menghancurkan agrocenosis. Namun, seseorang secara sadar pergi untuk menyederhanakan struktur agrocenosis untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Agrocenoses, jauh lebih besar daripada cenoses alami (hutan, padang rumput, padang rumput), tunduk pada erosi, pencucian, salinisasi dan invasi hama. Tanpa partisipasi manusia, agrocenosis tanaman biji-bijian dan sayuran ada tidak lebih dari setahun, tanaman beri - 3-4, tanaman buah-buahan- 20-30 tahun. Kemudian mereka hancur atau mati.

Keuntungan dari agrocenosis Sebelum ekosistem alami adalah produksi makanan yang diperlukan bagi manusia dan peluang besar untuk meningkatkan produktivitas. Namun, mereka diwujudkan hanya dengan perhatian terus-menerus terhadap kesuburan bumi, menyediakan kelembaban bagi tanaman, melindungi populasi budaya, varietas dan jenis tanaman dan hewan dari pengaruh buruk flora dan fauna alami.

Semua agroekosistem ladang, kebun, padang rumput, kebun, rumah kaca yang dibuat secara artifisial dalam praktik pertanian adalah sistem yang didukung manusia.

Sehubungan dengan komunitas yang terbentuk dalam agroekosistem, penekanannya secara bertahap berubah sehubungan dengan perkembangan umum pengetahuan ekologi. Gagasan fragmentasi, fragmentasi koneksi koenotik, dan penyederhanaan akhir agrocenosis digantikan oleh pemahaman tentang organisasi sistemik mereka yang kompleks, di mana seseorang secara signifikan hanya memengaruhi tautan individu, dan seluruh sistem terus berkembang sesuai dengan alam, alami hukum.

Dari sudut pandang ekologis, sangat berbahaya untuk menyederhanakan lingkungan alami seseorang, mengubah seluruh lanskap menjadi pertanian. Strategi utama untuk menciptakan lanskap yang sangat produktif dan berkelanjutan harus melestarikan dan meningkatkan keanekaragamannya.

Seiring dengan pemeliharaan ladang yang sangat produktif, perhatian khusus harus diberikan untuk melestarikan kawasan lindung yang tidak terkena dampak antropogenik. Cagar alam dengan keanekaragaman spesies yang kaya merupakan sumber spesies bagi komunitas yang pulih dalam rangkaian suksesi.

Perbandingan karakteristik ekosistem alam dan agroekosistem

5.2.2 Ekosistem industri-perkotaan

Situasinya sangat berbeda dalam ekosistem, yang mencakup sistem industri-perkotaan - di sini energi bahan bakar sepenuhnya menggantikan energi matahari. Dibandingkan dengan aliran energi di ekosistem alami, di sini konsumsinya dua hingga tiga kali lipat lebih tinggi.

Sehubungan dengan hal tersebut di atas, perlu diperhatikan bahwa ekosistem buatan tidak dapat eksis tanpa sistem alami, sedangkan ekosistem alami dapat eksis tanpa sistem antropogenik.

sistem perkotaan

Sistem perkotaan (urbosystem)- "sistem antropogenik alami yang tidak stabil yang terdiri dari objek arsitektur dan konstruksi serta ekosistem alam yang sangat terganggu" (Reimers, 1990).

Seiring perkembangan kota, zona fungsionalnya menjadi semakin terdiferensiasi. industri, perumahan, taman hutan.

zona industri adalah area di mana fasilitas industri terkonsentrasi berbagai industri(metalurgi, kimia, teknik, elektronik, dll). Mereka adalah sumber utama pencemaran lingkungan.

daerah pemukiman- ini adalah wilayah konsentrasi bangunan tempat tinggal, gedung administrasi, objek budaya, pendidikan, dll.

Taman hutan - ini adalah kawasan hijau di sekitar kota, dibudidayakan oleh manusia, yaitu disesuaikan untuk rekreasi massal, olahraga, dan hiburan. Bagiannya juga dimungkinkan di dalam kota, tetapi biasanya di sini taman kota- Perkebunan pohon di kota, menempati wilayah yang cukup luas dan juga melayani warga untuk rekreasi. Tidak seperti hutan alam dan bahkan taman hutan, taman kota dan perkebunan kecil serupa di kota (alun-alun, jalan raya) bukanlah sistem yang mandiri dan mengatur diri sendiri.

Zona taman hutan, taman kota, dan area lain dari wilayah yang dialokasikan dan secara khusus disesuaikan untuk rekreasi masyarakat disebut rekreasi zona (wilayah, situs, dll.).

Pendalaman proses urbanisasi menyebabkan kompleksitas infrastruktur kota. Tempat yang signifikan mulai ditempati mengangkut dan fasilitas transportasi(jalan raya, pom bensin, garasi, pom bensin, kereta api dengan infrastrukturnya yang kompleks, termasuk kereta bawah tanah - kereta bawah tanah; lapangan terbang dengan kompleks layanan, dll.). Sistem transportasi melintasi seluruh wilayah fungsional kota dan berdampak pada seluruh lingkungan perkotaan (urban environment).

Lingkungan manusia di bawah kondisi ini, itu adalah kombinasi dari lingkungan abiotik dan sosial yang secara bersama-sama dan langsung mempengaruhi orang dan ekonomi mereka. Pada saat yang sama, menurut N.F. Reimers (1990), dapat dibagi menjadi: lingkungan alami dan lingkungan alam yang diubah manusia(lanskap antropogenik hingga lingkungan buatan manusia - bangunan, jalan aspal, penerangan buatan, dll., yaitu hingga lingkungan buatan).

Secara umum, lingkungan perkotaan dan permukiman bertipe perkotaan merupakan bagian dari teknosfer, yaitu, biosfer, yang secara radikal diubah oleh manusia menjadi objek teknis dan buatan manusia.

Selain bagian terestrial dari lanskap, basis litogeniknya, yaitu bagian permukaan litosfer, yang biasa disebut lingkungan geologis, juga termasuk dalam orbit aktivitas ekonomi manusia (E. M. Sergeev, 1979).

Lingkungan geologi- ini batu, Air tanah, yang dipengaruhi oleh aktivitas ekonomi manusia (Gbr. 10.2).

Di wilayah perkotaan, dalam ekosistem perkotaan, sekelompok sistem dapat dibedakan, yang mencerminkan kompleksitas interaksi bangunan dan struktur dengan lingkungan, yang disebut sistem alami dan teknis(Trofimov, Epishin, 1985) (Gbr. 10.2). Mereka terkait erat dengan lanskap antropogenik, dengan struktur geologi dan lega.

Dengan demikian, sistem perkotaan adalah fokus dari populasi, bangunan dan struktur perumahan dan industri. Keberadaan sistem perkotaan bergantung pada energi bahan bakar fosil dan bahan baku energi nuklir, yang diatur dan dipelihara secara artifisial oleh manusia.

Lingkungan sistem perkotaan, baik bagian geografis maupun geologisnya, telah sangat berubah dan, pada kenyataannya, telah menjadi palsu, di sini ada masalah pemanfaatan dan pemanfaatan kembali sumber daya alam yang terlibat dalam sirkulasi, pencemaran dan pemurnian lingkungan, di sini ada peningkatan isolasi siklus ekonomi dan produksi dari metabolisme alami (perputaran biogeokimia) dan aliran energi di ekosistem alam. Dan, akhirnya, di sinilah kepadatan penduduk dan lingkungan binaan paling tinggi, yang tidak hanya mengancam kesehatan manusia, tetapi juga kelangsungan hidup seluruh umat manusia. Kesehatan manusia merupakan indikator kualitas lingkungan ini.

Semua organisme hidup tidak hidup di Bumi dalam isolasi satu sama lain, tetapi membentuk komunitas. Segala sesuatu di dalamnya saling berhubungan, baik organisme hidup maupun formasi semacam itu di alam disebut ekosistem yang hidup sesuai dengan hukum spesifiknya sendiri dan memiliki fitur dan kualitas spesifik yang akan kita coba kenali.

Konsep ekosistem

Ada ilmu seperti ekologi, yang mempelajari Tetapi hubungan ini hanya dapat dilakukan dalam kerangka ekosistem tertentu dan terjadi tidak secara spontan dan kacau, tetapi menurut hukum tertentu.

Ada berbagai jenis ekosistem, tetapi semuanya adalah kumpulan organisme hidup yang berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungan melalui pertukaran zat, energi, dan informasi. Itulah sebabnya ekosistem tetap stabil dan berkelanjutan dalam jangka waktu yang lama.

Klasifikasi ekosistem

Meskipun variasi besar ekosistem, mereka semua terbuka, tanpa ini keberadaan mereka tidak mungkin. Jenis ekosistem berbeda, dan klasifikasinya mungkin berbeda. Jika kita mengingat asal usulnya, maka ekosistem adalah:

1. alami atau alami. Di dalamnya, semua interaksi dilakukan tanpa partisipasi langsung seseorang. Mereka, pada gilirannya, dibagi menjadi:

• Ekosistem yang sepenuhnya bergantung pada energi matahari.
• Sistem yang menerima energi dari matahari dan sumber lainnya.

2. Ekosistem buatan. Diciptakan oleh tangan manusia, dan hanya bisa eksis dengan partisipasinya. Mereka juga dibagi menjadi:

• Agroekosistem, yaitu yang berasosiasi dengan aktivitas ekonomi orang.
• Technoecosystems muncul sehubungan dengan kegiatan industri orang.
• ekosistem perkotaan.

Klasifikasi lain membedakan jenis ekosistem alami berikut:

1. Tanah:

• Hutan hujan.
• Gurun dengan vegetasi berumput dan semak belukar.
• sabana.
• Stepa.
• Hutan gugur.
• Tundra.

2. Ekosistem air tawar:

• waduk tergenang
• Air yang mengalir (sungai, sungai).
• Rawa.

3. Ekosistem laut:

• Laut.
• landas kontinen.
• Daerah penangkapan ikan.
• Mulut sungai, teluk.
• Zona celah air dalam.

Terlepas dari klasifikasinya, orang dapat melihat keanekaragaman spesies ekosistem, yang dicirikan oleh kumpulan bentuk kehidupan dan komposisi numeriknya.

Ciri ciri ekosistem

Konsep ekosistem dapat dikaitkan dengan formasi alami dan buatan manusia. Jika kita berbicara tentang alam, maka mereka dicirikan oleh fitur-fitur berikut:

• Dalam ekosistem apa pun, elemen penting adalah organisme hidup dan faktor lingkungan abiotik.
• Dalam ekosistem apa pun, ada siklus tertutup dari produksi zat organik hingga penguraiannya menjadi komponen anorganik.
• Interaksi spesies dalam ekosistem memastikan stabilitas dan pengaturan diri.

Utuh Dunia Itu diwakili oleh berbagai ekosistem, yang didasarkan pada makhluk hidup dengan struktur tertentu.

Struktur biotik suatu ekosistem

Bahkan jika ekosistem berbeda dalam keanekaragaman spesies, kelimpahan organisme hidup, bentuk kehidupan mereka, struktur biotik di salah satu dari mereka tetap sama.

Setiap jenis ekosistem mencakup komponen yang sama; tanpa kehadiran mereka, fungsi sistem tidak mungkin.

1. Produser.
2. Konsumen urutan kedua.
3. Pereduksi.

Kelompok organisme pertama mencakup semua tumbuhan yang mampu melakukan proses fotosintesis. Mereka menghasilkan bahan organik. Kelompok ini juga termasuk kemotrof, yang membentuk senyawa organik. Tetapi hanya untuk ini mereka tidak menggunakan energi matahari, tetapi energi senyawa kimia.

Konsumen mencakup semua organisme yang membutuhkan bahan organik dari luar untuk membangun tubuhnya. Ini termasuk semua organisme herbivora, predator, dan omnivora.

Pengurai, yang meliputi bakteri, jamur, mengubah sisa-sisa tumbuhan dan hewan menjadi senyawa anorganik yang cocok untuk digunakan oleh organisme hidup.

Fungsi ekosistem

Sistem biologis terbesar adalah biosfer, yang, pada gilirannya, terdiri dari komponen individu. Anda dapat membuat rantai berikut: spesies-populasi-ekosistem. Unit terkecil dalam ekosistem adalah spesies. Dalam setiap biogeocenosis, jumlahnya dapat bervariasi dari beberapa puluh hingga ratusan dan ribuan.

Terlepas dari jumlah individu dan spesies individu dalam ekosistem apa pun, ada pertukaran materi, energi yang konstan, tidak hanya di antara mereka sendiri, tetapi juga dengan lingkungan.

Jika kita berbicara tentang pertukaran energi, maka sangat mungkin untuk menerapkan hukum fisika. Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energi tidak hilang tanpa jejak. Itu hanya berubah dari satu spesies ke spesies lain. Menurut hukum kedua, dalam sistem tertutup, energi hanya dapat meningkat.

Jika sebuah hukum fisika diterapkan pada ekosistem, dapat disimpulkan bahwa mereka mendukung aktivitas vital mereka karena adanya energi matahari, yang tidak hanya dapat ditangkap oleh organisme, tetapi juga untuk diubah, digunakan, dan kemudian diberikan ke lingkungan.

Energi ditransfer dari satu tingkat trofik ke yang lain; selama transfer, satu jenis energi diubah menjadi yang lain. Sebagian darinya, tentu saja, hilang dalam bentuk panas.

Apa pun jenis ekosistem alami yang ada, hukum semacam itu berlaku mutlak di masing-masing ekosistem.

Struktur ekosistem

Jika kita mempertimbangkan ekosistem apa pun, maka pasti terlihat bahwa berbagai kategori, misalnya, produsen, konsumen, dan pengurai, selalu diwakili oleh seluruh rangkaian spesies. Alam menyatakan bahwa jika sesuatu tiba-tiba terjadi pada salah satu spesies, maka ekosistem tidak akan mati karena ini, selalu dapat berhasil digantikan oleh yang lain. Ini menjelaskan stabilitas ekosistem alami.

Berbagai macam spesies dalam ekosistem, keanekaragaman menjamin stabilitas semua proses yang berlangsung dalam komunitas.

Selain itu, sistem apa pun memiliki hukumnya sendiri, yang dipatuhi oleh semua organisme hidup. Berdasarkan ini, beberapa struktur dapat dibedakan dalam biogeocenosis:

Struktur apa pun pasti ada di ekosistem apa pun, tetapi dapat berbeda secara signifikan. Misalnya, jika kita membandingkan biogeocenosis gurun dan hutan hujan, perbedaannya terlihat dengan mata telanjang.

ekosistem buatan

Sistem seperti itu diciptakan oleh tangan manusia. Terlepas dari kenyataan bahwa di dalamnya, seperti di alam, semua komponen struktur biotik pasti ada, masih ada perbedaan yang signifikan. Diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Agrocenosis dicirikan oleh komposisi spesies yang buruk. Hanya tanaman-tanaman yang tumbuh di sana yang ditumbuhkan manusia. Tetapi alam mengambil korbannya, dan selalu, misalnya, di ladang gandum Anda dapat melihat bunga jagung, aster, berbagai artropoda menetap. Dalam beberapa sistem, bahkan burung punya waktu untuk membangun sarang di tanah dan menetaskan anak ayam.
2. Jika seseorang tidak menjaga ekosistem ini, maka tanaman budidaya tidak dapat bersaing dengan kerabat liar mereka.
3. Agrocenosis juga ada karena adanya tambahan energi yang dibawa seseorang, misalnya dengan pemberian pupuk.
4. Sejak biomassa tumbuh tanaman ditarik bersama dengan panen, tanah terkuras nutrisi. Oleh karena itu, untuk kehidupan selanjutnya, sekali lagi, campur tangan dari orang yang harus memupuk untuk menumbuhkan tanaman berikutnya diperlukan.

Dapat disimpulkan bahwa ekosistem buatan bukan milik sistem yang berkelanjutan dan mengatur diri sendiri. Jika seseorang berhenti merawat mereka, mereka tidak akan bertahan. Secara bertahap, spesies liar akan menggantikan tanaman budidaya, dan agrocenosis akan dihancurkan.

Misalnya, ekosistem buatan dari tiga jenis organisme dapat dengan mudah dibuat di rumah. Jika Anda meletakkan akuarium, menuangkan air ke dalamnya, menempatkan beberapa cabang elodea dan menempatkan dua ikan, di sini Anda memiliki sistem buatan yang siap. Bahkan yang sesederhana itu tidak bisa ada tanpa campur tangan manusia.

Nilai ekosistem di alam

Secara global, semua organisme hidup tersebar di seluruh ekosistem, sehingga kepentingan mereka sulit untuk diremehkan.

1. Semua ekosistem saling berhubungan oleh sirkulasi zat-zat yang dapat berpindah dari satu sistem ke sistem lainnya.
2. Karena keberadaan ekosistem di alam, keanekaragaman hayati tetap terjaga.
3. Semua sumber daya yang kita ambil dari alam diberikan kepada kita oleh ekosistem: air bersih, udara,

Ekosistem apa pun sangat mudah dihancurkan, terutama mengingat kemampuan manusia.

Ekosistem dan manusia

Sejak kemunculan manusia, pengaruhnya terhadap alam meningkat setiap tahun. Berkembang, manusia membayangkan dirinya sebagai raja alam, mulai menghancurkan tumbuhan dan hewan tanpa ragu-ragu, menghancurkan ekosistem alami, dengan demikian mulai memotong cabang tempat dia sendiri duduk.

Dengan mengganggu ekosistem berusia berabad-abad dan melanggar hukum keberadaan organisme, manusia telah mengarah pada fakta bahwa semua ahli ekologi di dunia berteriak dengan satu suara bahwa dunia telah datang.Sebagian besar ilmuwan yakin bahwa bencana alam, yang di baru-baru ini mulai lebih sering terjadi, adalah jawaban alam atas campur tangan manusia yang tidak bijaksana dalam hukum-hukumnya. Sudah waktunya untuk berhenti dan berpikir bahwa segala jenis ekosistem telah terbentuk selama berabad-abad, jauh sebelum manusia muncul, dan ada dengan sempurna tanpanya. Bisakah manusia hidup tanpa alam? Jawabannya menyarankan dirinya sendiri.

ekosistem buatan - ini adalah ekosistem buatan manusia yang antropogenik. Semua hukum dasar alam berlaku untuknya, tetapi tidak seperti ekosistem alami, ia tidak dapat dianggap terbuka. Penciptaan dan pemantauan ekosistem buatan kecil memungkinkan memperoleh informasi yang luas tentang kemungkinan keadaan lingkungan karena dampak manusia skala besar di atasnya. Untuk menghasilkan produk pertanian, seseorang menciptakan agroekosistem yang tidak stabil, dibuat secara artifisial, dan dipelihara secara teratur (agrobiocenosis ) - ladang, padang rumput, kebun sayur, kebun buah, kebun anggur, dll.

Perbedaan agrocenosis dari biocenosis alami: keanekaragaman spesies tidak signifikan (agrocenosis terdiri dari sejumlah kecil spesies dengan kelimpahan tinggi); rantai pasokan pendek; siklus zat yang tidak lengkap (bagian dari nutrisi dibawa keluar dengan panen); sumber energi tidak hanya Matahari, tetapi juga aktivitas manusia (reklamasi, irigasi, pemupukan); seleksi buatan (efek seleksi alam melemah, seleksi dilakukan oleh manusia); kurangnya pengaturan diri (pengaturan dilakukan oleh seseorang), dll. Dengan demikian, agrocenosis adalah sistem yang tidak stabil dan hanya dapat ada dengan dukungan seseorang. Sebagai aturan, agroekosistem dicirikan oleh produktivitas yang tinggi dibandingkan dengan ekosistem alami.

Sistem perkotaan (urban system) -- sistem buatan(ekosistem) yang timbul dari perkembangan kota, dan mewakili fokus populasi, bangunan tempat tinggal, industri, domestik, fasilitas budaya, dll.

Wilayah berikut dapat dibedakan dalam komposisinya: zona industri , dimana fasilitas industri dari berbagai sektor ekonomi terkonsentrasi dan merupakan sumber utama pencemaran lingkungan; daerah pemukiman (tempat tinggal atau tempat tidur) dengan bangunan tempat tinggal, gedung administrasi, benda-benda kehidupan sehari-hari, budaya, dll); tempat rekreasi , dimaksudkan untuk rekreasi orang (taman hutan, pusat rekreasi, dll.); sistem dan fasilitas transportasi , menembus seluruh sistem kota (jalan dan kereta api, metro, pompa bensin, garasi, lapangan terbang, dll.). Keberadaan ekosistem perkotaan didukung oleh agroekosistem dan energi bahan bakar fosil dan industri nuklir.

Ekosistem adalah kumpulan organisme hidup yang terus menerus bertukar materi, informasi dan energi satu sama lain dan lingkungan. Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Sifat-sifatnya dijelaskan oleh hukum termodinamika. Hukum pertama termodinamika, atau hukum kekekalan energi, menyatakan bahwa energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, tetapi tidak hilang atau diciptakan lagi.

Hukum kedua termodinamika mengatakan: dalam setiap transformasi energi, sebagian darinya hilang dalam bentuk panas, mis. menjadi tidak tersedia untuk penggunaan lebih lanjut. Ukuran jumlah energi yang tidak tersedia untuk digunakan, atau ukuran perubahan urutan yang terjadi selama degradasi energi, adalah entropi. Semakin tinggi orde sistem, semakin rendah entropinya.

Proses spontan membawa sistem ke keadaan keseimbangan dengan lingkungan, ke pertumbuhan entropi, produksi energi positif. Jika suatu sistem tak hidup yang tidak seimbang dengan lingkungan diisolasi, maka semua gerakan di dalamnya akan segera berhenti, sistem secara keseluruhan akan mati dan berubah menjadi kelompok materi inert yang berada dalam kesetimbangan termodinamika dengan lingkungan, yaitu, dalam keadaan dengan entropi maksimum.

Ini adalah keadaan yang paling mungkin untuk sistem dan tidak akan bisa keluar darinya secara spontan tanpa pengaruh luar. Jadi, misalnya, wajan penggorengan merah-panas, setelah didinginkan, setelah panasnya hilang, tidak memanas dengan sendirinya; energinya tidak hilang, ia memanaskan udara, tetapi kualitas energinya berubah, ia tidak dapat lagi melakukan kerja. Jadi, dalam sistem tak hidup, keadaan keseimbangannya stabil.

Sistem hidup memiliki satu perbedaan mendasar dari sistem tak hidup - mereka melakukan pekerjaan konstan melawan keseimbangan dengan lingkungan. Dalam sistem kehidupan, keadaan tidak seimbang yang stabil. Kehidupan adalah satu-satunya proses spontan alami di Bumi di mana entropi berkurang. Hal ini dimungkinkan karena semua sistem kehidupan terbuka untuk pertukaran energi.

Ada sejumlah besar energi bebas dari Matahari di lingkungan, dan sistem kehidupan itu sendiri mengandung komponen yang memiliki mekanisme untuk menangkap, memusatkan, dan kemudian membuang energi ini di lingkungan. Disipasi energi, yaitu peningkatan entropi, adalah karakteristik proses dari sistem apa pun, baik yang mati maupun yang hidup, dan energi yang menangkap dan memusatkan diri adalah kemampuan hanya sistem yang hidup. Pada saat yang sama, keteraturan dan organisasi diekstraksi dari lingkungan, yaitu pengembangan energi negatif - non-entropi. Proses pembentukan keteraturan dalam sistem dari kekacauan lingkungan ini disebut self-organization. Ini mengarah pada penurunan entropi sistem kehidupan, melawan keseimbangannya dengan lingkungan.

Dengan demikian, setiap sistem kehidupan, termasuk ekosistem, mempertahankan aktivitas vitalnya karena, pertama, adanya kelebihan energi bebas di lingkungan; kedua, kemampuan untuk menangkap dan memusatkan energi ini, dan, menggunakannya, untuk membubarkan keadaan dengan entropi rendah ke lingkungan.

Mereka menangkap energi Matahari dan mengubahnya menjadi energi potensial dari bahan organik tanaman - produsen. Energi yang diterima dalam bentuk radiasi sinar matahari, dalam proses fotosintesis diubah menjadi energi ikatan kimia.

Energi matahari yang mencapai Bumi didistribusikan sebagai berikut: 33% dipantulkan oleh awan dan debu atmosfer (ini disebut albedo atau koefisien refleksi Bumi), 67% diserap oleh atmosfer, permukaan bumi dan laut. Dari jumlah energi yang diserap ini, hanya sekitar 1% yang dihabiskan untuk fotosintesis, dan sisa energinya, yang memanaskan atmosfer, daratan, dan lautan, dipancarkan kembali ke luar angkasa dalam bentuk radiasi termal (inframerah). 1% energi ini cukup untuk menyediakan semua materi hidup di planet ini.

Proses akumulasi energi dalam tubuh fotosintesis dikaitkan dengan peningkatan berat badan. Produktivitas ekosistem adalah tingkat di mana produsen menyerap energi radiasi selama fotosintesis, membentuk bahan organik, yang dapat digunakan sebagai makanan. Massa zat yang dibuat oleh produsen fotosintesis disebut sebagai produksi primer, ini adalah biomassa jaringan tanaman. Produksi primer dibagi menjadi dua tingkat - produksi kotor dan bersih. Produksi primer bruto adalah berat keseluruhan bahan organik kotor yang dibuat oleh tanaman per satuan waktu pada laju fotosintesis tertentu, termasuk pengeluaran untuk respirasi (bagian dari energi yang dihabiskan untuk proses vital; ini mengarah pada penurunan biomassa).

Bagian dari output kotor yang tidak dihabiskan "untuk bernafas" disebut produksi primer bersih. Produksi primer bersih adalah cadangan, dari mana bagiannya digunakan sebagai makanan oleh organisme - heterotrof (konsumen orde pertama). Energi yang diterima oleh heterotrof dengan makanan (yang disebut energi besar) sesuai dengan biaya energi dari jumlah total makanan yang dimakan. Namun, efisiensi pencernaan makanan tidak pernah mencapai 100% dan tergantung pada komposisi pakan, suhu, musim dan faktor lainnya.

Koneksi fungsional dalam ekosistem, mis. struktur trofiknya dapat digambarkan secara grafis, berupa piramida ekologi. Dasar piramida adalah tingkat produsen, dan tingkat berikutnya membentuk lantai dan puncak piramida. Ada tiga jenis utama piramida ekologi.

Piramida jumlah (piramida Elton) mencerminkan jumlah organisme di setiap tingkat. Piramida ini mencerminkan keteraturan - jumlah individu yang membentuk serangkaian hubungan dari produsen ke konsumen terus menurun.

Piramida biomassa dengan jelas menunjukkan jumlah semua materi hidup pada tingkat trofik tertentu. Dalam ekosistem terestrial, aturan piramida biomassa berlaku: massa total tanaman melebihi massa semua herbivora, dan massanya melebihi seluruh biomassa predator. Untuk lautan, aturan piramida biomassa tidak valid - piramida memiliki pandangan terbalik. Ekosistem laut dicirikan oleh akumulasi biomassa di level tinggi, pada predator.

Piramida energi (produksi) mencerminkan pengeluaran energi dalam rantai trofik. Aturan piramida energi: pada setiap tingkat trofik sebelumnya, jumlah biomassa yang dibuat per unit waktu (atau energi) lebih besar daripada yang berikutnya.

Alam itu beraneka ragam dan indah. Kita dapat mengatakan bahwa ini adalah keseluruhan sistem yang mencakup kehidupan dan alam mati. Di dalamnya ada banyak sistem berbeda lainnya yang lebih rendah skalanya. Tetapi tidak semuanya sepenuhnya diciptakan oleh alam. Di beberapa dari mereka, seseorang berkontribusi. Faktor antropogenik dapat berubah secara radikal pemandangan alam dan arahnya.

Agroekosistem - dihasilkan dari aktivitas antropogenik. Orang dapat membajak tanah, menanami wilayah dengan pohon, tetapi apa pun yang kita lakukan, kita selalu dikelilingi dan akan dikelilingi oleh alam. Ini adalah beberapa kekhasannya. Apa perbedaan agroekosistem dengan ekosistem alami? Ini layak untuk dilihat.

umumnya

Secara umum, sistem ekologi adalah setiap kombinasi komponen organik dan anorganik yang di dalamnya terjadi sirkulasi zat.

Apakah alam atau buatan manusia, itu masih merupakan sistem ekologi. Tapi tetap saja, bagaimana agroekosistem berbeda dari ekosistem alami? Tentang segala sesuatu dalam rangka.

ekosistem alami

Sistem alam, atau disebut juga biogeocenosis, adalah kombinasi komponen organik dan anorganik pada sebidang permukaan bumi dengan fenomena alam yang homogen: atmosfer, batuan, kondisi hidrologi, tanah, tumbuhan, hewan, dan dunia. dari mikroorganisme.

Sistem alam memiliki strukturnya sendiri, yang meliputi komponen-komponen berikut. Produsen, atau, sebagaimana mereka juga disebut, autotrof, adalah semua tanaman yang mampu menghasilkan bahan organik, yaitu mampu melakukan fotosintesis. Konsumen adalah mereka yang memakan tumbuhan. Perlu dicatat bahwa mereka termasuk dalam urutan pertama. Selain itu, ada konsumen dan pesanan lainnya. Dan, terakhir, kelompok lain adalah kelompok pengurai. Merupakan kebiasaan untuk memasukkan berbagai jenis bakteri, jamur.

Struktur ekosistem alami

Dalam ekosistem apa pun, rantai makanan, jaring makanan, dan tingkat trofik dibedakan. Rantai makanan adalah transfer energi yang berurutan. Jaring-jaring makanan adalah semua rantai yang saling berhubungan. Tingkat trofik adalah tempat yang ditempati organisme dalam rantai makanan. Produsen termasuk dalam tingkat yang paling pertama, konsumen dari urutan pertama adalah yang kedua, konsumen dari urutan kedua sampai yang ketiga, dan seterusnya.

Sebuah rantai saprofit, atau detrital, dimulai dengan sisa-sisa mati dan berakhir dengan beberapa jenis hewan. Ada rantai makanan omnivora. Penggembalaan penggembalaan) dalam hal apa pun dimulai dengan organisme fotosintesis.

Ini semua tentang biogeocenosis. Apa perbedaan agroekosistem dengan ekosistem alami?

Agroekosistem

Agroekosistem adalah ekosistem yang diciptakan oleh manusia. Ini termasuk kebun, tanah subur, kebun anggur, taman.

Seperti yang sebelumnya, agroekosistem mencakup blok-blok berikut: produsen, konsumen, pengurai. Yang pertama termasuk tanaman budidaya, gulma, tanaman padang rumput, kebun dan sabuk hutan. Konsumen adalah semua hewan ternak dan manusia. Blok pengurai adalah kompleks organisme tanah.

Jenis-jenis agroekosistem

Penciptaan lanskap antropogenik mencakup beberapa jenis:

• lanskap pertanian: lahan subur, padang rumput, lahan irigasi, kebun dan lain-lain;
• hutan: taman hutan, sabuk perlindungan;
• air: kolam, waduk, kanal;
• perkotaan: kota, kota;
• industri: tambang, tambang.

Ada klasifikasi lain dari agroekosistem.

Jenis-jenis agroekosistem

Tergantung levelnya penggunaan ekonomi, sistem dibagi menjadi:

• agrosfer (ekosistem global),
• lanskap pertanian,
• agroekosistem,
• agrocenosis.

Tergantung energinya daerah alami pembagian terjadi:

• tropis;
• subtropis;
• sedang;
• jenis Arktik.

Yang pertama dicirikan oleh pasokan panas yang tinggi, vegetasi yang terus menerus dan dominasi tanaman tahunan. Yang kedua - dua periode vegetasi, yaitu musim panas dan musim dingin. Jenis ketiga hanya memiliki satu musim tanam, serta masa dorman yang lama. Adapun jenis keempat, di sini budidaya tanaman sangat sulit karena suhu rendah, serta musim dingin yang lama.

Berbagai tanda

Semua tanaman yang dibudidayakan harus memiliki sifat-sifat tertentu. Pertama, plastisitas ekologis yang tinggi, yaitu kemampuan untuk menghasilkan tanaman dalam berbagai fluktuasi kondisi iklim.

Kedua, heterogenitas populasi, yaitu, di masing-masing dari mereka harus ada tanaman yang berbeda dalam karakteristik seperti waktu berbunga, tahan kekeringan, dan tahan beku.

Ketiga, precocity - kemampuan untuk perkembangan yang cepat yang akan melampaui perkembangan gulma.

Keempat, ketahanan terhadap jamur dan penyakit lainnya.

Kelima, ketahanan terhadap serangga berbahaya.

Perbandingan dan agroekosistem

Selain itu, seperti disebutkan di atas, ekosistem ini sangat berbeda dalam sejumlah fitur lainnya. Tidak seperti alam, dalam agroekosistem, konsumen utama adalah orang itu sendiri. Dialah yang berusaha memaksimalkan penerimaan produksi primer (tanaman) dan sekunder (ternak). Konsumen kedua adalah hewan ternak.

Perbedaan kedua adalah bahwa agroekosistem dibentuk dan diatur oleh manusia. Banyak orang bertanya mengapa agroekosistem kurang tangguh dibandingkan ekosistem. Masalahnya adalah mereka memiliki kemampuan yang diekspresikan dengan lemah untuk pengaturan diri dan pembaruan diri. Tanpa campur tangan manusia, mereka hanya ada untuk waktu yang singkat.

Perbedaan selanjutnya adalah seleksi. Stabilitas ekosistem alam dijamin oleh seleksi alam. Dalam agroekosistem, itu buatan, disediakan oleh manusia dan ditujukan untuk memperoleh produksi semaksimal mungkin. Energi yang diterima oleh sistem pertanian mencakup matahari dan segala sesuatu yang diberikan seseorang: irigasi, pupuk, dan sebagainya.

Biogeocenosis alami hanya memakan energi alami. Pada umumnya tumbuhan yang ditanam oleh manusia mencakup beberapa spesies, sedangkan ekosistem alamnya sangat beragam.

Keseimbangan nutrisi yang berbeda adalah perbedaan lain. Produk tanaman dalam ekosistem alami digunakan dalam banyak rantai makanan, tetapi masih kembali ke sistem. Ternyata peredaran zat.

Apa perbedaan agroekosistem dengan ekosistem alami?

Alam dan agroekosistem berbeda satu sama lain dalam banyak hal: tanaman, konsumsi, vitalitas, ketahanan terhadap hama dan penyakit, keragaman spesies, jenis seleksi, dan banyak sifat lainnya.

Ekosistem buatan manusia memiliki kelebihan dan kekurangan. Sistem alami, pada gilirannya, tidak dapat memiliki kekurangan. Semuanya indah dan harmonis di dalamnya.

Saat membuat sistem buatan, seseorang harus memperlakukan alam dengan hati-hati agar tidak mengganggu keharmonisan ini.