ระบบนิเวศ: ความหมายประเภทโครงสร้างและตัวอย่าง

เนื้อหา

• ความหมายของระบบนิเวศในชีววิทยา
• ต้นกำเนิดของนิเวศวิทยา
• ประเภทของระบบนิเวศ
• Biomes ระบบนิเวศที่สำคัญ
• โครงสร้างของระบบนิเวศ
• หน้าที่ของวงจรสารอาหาร
• เสถียรภาพในการทำหน้าที่ของระบบนิเวศ
• การหยุดชะงักในการทำงานของระบบนิเวศ
• ตัวอย่างระบบนิเวศทางทะเล
• ตัวอย่างระบบนิเวศทางน้ำ
• ตัวอย่างระบบนิเวศบก
• นิเวศวิทยาเทียบกับนิเวศวิทยาชุมชน
• การป้องกันโครงสร้างระบบนิเวศ
• การทำลายระบบนิเวศของภัยพิบัติ

โลกแห่งธรรมชาติประกอบไปด้วยสภาพแวดล้อมทางกายภาพและสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันมากมายที่ปรับให้เข้ากับการอยู่อาศัยที่นั่น อีกคำสำหรับแนวคิดทางชีววิทยานี้คือ ระบบนิเวศ.

บทความนี้จะให้คำอธิบายที่ชัดเจนเกี่ยวกับระบบนิเวศและเสนอตัวอย่างที่น่าสนใจ

ความหมายของระบบนิเวศในชีววิทยา

นักชีววิทยานิยามว่าระบบนิเวศเป็นชุมชนของสิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อมทางกายภาพซึ่งรวมถึงทั้งสอง ไบโอติก และ abiotic ปัจจัย.

ปัจจัยทางชีวภาพ เป็นสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่พึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกันเช่นพืชสัตว์จุลินทรีย์และเชื้อรา

ปัจจัยที่ก่อให้เกิดโรค เป็นสิ่งที่ไม่มีชีวิตเช่นน้ำแสงแดดที่พักอาศัยหินแร่ธาตุดินและภูมิอากาศ

ต้นกำเนิดของนิเวศวิทยา

การศึกษาทางวิทยาศาสตร์และการจำแนกประเภทของพืชและสัตว์กลับไปที่อริสโตเติลในสมัยกรีกโบราณ ในช่วงต้นปี 1800 ดาร์วินอธิบายการแข่งขันระหว่างเผ่าพันธุ์และวิวัฒนาการผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ เอิร์นส์เฮกเคลประกาศเกียรติคุณ นิเวศวิทยา ประมาณเวลาเดียวกันนี้

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 Eugenius Warming ชี้ให้เห็นว่าปัจจัยทางชีวภาพเช่นภัยแล้งไฟและอากาศหนาวยังส่งผลต่อพฤติกรรมของสายพันธุ์และกลยุทธ์การปรับตัว ภาวะโลกร้อนเดินทางอย่างกว้างขวางในงานของเขาและพัฒนาหลักสูตรมหาวิทยาลัยด้านนิเวศวิทยาพืช ความคิดของเขาเกิดขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษและอเมริกาเหนืออ่านหนังสือคลาสสิกของเขา Oecology ของพืช.

ระยะเวลา ระบบนิเวศ ถูกประกาศเกียรติคุณโดย Arthur Tansley ในปี 1936

ประเภทของระบบนิเวศ

ระบบนิเวศชีวภาพมีสามประเภทกว้าง ๆ แต่ละชนิดมีองค์ประกอบและโครงสร้างของสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน ระบบนิเวศที่ใหญ่ที่สุดคือระบบนิเวศทางทะเล ระบบนิเวศทั้งหมดได้รับผลกระทบจากสภาพภูมิอากาศโลกและกิจกรรมของมนุษย์เช่นมลพิษการชลประทานการกลายเป็นเมืองการขุดและการตัดไม้ทำลายป่า

ระบบนิเวศทางทะเล ครอบคลุมเกี่ยวกับ 70 เปอร์เซ็นต์ ของพื้นผิวโลก นอกจากมหาสมุทรแล้วระบบนิเวศทางทะเลยังรวมไปถึงชายฝั่งทรายบริเวณปากแม่น้ำบริเวณปากแม่น้ำโคลนดินน้ำแอนตาร์ติก้าหนองน้ำเค็มและแนวปะการังที่มีชีวิตชีวาซึ่งเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิต ภูมิอากาศของระบบนิเวศทางทะเลทั่วโลกมีตั้งแต่ความร้อนแบบเขตร้อนไปจนถึงกระแสน้ำวนขั้วโลก

ระบบนิเวศทางน้ำ รวมถึงทะเลสาบแม่น้ำบ่อน้ำและพื้นที่ชุ่มน้ำ สายพันธุ์น้ำจืดกำลังจะสูญพันธุ์ในอัตราที่เร็วกว่าสายพันธุ์ทางทะเลหรือบก เนชั่นแนลจีโอกราฟฟิก. การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศและมลพิษเป็นภัยคุกคามที่สำคัญต่อระบบนิเวศทางน้ำ

ระบบนิเวศบก เป็นชุมชนทางนิเวศวิทยาทางบกในสถานที่ต่าง ๆ เช่นทุ่งทุนดราอาร์กติกทะเลทรายป่าไม้และทุ่งหญ้า สัตว์ในภูมิอากาศขั้วโลกมีลักษณะการปรับตัวที่คล้ายกันเช่นขนสัตว์หนาและชั้นไขมันที่เป็นฉนวน

Biomes ระบบนิเวศที่สำคัญ

Biomes เป็นคำที่กว้างขึ้นเล็กน้อยกว่าระบบนิเวศแม้ว่าพวกเขาจะค่อนข้างคล้ายกัน Biomes เป็นชุมชนทางนิเวศวิทยาที่โดดเด่นที่ตัวเองสามารถมีระบบนิเวศมากมายในนั้น พวกมันมีประโยชน์สำหรับการจัดหมวดหมู่ลักษณะของบางพื้นที่ที่อาจส่งผลกระทบโดยตรงต่อประเภทหรือประเภทของระบบนิเวศที่เกิดขึ้นที่นั่น

ลักษณะที่โดดเด่นของ biomes / ระบบนิเวศเหล่านี้รวมถึงสภาพภูมิอากาศโดยเฉพาะโซนระดับความสูงชนิดของดินปริมาณน้ำฝนและองค์ประกอบของสายพันธุ์

Biomes สัตว์น้ำ รวมถึงแนวปะการัง, ปากแม่น้ำ, ทะเล, พื้นที่ชุ่มน้ำและน้ำจืด

biomes ทะเลทราย รวมถึงทะเลทรายโมฮาวี, ทะเลทรายชายฝั่งของชิลี, หุบเขามรณะและทะเลทรายเยือกเย็นของกรีนแลนด์

biomes ป่าไม้ รวมถึงป่าฝนเขตร้อนป่าเมืองหนาวโรงนา (พุ่มไม้) และไทกะ (ป่าเหนือ)

biomes ทุ่งหญ้า รวมถึงซาวันนาสเตปป์ทุ่งหญ้าแพมและอเมริกาใต้

โครงสร้างของระบบนิเวศ

สิ่งมีชีวิตต้องมีพลังงานและสารอาหารที่จะเติบโตตอบสนองและทำซ้ำ สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ซึ่งกันและกันและเชื่อมโยงถึงกันในวงจรชีวิต พลังงานถูกถ่ายโอนจากปิรามิดอาหารไปอีกระดับหนึ่ง ตัวอย่างเช่นปลากินสาหร่ายและปลาหมึกกินปลา

สาหร่าย, ปลา, ปลาหมึกและฉลามนักล่าเป็นตัวอย่างของ ห่วงโซ่อาหาร. ใยอาหาร ทำจากห่วงโซ่อาหารจำนวนมากที่ทับซ้อนกัน ปิรามิดพลังงานเริ่มต้นจากผู้ผลิตที่ฐานของปิรามิดตามด้วยผู้บริโภคและผู้ล่าในระดับบน พลังงานสูญเสียไปเมื่อมีการถ่ายโอนระหว่างสิ่งมีชีวิตดังนั้นพีระมิดตั้งตรงและไม่คว่ำ

พืชและแพลงก์ตอนพืชเป็นผู้ผลิตที่มีเม็ดสีสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์และคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตน้ำตาล ผู้บริโภคหลักกินพืชและผู้บริโภครองกินผู้บริโภคหลัก นักล่าสุดยอดที่ไม่มีศัตรูตามธรรมชาติถือเป็นจุดสูงสุดในปิรามิดอาหาร

หน้าที่ของวงจรสารอาหาร

ชีวมวล ได้รับการอนุรักษ์และรีไซเคิลในระบบนิเวศ เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย ตัวย่อยสลาย ทำลายสารอินทรีย์ให้เป็นพลังงานและสารอาหารที่ไหลกลับสู่ระบบนิเวศ การสลายตัวของสัตว์ปล่อยคาร์โบไฮเดรตไขมันโปรตีนและก๊าซเมื่อทำหน้าที่โดยจุลินทรีย์แมลงวันและหนอน

แบคทีเรียและจุลินทรีย์สลายพืชที่ย่อยสลายเป็นสารอาหารเช่นแคลเซียมไนโตรเจนโพแทสเซียมและฟอสฟอรัสที่ทำให้ดินอุดมสมบูรณ์

พลังงานและสารอาหารอีกด้วย ไหลระหว่างระบบนิเวศ. ตัวอย่างเช่นก้อนหินในแม่น้ำกัดกร่อนและใส่แร่ธาตุลงไปในน้ำที่ไหลลงสู่ทะเลสาบและทุ่งนา ผลกระทบอาจเป็นอันตรายได้ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่ไหลบ่าจากพื้นที่เพาะปลูกสามารถทำให้เกิดมลพิษทางน้ำ

พลังงานไหลไปในทิศทางเดียวซึ่งแตกต่างจากสสารที่ได้รับการรีไซเคิล พืชผลิตโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคสที่อุดมไปด้วยพลังงานจากแสงแดดที่ถูกจับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ พลังงานเคมีถูกส่งไปยังผู้บริโภคเพื่อการเผาผลาญของเซลล์และพลังงานพิเศษจะถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อน

เสถียรภาพในการทำหน้าที่ของระบบนิเวศ

ระบบนิเวศเป็นแบบไดนามิกที่มีการลดลงอย่างต่อเนื่องและการไหลของพลังงานและสสาร ระดับสารอาหารประชากรของสปีชีส์รูปแบบของสภาพอากาศอุณหภูมิฤดูกาลของปีมีความผันผวนและเปลี่ยนแปลง ความหลากหลายในระบบนิเวศก่อให้เกิดความมั่นคง

แม้จะมีฟลักซ์และธรรมชาติของระบบนิเวศนิเวศน์วิทยาโดยรวม สภาวะสมดุล ยังคงมั่นคง ระบบนิเวศยังคงสภาพที่มั่นคงด้วยองค์ประกอบที่สอดคล้องกันอย่างเป็นธรรม โดยปกติแล้วคุณสมบัติทางชีวภาพและแบบ abiotic ที่ผันผวนนั้นไม่ได้คุกคามระบบที่เสถียร กล่าวอีกนัยหนึ่งป่าฝนยังคงเป็นป่าฝนแม้ว่าประชากรของลิงจะลดลง

การหยุดชะงักในการทำงานของระบบนิเวศ

การรบกวนทางธรรมชาติสามารถรบกวนการทำงานของระบบนิเวศ ตัวอย่างเช่นพายุเฮอริเคนไฟป่าน้ำท่วมและภูเขาไฟทำให้ระบบนิเวศไม่พอใจ น้ำท่วมสามารถปนเปื้อนแหล่งน้ำ ที่อยู่อาศัยหายไปและอาจขยายพันธุ์ ยอดคงเหลือของนักล่าเหยื่ออาจปิดลงซึ่งจะส่งผลกระทบต่อโดมิโนในสายพันธุ์อื่น

แพร่กระจายพันธุ์ อาจคุกคามความเป็นอยู่และการดำรงอยู่ของสายพันธุ์อื่น ๆ สปีชี่ที่แพร่กระจายนั้นรวมถึงพืชและสัตว์ที่แนะนำให้รู้จักกับพื้นที่โดยเจตนาหรือไม่ตั้งใจ บางครั้งสายพันธุ์ที่รุกรานจะถูกนำเข้ามาโดยเจตนาเพื่อหยุดนักล่าที่จะเข้ายึดครอง ยกตัวอย่างเช่นนักอนุรักษ์ปล่อยปลาแซลมอนเข้าไปในเกรตเลกส์เพื่อควบคุมสายพันธุ์ที่รุกรานน้อยกว่า

กิจกรรมของมนุษย์เป็นอีกหนึ่งสาเหตุสำคัญของการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศที่เต็มไปด้วยอันตราย การล่าสัตว์การจับปลามากเกินไปการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนขยะพิษและมลพิษเป็นภัยคุกคามต่อระบบนิเวศและชีวมวลของพวกมัน ในกรณีที่รุนแรงเช่นการรั่วไหลของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระบบนิเวศที่ได้รับผลกระทบอาจมีกัมมันตภาพรังสีและสารก่อมะเร็งในอีกหลายปีข้างหน้า

ตัวอย่างระบบนิเวศทางทะเล

แนวปะการัง Great Barrier นอกชายฝั่งออสเตรเลียมีขนาดใหญ่และหลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ ระบบนิเวศทางทะเล ที่มีมานานหลายล้านปี สาหร่ายให้อาหารสำหรับการเจริญเติบโตของปะการังที่ติดกับปะการังที่ตายแล้วในแนวปะการัง

ปะการังอ่อนที่ลอยอยู่ในน้ำจะถูกกินโดยปลาและสัตว์ที่ว่ายน้ำในมหาสมุทร ปะการังที่ยังคงมีโครงกระดูกสามารถถูกบริโภคโดยหนอนหอยทากและปลาดาวที่หิวกระหาย

ปะการังบางแห่งมีความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกันกับกุ้งและปูที่อาศัยอยู่ในอาณานิคมปะการังและต่อสู้กับศัตรูซึ่งกันและกันด้วยการใช้นิ้วหนีบ ปัจจัยที่ก่อให้เกิดผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อปะการังคืออุณหภูมิของน้ำที่สูงขึ้นการเป็นกรดของมหาสมุทร

ตามพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติสมิ ธ โซเนียนน้ำทะเลที่เป็นกรดได้เริ่มละลายโครงสร้างโครงกระดูกของแนวปะการังในสถานที่เช่นฮาวาย

ตัวอย่างระบบนิเวศทางน้ำ

ระบบนิเวศทางน้ำของทะเลสาบแห่งป่าตั้งอยู่ที่ชายแดนของแคนาดาและสหรัฐอเมริกา ร่างของน้ำจืดนี้เป็นสิ่งที่หลงเหลืออยู่ของทะเลสาบ Agassiz น้ำแข็งขนาดยักษ์ครั้งหนึ่ง

ในระบบนิเวศน์ทางน้ำจืดนี้แพลงก์ตอนพืชแพลงก์ตอนสัตว์สาหร่ายและแบคทีเรียให้อาหารอาหารที่อยู่อาศัยและออกซิเจนในระดับที่เหมาะสม Lake of the Woods มักเรียกว่า Walleye Capital of the World _._

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเช่นมายันและคนแคระก็มีบทบาทสำคัญในทะเลสาบน้ำจืดเช่นกัน พวกเขากินจุลินทรีย์ที่กินพืชที่เน่าเปื่อยและสัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังให้แหล่งอาหารที่ยอดเยี่ยมสำหรับปลาตัวเล็ก ๆ ที่อาจกินปลาใหญ่ซึ่งอาจถูกนกกระยางนกกระสาหมีและมนุษย์จับได้

ปัจจัยที่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศน์ทางน้ำเช่นทะเลสาบแห่งป่าประกอบด้วยอุณหภูมิอากาศและน้ำระดับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำท่าที่เป็นพิษ

ตัวอย่างระบบนิเวศบก

ระบบนิเวศป่าฝนอเมซอนเป็นสภาพแวดล้อมทางบกที่อุดมไปด้วยสปีชีส์ในอเมริกาใต้ แสงแดดถูกดูดซับโดยพืชใบกว้างและต้นไม้สูงที่ให้อาหารและที่พักพิงสำหรับนกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแมลงจิ้งจกและงูในเขตร้อน สัตว์นักล่าจำนวนมากเหล่านี้ถูกกินโดยนักล่าอย่างจากัวร์

เมื่อสิ่งมีชีวิตตายในป่าฝนพลังงานและสารอาหารของพวกมันจะถูกย่อยสลายอย่างรวดเร็วโดยตัวย่อยสลายเช่นหนอนและจุลินทรีย์ สารอาหารกลับคืนสู่ดินและช่วยให้พืชเจริญเติบโต ปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเสียหายของป่าฝน ได้แก่ ปริมาณน้ำฝนจำนวนมากความร้อนและภูมิอากาศแบบเขตร้อนที่ช่วยบำรุงความหลากหลายทางชีวภาพของสายพันธุ์จากพื้นป่าสู่หลังคาที่หนาทึบ

นิเวศวิทยาเทียบกับนิเวศวิทยาชุมชน

นักนิเวศวิทยาอาจมุ่งเน้นไปที่สาขานิเวศวิทยาชุมชนนิเวศวิทยาระบบนิเวศหรือทั้งสองอย่างทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความสนใจในการวิจัยของพวกเขา นิเวศวิทยาของชุมชนตรวจสอบการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์ต่างกันและผลของการโต้ตอบนั้นโดยเฉพาะ นิเวศวิทยาของระบบนิเวศนั้นมองที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับปัจจัยที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตที่ส่งผลกระทบต่อชุมชนนิเวศวิทยาและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศ

ยกตัวอย่างเช่นนักนิเวศวิทยาที่ต้องการทราบว่าทำไมปลาคาร์พยักษ์จึงเข้ายึดทะเลสาบที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นปลาเทราท์ที่อาจทำการศึกษานิเวศวิทยาชุมชนของประชากรปลาพร้อมกับการศึกษาระบบนิเวศของคุณภาพน้ำที่ลดน้อยลงซึ่งส่งผลกระทบต่อสัตว์น้ำทุกชนิด . นักนิเวศวิทยาทำการศึกษาที่ช่วย ประหยัดทรัพยากรธรรมชาติสำหรับคนรุ่นต่อไป

การป้องกันโครงสร้างระบบนิเวศ

การจัดการระบบนิเวศใช้วิธีการอนุรักษ์เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของการทำงานของระบบนิเวศและโครงสร้าง โครงสร้างระบบนิเวศกล่าวว่ามีความสมบูรณ์เมื่อมีความสมดุลความมั่นคงและลักษณะของชุมชนระบบนิเวศในพื้นที่ธรรมชาตินั้น

โดยทั่วไปแล้วทั้งปัจจัย abiotic และ biotic สามารถคาดการณ์ได้ พลวัตของประชากรควรมีการพึ่งพาตนเองโดยไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงจากมนุษย์ คืนความสมดุล

การจัดการระบบนิเวศที่ดีมีบทบาทสำคัญในการอนุรักษ์อุทยานของรัฐอุทยานแห่งชาติและสัตว์ป่าอื่น ๆ การทำความเข้าใจประวัติของระบบนิเวศและอัตราการเปลี่ยนแปลงปกติหรือการทดแทนอย่างต่อเนื่องจะช่วยในการตรวจหาปัญหาเชิงโครงสร้างก่อน เป้าหมายคือเพื่อรักษาความหลากหลายทางชีวภาพและตรวจสอบความมีชีวิตของสายพันธุ์พื้นเมือง จากนิวยอร์กถึงแคลิฟอร์เนียนักสิ่งแวดล้อมกำลังตรวจสอบรูปแบบสภาพอากาศอย่างใกล้ชิด

การทำลายระบบนิเวศของภัยพิบัติ

ภัยพิบัติทางธรรมชาติเช่นพายุเฮอริเคนตามมาด้วยการสืบทอดอย่างเป็นระเบียบและการสร้างพื้นที่ตามธรรมชาติให้กลับสู่สภาพเดิม อย่างไรก็ตามกิจกรรมของมนุษย์สามารถทำลายระบบนิเวศในระบบนิเวศชั่วคราวหรือถาวร ภัยพิบัติทางระบบนิเวศเกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก

ระบบนิเวศอ่าวเม็กซิโกได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากมลพิษที่ถูกพาไปยังอ่าวจากแม่น้ำมิสซิสซิปปี ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสจากไร่อาหารสัตว์และน้ำเสียไหลลงสู่แม่น้ำจากหลายรัฐ

สารอาหารในระดับที่มากเกินไปจะกระตุ้นให้บุปผาสาหร่ายพิษเปลี่ยนอาหารและทำให้ออกซิเจนในน้ำลดลงทำให้เกิดการตายและการฆ่าปลาขนาดใหญ่ พื้นที่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยทางลบเช่นพายุเฮอริเคนและน้ำท่วม

ในปี 1986 เกิดอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลในยูเครนที่ปล่อยสารกัมมันตรังสีร้ายแรงออกสู่บรรยากาศ ผู้คนหลายล้านคนได้รับรังสี เด็กหลายพันคนที่ดื่มนมจากวัวแทะเล็มหญ้าในบริเวณที่ปนเปื้อนนั้นเป็นมะเร็งต่อมไทรอยด์ ทุกวันนี้พื้นที่ที่มีกัมมันตภาพรังสีโดยรอบเชอร์โนปิลอยู่นอกขอบเขตของประชาชน แต่หมาป่าม้าป่าและสัตว์อื่น ๆ มีจำนวนมาก