Екосистем

Екосистемот претставува целина од биотопот (неживиот дел) и биоценозата (живиот дел) на животната средина, во кој тие се нераскинливо поврзани. Екосистемот е еден бескрајно сложен, динамичен систем на заемно поврзани делови кои дејствуваат еден врз друг, директно или индиректно. Поради ова, екосистемот е во постојана промена (или движење).

Најопшто, природните екосистеми можат да се поделат на копнени и водни. Обично копнените се класифицираат по принцип на доминантната растителна заедница (шумски, тревести, блатни, планински екосистеми), додека водните врз основа на видот на стаништето (морски, езерски, речни екосистеми) или доминантните организми (екосистеми на коралните гребени).

• Материјалниот дел од екосистемот го чинат:
  • неживите состојки (почва, вода и хранливи материи)
  • продуценти
  • консументи (растенојади, месојади)
  • редуценти (разградувачи - бактерии и животни кои ги разградуваат мртвите органски материи, со што ги рециклираат хранливите материи)
• Енергија

Во зависност од присуството или отсуството на одреден составен дел на екосистемот, постојат фрагментарни (неполночлени) и полночлени екосистеми. Во неполночлените екосистеми отсуствуваат еден или повеќе составни делови, на пример, екосистем од вечен мраз (Арктик и Антарктик), изливи од лава и слично.

Во екосистемот се среќаваат три типа на односи меѓу неговите делови, и тоа: акција, реакција и коакција.

Големите површини во секој екосистем се мошне разнородни. Притоа, неживиот дел од екосистемот (како почвата и атмосферата) се далеку поеднородни отколку живиот дел. Во повеќето случаи, најголема улога во нееднородноста на екосистемот имаат растенијата. Во просторот варираат:

• густината на растителните единки
• разместеноста на одделните видови (групно, дифузно, петнесто распоредување)
• број на катови
• развојни стадиуми и сл.

Разместеноста на материјалните градбени делови на екосистемот е нерамномерна во два правци:

• вертикално (слоевитост) - различни катови или страти, односно биогеохоризонти. Оваа слоевитост се забележува во почвата, но и во надземниот дел. Така, има кат на мовови и лишаи, кат на треви, кат на грмушки, кат на дрвја. Растенијата најчесто ги сочинуваат т.н. фотосинтетски биогеохоризонти.
• хоризонтално (поделба на биогеоценотички парцели) - основни и дополнителни парцели.

Првата и основна функција на еден екосистем е движењето на енергија и материја низ него. Придвижувањето на материјата и енергијата низ одделните живи делови на екосистемот (трофички нивоа или алки) се остварува преку односот грабливец-плен, кој ги гради ланците и мрежите на исхрана. Ланецот на исхрана е последователност од трофички нивоа (биотоп-продуценти-консументи-редуценти-биотоп), низ кој последователно поминува материјата. Основен составен дел се продуцентите (организми кои самостојно, со помош на неоргански соединенија и енергија, создаваат органски соединенија), по кои следуваат консументите (организми кои не можат самостојно да создаваат органски соединенија од неоргански, туку само ги употребуваат и ги претвораат за сопствените потреби). Во еден ланец на исхрана може да присуствуваат и организми кои се хранат со мртва органска материја, т.н. детритофаги или сапрофаги, кои понекогаш се редуценти (трета функционална група на организми во структурата на екосистемот кои ја преработуваат синтетизираната органска материја во неорганска). Според ова, постојат два вида на ланци на исхрана: ланци кои започнуваат со пасишта и ланци кои започнуваат од мртва органска материја. При пасишниот ланец на исхрана, во неговиот почеток стои продуцент кој најчесто е зелено фотосинтетизирачко растение. По него следува консумент од прв ред (најчесто растенојадни организми), а потоа следуваат консументи од втор ред, кои се хранат со консументите од прв ред, па консументи од трет ред итн. При детритусниот ланец на исхрана, почетокот е составен од детритус (мртви органски материи), по кој следуваат трофичките заемодејства од типот на мрежа на исхрана. Мрежата е севкупност од ланците на исхрана во рамките на еден екосистем. Овој тип на опишување на врските меѓу живите составни делови на екосистемот се должи поради тоа што повеќето организми се хранат со повеќе од еден вид. Така, хранливите извори на даден вид можат да бидат и продуценти, но и консументи од различен ред.

Согласно вториот принцип на термодинамиката, преносот на енергија помеѓу членовите на ланецот на исхрана не може да биде 100%. Автотрофните организми, какви што се зелените растенија, имаат делотворност на искористување на енергијата под 1%, односно само 1% од достапната за нив сончева енергија се претвора во хемиска енергија во нивната биомаса. Останатите 99% се рефлектираат во атмосферата во вид на светлина и топлина. Животните, пак, од своја страна, задржуваат само 10% од енергијата која ја добиле при исхраната. Останатите 90% се излачуваат преку дишењето и дефекацијата. Екскретите се храна за разградувачите (редуцентите), со кои тие обезбедуваат енергија за нив, но ја губат при своето дишење во вид на топлинска енергија. Всушност, целата енергија која влегува во екосистемот (биосферата) се губи во вид на топлина.

Горните податоци покажуваат дека ниската делотворност на искористување на енергијата од страна на организмите побарува постојан принос на енергија, односно исхрана за да преживеат. Друга последица од ова е и фактот што само мал дел од првичната енергија врзана во продуцентите останува во погорните алки од ланецот на исхрана. На пример, со 100 кг маса на луцерка можат да се прехранат 10 кг маса од говедо, со кои може да се прехрани само маса од 1 кг човек.

Втората основна функција на екосистемот е кружењето на материјата. Постојат неколку најважни кружења на материи, и тоа јаглероден циклус, кислороден циклус, азотен циклус и воден циклус.

Временската организација на екосистемот ја опфаќа неговата динамика, односно како тој екосистем се однесува во текот на времето: дали е стабилен или, пак, е динамичен (се менува).

Стабилноста на екосистемот се огледува во сочувување на неговата структурно-функционална организација во неизменета или малку изменета состојба во текот на подолг временски период (десетици или стотици години). Стабилноста е резултат на долг еволутивен процес на живите и неживите делови (компоненти) на екосистемот, во кој тие се усовршувале и адаптирале во правец на минимизирање на врските и односите на неуспешните компоненти за функционирање на екосистемот во целина. Стабилноста се должи на можноста што екосистемот ја има, а тоа е можност за пуферизирање (ублажување) на дејството на факторите што се отклонуваат од нормалните состојби. Меѓутоа, стабилноста на екосистемот не е апсолутна, што значи дека потполно ист и неменлив екосистем не постои. Можат само да се разликуваат постабилни и понестабилни екосистеми; од првите се издвојуваат природните екосистеми кои се развиваат на биотопи на кои тие природно настанале - климаксни екосистеми. Најнестабилни, пак, се екосистемите создадени од страна на човекот - агроекосистеми и урбани системи.

Динамичноста на екосистемот ги опфаќа промените во составот на неговите компоненти, структурата и метаболизмот. Причини за ваквите промени се најчесто надворешните абиотички фактори (светлина, топлина, влажност), но во поретки случаи и биотичките - при наезда на одреден вид (на пример, скакулци).