Ev Yapı

Karadaki ekosistemlerin tanımlanmasına ilişkin ilkeler. Lisede Biyoloji. Nüfusun mekansal yapısı bireylerin uzaydaki dağılımının doğasını yansıtır.

Ekosistem, biyosferin temel birimi olarak alınsa da yapısı itibariyle son derece karmaşık ve çok bileşenli bir mekanizmadır. Popülasyonlar farklı şekiller Her zaman Dünya'nın biyosferinde - biyosinozlarda karmaşık topluluklar oluştururlar. Biyosinoz - bir kara alanında veya bir rezervuarda yaşayan ve birbirleriyle belirli ilişkiler içinde olan bir dizi bitki, hayvan, mantar ve protozoa. Biyosenozlar, dünya yüzeyinin belirli alanları ve kapladıkları bitişik atmosferle birlikte ekosistemler olarak adlandırılır. Bir damla su veya karınca yığınından bir adanın, nehrin, kıtanın ekosistemine ve bir bütün olarak tüm biyosfere kadar farklı ölçeklerde olabilirler. Dolayısıyla bir ekosistem, metabolizma ve enerji ile birbirine bağlanan canlı ve hareketsiz bileşenlerin birbirine bağımlı bir kompleksidir. Ekosistem bileşenlerinin etkileşimi süreçlerinde öncü aktif rol canlılara aittir, yani. biyosenoz. Biyosinozun bileşenleri yakından ilişkilidir ve litosfer, atmosfer ve hidrosfer ile etkileşime girer. Sonuç olarak, Dünya yüzeyinde - toprakta (pedosfer) başka bir ekosistem unsuru oluşur.

Ekolojik sistem kavramı hiyerarşiktir. Bu, belirli bir seviyedeki herhangi bir ekolojik sistemin, önceki seviyedeki bir dizi daha küçük ekosistemi içerdiği ve bunun da daha büyük bir ekosistemin ayrılmaz bir parçası olduğu anlamına gelir. Temel bir ekosistem olarak, bataklıktaki bir tümsek veya oyuk hayal edilebilir ve birçok ne yazık ki ve ne yazık ki arası alanı kapsayan daha genel bir ekosistem, bir terasın veya peneplenin karşılık gelen ormanlık yüzeyi olabilir. Bu seriyi yukarı doğru sürdürerek, Dünya'nın ekolojik sistemine - biyosfere ve aşağıya doğru - biyosferin temel bir biyokolojik (hora - uzay, gr.) birimi olarak biyojeosinoza yaklaşılabilir. Dünya'nın canlı maddesinin gelişimi için bölgesel faktörlerin belirleyici önemi göz önüne alındığında, böyle bir bölgesel ikincil ekosistem dizisi hayal etmek meşrudur:

temel> yerel> bölgesel> küresel.

Tüm ekosistem grupları, sistematik konumları farklı olan türlerin ortak tarihsel gelişiminin bir ürünüdür; Böylece türler birbirlerine uyum sağlar. Ekosistemlerin oluşumunun temel temeli bitkiler ve bakterilerdir; üreticiler organik madde(atmosfer). Evrim sürecinde, biyosferin belirli bir alanının bitkiler ve mikroorganizmalar tarafından kolonize edilmesinden önce, hayvanların kolonizasyonu söz konusu olamaz.

Ekosistemlerdeki farklı türlerin popülasyonları, doğrudan ve geri besleme ilkesine göre birbirlerini etkiler. Genel olarak bir ekosistemin varlığı, esas olarak sistem içinde etki eden kuvvetler tarafından yönetilir. Bir ekosistemin özerkliği ve kendi kendini düzenlemesi, ekosistem düzeyinde temel bir birim olarak onun biyosferdeki özel konumunu belirler.

Birlikte gezegenimizin biyosferini oluşturan ekosistemler, maddelerin dolaşımı ve enerji akışıyla birbirine bağlıdır. Bu döngüde Dünya'daki yaşam, biyosferin öncü bileşeni olarak hareket ediyor. Birbirine bağlı ekosistemler arasındaki madde alışverişi, gaz, sıvı ve katı fazlarda yapılabileceği gibi canlı madde (hayvan göçü) şeklinde de gerçekleştirilebilir.

Ekosistemlerin uzun süre ve bir bütün olarak çalışabilmesi için enerji bağlama ve salma, madde dolaşımı özelliklerine sahip olmaları gerekir. Ekosistemin aynı zamanda dış etkilere dayanacak mekanizmalara da sahip olması gerekir.

Var olmak çeşitli modeller ekosistem organizasyonu.

1. Ekosistemin blok modeli. Her ekosistem 2 bloktan oluşur: biyosinoz ve biyotop. V.N.'ye göre biyojeosinoz. Sukachev, blokları ve bağlantıları içerir. Bu terim genellikle karasal sistemlere uygulanır. Biyojeosinozlarda ana bağlantı olarak bir bitki topluluğunun (çayır, bozkır, bataklık) varlığı zorunludur. Bitki bağlantısı olmayan ekosistemler var. Örneğin çürüyen organik kalıntılar, hayvan cesetleri temelinde oluşanlar. Bunlarda sadece zoosenoz ve mikrobiyosenozun varlığı yeterlidir.
2. Ekosistemlerin tür yapısı. Bir ekosistemi oluşturan türlerin sayısı ve bu sayıların oranı olarak anlaşılmaktadır. Tür çeşitliliği yüzlerce, onlarca yüzlercedir. Ekosistemin biyotopu ne kadar önemliyse o kadar zengindir. Tropikal orman ekosistemleri tür çeşitliliği açısından en zengin ekosistemlerdir. Türlerin zenginliği ekosistemlerin yaşına da bağlıdır. Olgun ekosistemlerde, sayıca açıkça baskın olan bir veya 2-3 tür birey genellikle ayırt edilir. Birey sayısı açısından açıkça baskın olan türler baskındır (Latince dominans'tan - “baskın”). Ayrıca ekosistemlerde türler de ayırt edilir - düzenleyiciler (Latince aedifica-tor - "inşaatçı" kelimesinden gelir). Bunlar çevreyi oluşturan türlerdir (ladin ormanındaki ladin baskınlığıyla birlikte eğitici özelliği yüksektir). Tür çeşitliliği ekosistemlerin önemli bir özelliğidir. Çeşitlilik sürdürülebilirliğinin bir kopyasını sağlar. Tür yapısı, gösterge bitkileri için habitat koşullarını değerlendirmek için kullanılır (orman bölgesi - asit, nem koşullarını gösterir). Ekosistemler, düzenleyici bitkiler veya baskın ve gösterge bitkiler olarak adlandırılır.
3. Ekosistemlerin trofik yapısı. Yemek zinciri. Her ekosistem birkaç trofik (besin) seviyesi içerir. Birincisi bitkilerdir. İkincisi hayvanlardır. Sonuncusu ise mikroorganizmalar ve mantarlardır.

Trofik yapı açısından ekosistem iki aşamaya ayrılabilir:

1) Işık enerjisinin sabitlenmesinin, basit inorganik bileşiklerin kullanımının ve karmaşık organik bileşiklerin birikiminin baskın olduğu bitkileri veya bunların klorofil içeren kısımlarını içeren üst ototrofik katman veya "yeşil kuşak".
2) Karmaşık bileşiklerin kullanımının, dönüşümünün ve ayrışmasının baskın olduğu toprak ve çökeltilerin, çürüyen maddelerin, köklerin vb. alt heterotrofik katmanı veya "kahverengi kuşağı".

Aynı zamanda "yeşil" ve "kahverengi" kuşaklardaki canlı organizmaların farklılık göstereceğini anlamak da önemlidir. Üst katmanda yapraklarla ve örneğin tomurcuklarla beslenen böcekler ve kuşlar hakim olacaktır. Alt kademede organik ve inorganik maddeleri ayrıştıran mikroorganizmalar ve bakteriler hakim olacaktır. Bu kuşakta önemli sayıda büyük hayvan da bulunacaktır.

Öte yandan besin ve enerji aktarımından bahsedecek olursak ekosistemdeki şu bileşenleri ayırt etmek yerinde olacaktır:

1) Döngülere dahil olan inorganik maddeler (C, N, CO2, H2O vb.).
2) Biyotik ve abiyotik kısımları bağlayan organik bileşikler (proteinler, karbonhidratlar, lipitler, hümik maddeler vb.).
3) İklim rejimi ve diğer fiziksel faktörler de dahil olmak üzere hava, su ve alt tabaka ortamı.
4) Üreticiler, ototrof organizmalar, çoğunlukla basit inorganik maddelerden besin üretebilen yeşil bitkiler
5) Makrotüketiciler veya fagotroflar - diğer organizmalar veya organik madde parçacıklarıyla beslenen, çoğunlukla hayvanlar olmak üzere heterotrofik organizmalar.
6) Mikro tüketiciler, saprotroflar, yıkıcılar veya osmotroflar - ölü dokuları parçalayarak veya kendiliğinden salınan veya saprotroflar tarafından bitkilerden ve diğer organizmalardan ekstrakte edilen çözünmüş organik maddeleri emerek enerji elde eden, esas olarak bakteri ve mantarlar olmak üzere heterotrofik organizmalar. Saprotrofların aktivitesi sonucunda üreticilere uygun inorganik besinler açığa çıkar; Ek olarak saprotroflar makro tüketicilere besin sağlar ve sıklıkla ekosistemin diğer biyotik bileşenlerinin işleyişini engelleyen veya uyaran hormon benzeri maddeler salgılar.

Karasal, tatlı su, deniz veya yapay (örneğin tarımsal) ekosistemler olsun tüm ekosistemlerin ortak özelliklerinden biri, ototrofik ve heterotrofik bileşenler arasındaki etkileşimdir. Çeşitli döngü süreçlerinde yer alan organizmalar uzayda kısmen ayrılmıştır; ototrofik süreçler en çok güneş ışığının mevcut olduğu üst katmanda ("yeşil kuşak") aktiftir. Heterotrofik süreçler, organik maddenin toprakta ve çökeltilerde biriktiği alt katmanda (“kahverengi kuşak”) en yoğundur. Ek olarak, ekosistem bileşenlerinin bu ana işlevleri de zamanla kısmen ayrılmıştır, çünkü organik maddenin ototrofik organizmalar tarafından üretilmesi ile heterotroflar tarafından tüketilmesi arasında önemli bir zaman farkı mümkündür. Örneğin bir orman ekosisteminin gölgesindeki ana süreç fotosentezdir.

ekosistem heterotrofik biyojeosinozu

Ekosistemler, çeşitli bileşenleri içeren bir sistem olan ekolojinin temel kavramlarından biridir: hayvanlar, bitkiler ve mikroorganizmalardan oluşan bir topluluk, karakteristik bir yaşam alanı, madde ve enerji alışverişinin gerçekleştirildiği bütün bir ilişkiler sistemi.

Bilimde ekosistemlerin çeşitli sınıflandırmaları vardır. Bunlardan biri, bilinen tüm ekosistemleri iki büyük sınıfa ayırıyor: doğal, doğa tarafından yaratılanlar ve yapay, insan tarafından yaratılanlar. Bu sınıfların her birine daha ayrıntılı olarak bakalım.

doğal ekosistemler

Yukarıda belirtildiği gibi doğal, doğal ekosistemler doğa güçlerinin eylemi sonucu oluşmuştur. Aşağıdakilerle karakterize edilirler:

Organik ve inorganik maddeler arasındaki yakın ilişki
Maddelerin dolaşımının tam, kısır bir döngüsü: organik maddenin ortaya çıkmasından başlayarak çürümesi ve inorganik bileşenlere ayrışmasıyla sona erer.
Dayanıklılık ve kendini iyileştirme yeteneği.

Tüm doğal ekosistemler aşağıdaki özelliklerle tanımlanır:

1. tür yapısı: Her hayvan veya bitki türünün sayısı doğal koşullar tarafından düzenlenir.
2. Mekânsal yapı: Tüm organizmalar katı bir yatay veya dikey hiyerarşiye göre düzenlenmiştir. Örneğin, bir orman ekosisteminde katmanlar açıkça ayırt edilir; su ekosisteminde organizmaların dağılımı suyun derinliğine bağlıdır.
3. Biyotik ve abiyotik maddeler. Bir ekosistemi oluşturan organizmalar inorganik (abiyotik: ışık, hava, toprak, rüzgar, nem, basınç) ve organik (biyotik - hayvanlar, bitkiler) olarak ikiye ayrılır.
4. Buna karşılık, biyotik bileşen üreticilere, tüketicilere ve yok edicilere bölünmüştür. Üreticiler arasında güneş ışığı ve enerji yardımıyla inorganik maddelerden organik madde oluşturan bitkiler ve bakteriler bulunur. Tüketiciler ise bu organik maddeyle beslenen hayvanlar ve etobur bitkilerdir. Yok ediciler (mantarlar, bakteriler, bazı mikroorganizmalar) besin zincirinin tacıdır, çünkü ters işlemi üretirler: organikler inorganik maddelere dönüştürülür.

Her doğal ekosistemin mekansal sınırları çok koşulludur. Bilimde, bu sınırları kabartmanın doğal hatlarıyla tanımlamak gelenekseldir: örneğin bataklık, göl, dağlar, nehirler. Ancak toplamda gezegenimizin biyozarfını oluşturan tüm ekosistemler, birbirleriyle etkileşime girdikleri için açık kabul ediliyor. çevre ve boşlukla. En genel görünümde resim şuna benzer: Canlı organizmalar çevreden enerji, kozmik ve karasal maddeler alır ve çıktıda sonunda uzaya giden tortul kayaçlar ve gazlar alır.

Doğal ekosistemin tüm bileşenleri birbiriyle yakından bağlantılıdır. Bu bağın ilkeleri yıllar, bazen yüzyıllar boyunca oluşur. Ancak bu bağlantılar ve iklim koşulları bu bölgede yaşayan hayvan ve bitki türlerini belirlediği için bu kadar istikrarlı hale gelmelerinin nedeni budur. Doğal ekosistemdeki herhangi bir dengesizlik onun yok olmasına veya zayıflamasına neden olabilir. Böyle bir ihlal, örneğin ormansızlaşma, belirli bir hayvan türünün popülasyonunun yok edilmesi olabilir. Bu durumda besin zinciri anında bozulur ve ekosistem "çökmeye" başlar.

Bu arada ekosistemlere ek unsurların girmesi de onu bozabilir. Örneğin, bir kişi seçilen ekosistemde başlangıçta orada olmayan hayvanları yetiştirmeye başlarsa. Bunun canlı bir teyidi Avustralya'da tavşan yetiştiriciliğidir. İlk başta kârlıydı çünkü böylesine verimli bir ortamda ve üreme için mükemmel iklim koşullarında tavşanlar inanılmaz bir hızla çoğalmaya başladı. Ama sonunda her şey çöktü. Sayısız tavşan sürüsü koyunların otladığı meraları harap etti. Koyun sayısı azalmaya başladı. Bir kişi bir koyundan 10 tavşandan çok daha fazla yiyecek alır. Bu durum atasözüne bile girdi: "Tavşanlar Avustralya'yı yedi." Tavşan popülasyonundan kurtulmayı başarmak için bilim adamlarının inanılmaz çabası ve büyük masraflar gerekti. Avustralya'da nüfuslarını tamamen yok etmek mümkün olmadı ancak sayıları azaldı ve artık ekosistemi tehdit etmiyor.

yapay ekosistemler

Yapay ekosistemler, insanlar tarafından kendileri için yaratılan koşullarda yaşayan hayvan ve bitki topluluklarıdır. Bunlara aynı zamanda noobiojeosinozlar veya sosyoekosistemler de denir. Örnekler: tarla, mera, şehir, toplum, uzay gemisi, hayvanat bahçesi, bahçe, yapay gölet, rezervuar.

Yapay ekosistemin en basit örneği bir akvaryumdur. Burada yaşam alanı akvaryumun duvarları ile sınırlıdır, enerji, ışık ve besin akışı insan tarafından gerçekleştirilir, aynı zamanda suyun sıcaklığını ve bileşimini de düzenler. Başlangıçta sakinlerin sayısı da belirlenir.

İlk özellik: tüm yapay ekosistemler heterotrofiktir yani hazır gıda tüketmek. Örneğin insan yapımı en büyük ekosistemlerden biri olan bir şehri ele alalım. Yapay olarak yaratılan enerjinin (gaz boru hattı, elektrik, gıda) akışı burada büyük bir rol oynuyor. Aynı zamanda bu tür ekosistemler yüksek oranda toksik madde verimiyle de karakterize edilir. Yani, doğal ekosistemde daha sonra organik madde üretimine hizmet eden maddeler, yapay olanlarda çoğu zaman kullanılamaz hale gelir.

Bir diğeri ayırt edici özellik yapay ekosistemler - açık bir metabolizma döngüsü.Örneğin, insanlar için en önemli olan tarımsal ekosistemleri ele alalım. Bunlar, bir kişinin tüketici ürünlerinin ortadan kaldırılması için koşullar yarattığı tarlaları, meyve bahçelerini, sebze bahçelerini, meraları, çiftlikleri ve diğer tarım arazilerini içerir. Bu tür ekosistemlerde besin zincirinin bir kısmı kişi tarafından (ürün şeklinde) dışarı alınır ve dolayısıyla besin zinciri yok olur.

Yapay ekosistemler ile doğal ekosistemler arasındaki üçüncü fark tür kıtlığıdır.. Aslında kişi, bir (nadiren birkaç) bitki veya hayvan türünü yetiştirmek adına bir ekosistem yaratır. Örneğin bir buğday tarlasında tüm zararlılar ve yabani otlar yok edilir, sadece buğday ekimi yapılır. Bu, en iyi hasatın alınmasını mümkün kılar. Ancak aynı zamanda insanlar için "kârsız" olan organizmaların yok edilmesi ekosistemi istikrarsız hale getiriyor.

Doğal ve yapay ekosistemlerin karşılaştırmalı özellikleri

Doğal ekosistemlerin ve sosyo-ekosistemlerin karşılaştırmasını bir tablo şeklinde sunmak daha uygundur:

doğal ekosistemler	yapay ekosistemler
Ana bileşen güneş enerjisidir.	Enerjiyi esas olarak yakıttan ve pişmiş yiyeceklerden alır (heterotrofik)
Verimli toprak oluşturur	Toprağı tüketir
Tüm doğal ekosistemler karbondioksiti emer ve oksijen üretir.	Yapay ekosistemlerin çoğu oksijen tüketir ve karbondioksit üretir.
Büyük tür çeşitliliği	Sınırlı sayıda organizma türü
Yüksek stabilite, kendi kendini düzenleme ve kendi kendini iyileştirme yeteneği	Böyle bir ekosistemin insan faaliyetlerine bağlı olması nedeniyle sürdürülebilirliğin zayıf olması
kapalı metabolizma	Kapatılmamış metabolik zincir
Yabani hayvanlar ve bitkiler için yaşam alanları yaratır	Habitatları yok eder yaban hayatı
Suyu biriktirir, akıllıca kullanır ve arındırır	Yüksek su tüketimi, kirliliği

Gezegenimizdeki organizmaların tüm çeşitliliği ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Herkesten ayrı olarak, kesinlikle bireysel olarak var olabilecek böyle bir yaratık yoktur. Bununla birlikte, yalnızca organizmalar birbirine yakından bağlı değildir, aynı zamanda dış ve iç çevrenin faktörleri de tüm biyomu etkiler. Canlı ve cansız doğanın tüm kompleksi birlikte ekosistemlerin yapısı ve özellikleriyle temsil edilir. Bu kavram nedir, hangi parametrelerle karakterize edilir, makaleyi anlamaya çalışalım.

Ekosistem kavramı

Ekosistem nedir? Hem biyotik hem de abiyotik, sınıf bağlılığı ve çevresel faktörlere bakılmaksızın her tür organizmanın toplam ortak yaşamsal aktivitesi açısından.

Ekosistemlerin özellikleri, özellikleriyle açıklanmaktadır. Bu terimin ilk sözü 1935'te ortaya çıktı. A. Tansley, bunun "yalnızca organizmalardan değil, aynı zamanda onların çevrelerinden de oluşan bir kompleksi" belirtmek için kullanılmasını önerdi. Konseptin kendisi oldukça kapsamlıdır, ekolojinin en büyük birimidir ve aynı zamanda önemlidir. Bir diğer adı da biyojeosinozdur ancak bu kavramlar arasında hala ufak farklılıklar bulunmaktadır.

Ekosistemlerin temel özelliği, içlerindeki organik ve inorganik madde, enerji, ısının yeniden dağıtımı, elementlerin göçü, canlıların birbirleri üzerindeki karmaşık etkilerinin sürekli etkileşimidir. Toplamda, özellikler adı verilen birkaç ana karakteristik özellik vardır.

Ekosistemlerin temel özellikleri

Bunlardan en önemli üçü var:

öz düzenleme;
istikrar;
kendi kendine üreme;
birinden diğerine geçiş;
bütünlük;
ortaya çıkan özellikler.

Ekosistemlerin temel özelliği nedir sorusu farklı şekillerde cevaplanabilir. Bunların hepsi önemlidir, çünkü yalnızca onların birleşik varlığı bu kavramın var olmasına izin verir. Önemini özümsemek ve özünü anlamak için her karakteristik özelliği ayrıntılı olarak ele alalım.

Ekosistemlerin kendi kendini düzenlemesi

Bu, her biyojeosinozda yaşamın bağımsız yönetimini ima eden ekosistemin ana özelliğidir. Yani diğer canlılarla ve çevresel faktörlerle yakın ilişki içerisinde olan bir grup organizma, bir bütün olarak tüm yapıya doğrudan etki etmektedir. Ekosistemin istikrarını ve kendi kendini düzenlemesini etkileyebilecek şey onların hayati faaliyetleridir.

Örneğin yırtıcı hayvanlardan bahsedersek, sayıları azalıncaya kadar aynı türden otçulları yerler. Dahası, yemek yemeyi bırakır ve yırtıcı hayvan başka bir yiyecek kaynağına (yani farklı türde bir otobura) geçer. Böylece türün tamamen yok olmadığı, gerekli bolluk göstergesi yeniden sağlanana kadar hareketsiz kaldığı ortaya çıkıyor.

Bir ekosistemde bir türün başka bireyler tarafından yenilmesi sonucu doğal olarak yok olması söz konusu olamaz. Öz düzenlemenin anlamı budur. Yani hayvanlar, bitkiler, mantarlar, mikroorganizmalar besin olmalarına rağmen karşılıklı olarak birbirlerini kontrol ederler.

Ayrıca kendi kendini düzenleme ekosistemlerin temel özelliğidir, çünkü bu sayede farklı enerji türlerinin kontrollü bir şekilde dönüştürülmesi süreci gerçekleşir. bileşikler, elementler; hepsi yakın bağlantı ve genel dolaşım halindedir. Bitkiler güneş enerjisini doğrudan kullanır, hayvanlar bitkileri yer, bu enerjiyi kimyasal bağlara dönüştürür, ölümlerinden sonra mikroorganizmalar onları tekrar inorganik maddelere ayrıştırır. Süreç, dış müdahale olmadan sürekli ve döngüseldir; buna öz düzenleme denir.

Sürdürülebilirlik

Ekosistemlerin başka özellikleri de vardır. Öz-düzenleme dayanıklılıkla yakından ilişkilidir. Şu veya bu ekosistemin ne kadar süreceği, nasıl korunacağı, diğerlerinde değişiklik olup olmayacağı birçok nedene bağlıdır.

Gerçekten kararlı, insan müdahalesine yer olmayan bir durum olarak kabul edilir. Sürekli olarak yüksek sayıda her türlü organizmaya sahiptir, çevre koşullarının etkisi altında hiçbir değişiklik yoktur veya önemsizdir. Prensip olarak her ekosistem sürdürülebilir olabilir.

Bu durum, bir kişinin müdahalesi ve yerleşik düzenin başarısızlığı (ormanların yok edilmesi, hayvanların vurulması, böceklerin yok edilmesi vb.) ile bozulabilir. Ayrıca, iklim koşullarının organizmalara uyum sağlaması için zaman tanımadan dramatik bir şekilde değişmesi durumunda doğanın kendisi de sürdürülebilirliği etkileyebilir. Örneğin doğal afetler, iklim değişikliği, su kaynaklarının azalması vb.

Organizma türlerinin çeşitliliği ne kadar fazla olursa, ekosistemler de o kadar uzun olur. - sürdürülebilirlik ve öz düzenleme - bu kavramın genel olarak dayandığı temel budur. Bu özellikleri özetleyen bir terim var: homeostaz. Yani, her şeyde - türlerin çeşitliliğinde, bolluğunda, dış ve iç faktörlerde - istikrarı korumak. tundraların değişme olasılığı tropikal ormanlara göre daha fazladır. Sonuçta içlerindeki canlıların genetik çeşitliliği o kadar da fazla değil, yani. ve hayatta kalma kabiliyeti büyük ölçüde azalır.

kendi kendine tekrarlanabilirlik

Ekosistemlerin temel özelliğinin ne olduğu sorusunu dikkatlice düşünürseniz, kendi kendini yeniden üretebilmenin onların varlığı için daha az önemli bir koşul olmadığı sonucuna varabilirsiniz. Aslında, aşağıdaki gibi bileşenlerin sürekli olarak çoğaltılması olmadan:

organizmalar;
toprak bileşimi;
su şeffaflığı;
havanın oksijen bileşeni vb.

Sürdürülebilirlik ve öz denetimden bahsetmek zor. Biyokütlenin sürekli olarak canlandırılması ve sayının korunabilmesi için yeterli gıda, su ve uygun yaşam koşullarına sahip olmak önemlidir. Herhangi bir ekosistemde yaşlı bireylerin yerini sürekli olarak genç, hasta bireylerin yerine sağlıklı, güçlü ve dayanıklı bireyler alır. Bu, herhangi birinin varlığı için normal bir durumdur. Bu ancak zamanında kendini yeniden üretebilme koşuluyla mümkündür.

Bu tür bir ekosistemin özelliklerinin ortaya çıkması, her türün alellerinin genetik korunmasının garantisidir. Aksi takdirde canlıların tüm cins ve türleri, sınıfları ve familyaları daha sonra onarılmadan yok olmaya maruz kalacaktır.

halefiyet

Ekosistemlerin önemli özelliklerinden biri de ekosistemlerin değişmesidir. Bu sürece ardıllık denir. Dış abiyotik faktörlerdeki değişimin etkisi altında ortaya çıkar ve onlarca yıldan milyonlarca yıla kadar sürer. Bu olgunun özü, her ikisinin de etkisi altında bir ekosistemin bir diğeriyle art arda değiştirilmesidir. iç faktörler Canlı organizmalar ile cansız doğanın dış koşulları arasında uzun süre ortaya çıkan.

Ayrıca ardıllığın önemli bir nedeni de ekonomik aktivite kişi. Böylece ormanlar yerini çayırlara ve bataklıklara bırakıyor, göller çöllere dönüşüyor, ya da tarlalar ağaçlarla kaplanıp orman oluşuyor. Doğal olarak fauna da önemli değişikliklere uğramaktadır.

Veraset ne kadar sürede gerçekleşecek? Tam olarak en uygun ve belirli koşullara uyarlanmış biyojeosinozun oluştuğu aşamaya. Örneğin iğne yapraklı ormanlar Uzak Doğu(tayga), daha fazla değişmeyecek olan halihazırda yerleşik bir yerli biyosenozdur. Binlerce yıl boyunca oluşmuş ve bu süre zarfında ekosistemde birden fazla değişiklik olmuştur.

Acil Özellikler

Ekosistemlerin bu özellikleri, biyojeosinozda ortaya çıkan, yeni ortaya çıkan, yeni ve daha önce karakteristik olmayan özelliklerdir. Genel sistemdeki tüm katılımcıların veya birkaç katılımcının karmaşık çalışmasının bir sonucu olarak ortaya çıkarlar.

Tipik bir örnek, koelenteratlar ve algler arasındaki etkileşimin sonucu olan mercan kayalığı topluluğudur. Mercanlar, kendilerinden önce bu toplulukta bulunmayan büyük miktarda biyokütlenin, elementlerin ve bileşiklerin ana kaynağıdır.

Ekosistem işlevleri

Ekosistemlerin özellikleri ve işlevleri birbiriyle yakından bağlantılıdır. Dolayısıyla, örneğin bütünlük gibi bir özellik, tüm katılımcılar arasında sürekli etkileşimin sürdürülmesini ima eder. A da dahil olmak üzere, işlevlerden biri, çeşitli enerji türlerinin birbirine uyumlu bir şekilde geçişidir; bu, elementlerin popülasyonun tüm bölümleri ile biyosinozların kendi aralarında iç dolaşımı koşuluyla mümkündür.

Genel olarak ekosistemlerin rolü, içlerinde mevcut olan etkileşim türlerine göre belirlenir. Herhangi bir biyojeosinoz, varlığının bir sonucu olarak biyokütlede belirli bir biyolojik artış sağlamalıdır. Bu işlevlerden biri olacak. Artış, canlı ve cansız doğadaki faktörlerin birleşimine bağlıdır ve büyük ölçüde değişebilir. Bu nedenle, yüksek nem ve iyi aydınlatmaya sahip alanlarda biyokütle çok daha fazladır. Bu, büyümesinin örneğin çöldekinden çok daha fazla olacağı anlamına gelir.

Ekosistemin bir diğer işlevi de dönüşümseldir. Enerjide yönlendirilmiş bir değişimi, canlıların etkisi altında çeşitli formlara dönüşmesini ima eder.

Yapı

Ekosistemlerin bileşimi ve özellikleri aynı zamanda yapılarını da belirler. Biyojeosinozun yapısı nedir? Açıkçası, tüm ana bağlantıları (hem canlı hem de abiyotik) içerir. Genel olarak tüm yapının kapalı bir döngü olması da önemli, bu da ekosistemlerin temel özelliklerini bir kez daha doğruluyor.

Herhangi bir biyojeosinozda iki ana ana bağlantı vardır.

1. Ekotop - abiyotik doğanın bir dizi faktörü. O da şöyle sunulur:

klimatotop (atmosfer, nem, aydınlatma);
edaphotome (toprağın toprak bileşeni).

2. Biyosinoz - belirli bir ekosistemdeki her tür canlının toplamı. Üç ana bölümden oluşur:

zoosinoz - tüm hayvan canlıları;
fitosenoz - tüm bitki organizmaları;
mikrobiyosinoz - tüm bakteri temsilcileri.

Yukarıdaki yapıya göre tüm bağlantıların birbirine sıkı sıkıya bağlı olduğu ve tek bir ağ oluşturduğu açıktır. Bu bağlantı her şeyden önce enerjinin emilmesinde ve dönüştürülmesinde kendini gösterir. Başka bir deyişle, popülasyonların içindeki ve arasındaki besin zincirleri ve ağlarında.

Benzer bir biyojeosinoz yapısı 1940 yılında V.N. Sukachev tarafından önerildi ve bugün de geçerli olmaya devam ediyor.

olgun ekosistem

Farklı biyojeosinozların yaşı büyük ölçüde değişebilir. Doğal olarak genç ve olgun bir ekosistemin karakteristik özelliklerinin farklı olması gerekir. Ve böylece oluyor.

Olgun bir ekosistemin hangi özelliği onu nispeten yakın zamanda oluşmuş bir ekosistemden ayırır? Bunlardan birkaçı var, hepsini ele alalım:

Her popülasyonun türleri oluşur, sabittir ve başkaları tarafından değiştirilmez (yer değiştirmez).
Bireylerin çeşitliliği sabittir ve artık değişmez.
Bütün topluluk özgürce kendi kendini düzenler, yüksek derecede homeostaz gözlenir.
Her organizma çevre koşullarına tamamen adapte olmuştur, biyosinoz ve ekotopun bir arada bulunması mümkün olduğu kadar rahattır.

Her ekosistem, doruk noktasına ulaşana kadar (kalıcı, en üretken ve kabul edilebilir tür çeşitliliği) birbirini takip edecektir. O zaman biyojeosinoz yavaş yavaş olgun bir topluluğa dönüşmeye başladı.

Biyojeosinoz içindeki organizma grupları

Doğal olarak, bir ekosistemdeki tüm canlılar tek bir bütün halinde birbirine bağlıdır. Aynı zamanda toprak suyu ve tüm abiyotik bileşenler üzerinde de büyük etkileri vardır.

Her biyojeosinozda enerjiyi absorbe etme ve dönüştürme yeteneklerine göre çeşitli organizma gruplarını ayırmak gelenekseldir.

Üreticiler inorganik bileşenlerden organik madde üretenlerdir. Bunlar yeşil bitkiler ve bazı bakteri türleridir. Enerjiyi absorbe etme yolları ototrofiktir, güneş ışınımını doğrudan asimile ederler.
Tüketiciler veya biyofajlar, hazır organik maddeleri canlıları yiyerek tüketenlerdir. Bunlar etoburlar, böcekler ve bazı bitkilerdir. Buna otçullar da dahildir.
Saprotroflar - organik maddeyi ayrıştırabilen, bu şekilde tüketen organizmalar besinler. Yani bitki ve hayvanların ölü kalıntılarıyla beslenirler.

Açıkçası, sistemdeki tüm katılımcılar birbirine bağımlı bir konumdadır. Bitkiler olmadan otçullar yiyecek alamayacak ve onlar olmadan avcılar ölecek. Saprofajlar bileşikleri işlemeyecek, gerekli inorganik bileşiklerin miktarı geri kazanılmayacaktır. Bütün bu ilişkilere denir.Büyük topluluklarda zincirler ağlara dönüşür, piramitler oluşur. Ekoloji bilimi, trofik etkileşimlerle ilgili konuların incelenmesiyle ilgilenir.

Ekosistemleri etkilemede insanın rolü

Bugün bu konuda çok fazla konuşma var. Nihayet insanoğlu, son 200 yılda ekosisteme verilen zararın boyutunun farkına vardı. Bu tür davranışların sonuçları açıkça ortaya çıktı: Asit yağmuru, sera etkisi, küresel ısınma, tatlı su rezervlerinin azalması, toprağın yoksullaşması, orman alanlarının azalması vb. Sorunları sonsuz uzun bir süre için belirlemek mümkündür çünkü çok sayıda sorun birikmiştir.

Bütün bunlar insanın ekosistemde oynadığı ve hala oynadığı roldür. Kitlesel kentleşme, sanayileşme, teknolojinin gelişmesi, uzay araştırmaları ve diğer insan faaliyetleri, yalnızca cansız doğanın durumunun karmaşıklaşmasına değil, aynı zamanda gezegenin biyokütle sayısının yok olmasına ve azalmasına da yol açmaktadır.

Herhangi bir ekosistemin, özellikle bugün, insan korumasına ihtiyacı vardır. Bu nedenle her birimizin görevi ona destek sağlamaktır. Bu çok fazla bir şey gerektirmez - hükümet düzeyinde doğayı koruma yöntemleri geliştirilmektedir, sıradan insanlar yalnızca belirlenmiş kurallara uymalı ve bileşimlerine aşırı miktarda farklı madde ve element sokmadan ekosistemleri sağlam tutmaya çalışmalıdır.

Ekosistem (biyojeosinoz)- Madde ve enerji akışlarıyla yakından birbirine bağlı, çevrenin bir dizi farklı organizması ve cansız bileşeni.

şef çalışma konusu ekolojide ekosistem yaklaşımıyla biyotop ile biyosinoz arasındaki madde ve enerjinin dönüşüm süreçleri, yani maddelerin bir bütün olarak ekosistemdeki biyojeokimyasal dolaşımının ortaya çıkması haline gelir.

Ekosistemler, habitatlarıyla birlikte her ölçekteki biyotik toplulukları içerir (örneğin, bir su birikintisinden okyanuslara, çürümüş bir ağaç kütüğünden geniş bir tayga ormanına kadar).

Bu bağlamda ekosistemlerin seviyeleri ayırt edilir.

Ekosistem seviyeleri:

1. mikroekosistemler(içinde yaşayan böcekler, mikroorganizmalar ve mantarlarla dolu çürümüş kütük; saksı);

2. mezoekosistemler(gölet, göl, bozkır vb.);

3. makroekosistemler(kıta, okyanus);

4. küresel ekosistem(Dünyanın biyosferi).

Ekosistem - komple sistem biyotik bileşenleri ve abiyotikleri içerir. Birbirleriyle etkileşime girerler. Tüm ekosistemler açık sistemlerdir ve güneş enerjisini tüketerek çalışırlar.

Abiyotik bileşenler, döngülere dahil olan inorganik maddeleri, biyotik ve abiyotik parçaları bağlayan organik bileşikleri (hava, su, substrat ortamı) içerir.

Bir ekosistemin biyotik bileşenleri spesifik, mekansal ve trofik bir yapıya sahiptir.

Ekosistemin mekansal yapısı katmanlamada kendini gösterir: ototrofik süreçler en çok üst katmanda, yani güneş ışığının mevcut olduğu "yeşil kuşakta" aktiftir. Heterotrofik süreçler alt katman için en yoğundur. - kahverengi kemer. Burada organik madde toprakta ve çökeltilerde birikmektedir.

Ekosistemin trofik yapısı, organik bileşikleri inorganik olanlara yok eden üreticiler - organik madde üreticileri ve tüketiciler - organik madde tüketicileri ve ayrıştırıcılar - tarafından temsil edilir. Bir ekosistem, ancak bunun için gerekli olan dört bileşeni içeriyorsa maddenin dolaşımını sağlayabilir: biyojenik elementlerin rezervleri, üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar. Üreticiler ototrof, tüketiciler ise heterotroftur. Heterotroflar fagotroflara (diğer organizmalarla beslenirler) ve saprofitlere, yıkıcılara (ölü dokuları parçalayan bakteri ve mantarlar) ayrılır.

Herhangi bir ekosistemde, maddelerin döngüsü sürecinde ototrofik ve heterotrofik bileşenlerin etkileşimi meydana gelir. Trofik zincirin her aşamasında madde ve enerji %90'a kadar kaybolur, yalnızca %10'u bir sonraki tüketiciye gider (yüzde 10 kuralı). Ekosistemlerde organik maddenin (biyolojik ürünlerin) oluşma hızı Güneş'in enerjisine bağlıdır. Ekosistemlerin biyolojik üretimi, içinde biyokütlenin yaratılma hızıdır. Bitkisel üretim birincil, hayvansal üretim ise ikincildir. Herhangi bir biyosinozda, her trofik seviyenin üretimi bir öncekinden 10 kat daha azdır. Bitkilerin biyokütlesi otçulların biyokütlesinden daha fazladır, yırtıcı hayvanların kütlesi otçulların kütlesinden 10 kat daha azdır (biyolojik ürünler piramidinin kuralı). Okyanuslarda tek hücreli algler daha hızlı bölünür ve daha yüksek üretim sağlar. Ancak toplam sayıları çok az değişir çünkü filtreli besleyiciler onları daha yavaş yerler. Alglerin hayatta kalabilmek için çoğalmaya ancak zamanları vardır. Balık, kafadanbacaklılar Büyük kabuklular daha yavaş büyür ve çoğalırlar, ancak düşmanlar tarafından daha da yavaş yenirler, dolayısıyla biyokütleleri birikir. Okyanustaki tüm algleri ve tüm hayvanları tartarsanız, ikincisi daha ağır basacaktır. Okyanustaki biyokütle piramidi ters dönüyor. Karasal ekosistemlerde bitki örtüsü büyüme hızı daha düşüktür ve biyokütle piramidi üretim piramidine benzemektedir. Sıcak ve soğuk çöller ile okyanusların orta kısımlarının en az verimli ekosistemleri. Ortalama üretim ılıman ormanlar, çayırlar ve bozkırlardan sağlanmaktadır. Bitki kütlesinin en yüksek büyümesi tropikal ormanlardadır. Mercan resifleri okyanusta.

1. Ekosistemdeki ilişkiler

Bir ekosistemdeki popülasyonların ve bireysel organizmaların ekolojik etkileşimleri, doğası gereği maddi-enerjisel ve bilgilendiricidir. Her şeyden önce bunlar, edinilen trofik (gıda) etkileşimlerdir. değişik formlar: otçul - fitofaji; etoburluk - yırtıcılık da dahil olmak üzere bazı hayvanların diğerlerini yemesi, zoofaji.

Otçul, etobur ve omnivor popülasyonları, birincil, ikincil, üçüncül olabilen organik madde tüketicileridir. Bitkiler üreticidir.

En çok incelenen ekolojik ilişkilerden biri yırtıcı ve av popülasyonları arasındadır. yırtıcılık Yiyecek elde etmenin ve hayvanları beslemenin bir yoludur. Yırtıcı hayvanların av popülasyonu açısından değeri pozitiftir çünkü Yırtıcı hayvanlar öncelikle hasta ve zayıf bireyleri yok eder. Bu, tür çeşitliliğinin korunmasına katkıda bulunur, çünkü Düşük trofik seviyedeki popülasyonların sayısını düzenler.

Simbiyoz (karşılıklılık)). Hemen hemen tüm ağaç türleri mikro mantarlarla birlikte yaşar. Mantar miselyumu ince kök bölümlerini örer, hücreler arası boşluğa nüfuz eder. En ince mantar ipliklerinin kütlesi, kök kılları gibi davranarak besleyici bir toprak çözeltisini emer.

Yarışma - başka tür bir ilişki. Rekabetçi ilişkilerin yasalarına rekabetçi dışlama ilkesi denir: Sayılardaki büyüme tek bir hayati kaynakla sınırlıysa, iki tür sınırlı bir alanda istikrarlı bir şekilde var olamaz.

Birlikte yaşayan türler yalnızca başka türlerden oluşan bir zincir aracılığıyla birbirine bağlıysa ve etkileşime girmiyorsa, aynı toplulukta bir arada bulunuyorsa, o zaman aralarındaki ilişkiye tarafsız denir. Aynı ormandaki göğüsler ve fareler nötr türlerdir.

proto-operasyon(millet topluluğu)

Kommensalizm(bir kazanç)

Amensalizm(bir tür diğerinin büyümesini engeller)

1. Bir ekosistemde enerji akışı

Doğal ekosistemler açık sistemlerdir : madde ve enerjiyi alıp vermeleri gerekir.

Ekosistemlerde sürekli bir madde ve enerji dolaşımı vardır. Bu döngünün aşamaları, çeşitli işlevleri yerine getiren çeşitli organizma grupları tarafından sağlanır:

1. Üreticiler(lat.productentis'ten - inorganik maddelerden organik maddeler oluşturan organizmalar üreten, yaratan). Her şeyden önce bunlar sudan fotosentez sürecinde oluşan bitkilerdir ve karbon dioksit güneş enerjisi kullanarak glikoz.

a) okyanusta ve diğer rezervuarlarda üreticiler mikroskobik alglerdir.

fitoplankton ve büyük algler.

b) karada- Bunlar büyük, yüksek bitkilerdir (ağaçlar, çalılar, şifalı bitkiler).

2. Tüketiciler(lat. tüketiyorum - tüketiyorum) - üreticiler tarafından yaratılan organik maddelerle yaşayan organizmalar. Tüketiciler, bitkileri ve birbirlerini yiyen tüm hayvanları içerir.

a) birinci dereceden tüketiciler - fitofajlar(otçullar - toynaklılar, kemirgenler, bazı böcekler);

B ) ikinci dereceden tüketiciler- etoburlar (böcekçil kuşlar ve memeliler, amfibiler, balıklar);

c) III. dereceden tüketiciler- büyük yırtıcılar (yırtıcı balıklar, kuşlar, memeliler).

3. ayrıştırıcılar(enlem. redüksiyondan - geri dönen, yenilenen) - ölü organik maddeyi ayrıştırarak enerji alan organizmalar ( kalıntı ), ayrıştırıcılar ise üreticileri beslemek için inorganik elementleri serbest bırakır. Bunlar bakteri ve mantarları içerir.

Bu organizma gruplarının etkileşimi sonucunda ekosistemde madde ve enerji döngüsü meydana gelir.

İÇİNDE biyosenozlar canlı organizmalar sadece birbirleriyle değil aynı zamanda cansız doğayla da yakından bağlantılıdır. Bu bağlantı madde ve enerji aracılığıyla ifade edilir.

Metabolizma bildiğiniz gibi yaşamın ana tezahürlerinden biridir. konuşuyor modern dil Organizmalar, vücutlarından geçen sürekli madde ve enerji akışıyla çevreye bağlı oldukları için açık biyolojik sistemlerdir. maddi bağımlılıkçevreden gelen canlılar yeniden fark edildi Antik Yunan. Filozof Herakleitos bu olguyu mecazi olarak şu sözlerle ifade etti: "Vücudumuz akarsular gibi akar ve madde, akarsudaki su gibi sürekli yenilenir." Organizmanın çevreyle maddi-enerji bağlantısı ölçülebilir.

Canlı organizmalara yiyecek, su, oksijen temini, maddenin akışıdır. çevre. Besin, hücrelerin ve organların çalışması için gerekli enerjiyi içerir. Bitkiler güneş ışığının enerjisini doğrudan özümser, onu organik bileşiklerin kimyasal bağlarında depolar ve daha sonra biyosinozlarda besin ilişkileri yoluyla yeniden dağıtılır.

V. N. Sukachev
(1880 – 1967)

Başlıca Rus botanikçi, akademisyen
Biyojeosenolojinin kurucusu - doğal ekosistemlerin bilimi

Metabolizma süreçlerinde canlı organizmalar aracılığıyla madde ve enerji akışı son derece yüksektir. Örneğin bir kişi, hayatı boyunca onlarca ton yiyecek ve içecek tüketir ve akciğerler aracılığıyla milyonlarca litre hava tüketir. Birçok organizma çevreyle daha da yoğun bir şekilde etkileşime girer. Bitkiler, topraktan alıp atmosfere buharlaştırdıkları kütlelerinin her bir gramını oluşturmak için 200 ila 800 gram veya daha fazla su harcarlar. için gerekli maddeler fotosentez Bitkiler toprak, su ve havadan elde edilir.

İnorganik doğadan canlı bedenlere bu kadar yoğun bir madde akışıyla birlikte, yaşam için gerekli olan bileşiklerin rezervleri de azalmaktadır. besinler– Dünya'da uzun zaman önce tükenmiş olurdu. Ancak yaşam durmaz çünkü biyojenik elementler sürekli olarak organizmaları çevreleyen çevreye geri döner. Bu, türler arasındaki beslenme ilişkilerinin bir sonucu olarak bitkiler tarafından sentezlenen biyosinozlarda meydana gelir. organik madde sonunda bitkiler tarafından yeniden kullanılabilecek bileşiklere parçalanır. Bu nasıl maddelerin biyolojik döngüsü.

Dolayısıyla biyosinoz, canlı organizmalara ek olarak yaşam için gerekli madde ve enerjiyi içeren cansız ortamlarını da içeren daha da karmaşık bir sistemin parçasıdır. Biyosinoz, çevreyle maddi-enerji bağlantıları olmadan var olamaz. Sonuç olarak biyosinoz onunla belli bir birliği temsil eder.

A. Tansley
(1871 – 1955)

İngiliz botanikçi, "ekosistem" kavramını bilime tanıttı

Maddenin dolaşımının sürdürülebildiği organizmaların ve inorganik bileşenlerin herhangi bir kombinasyonuna denir. ekolojik sistem, veya ekosistem.

Doğal ekosistemler farklı hacim ve uzunlukta olabilir: sakinleriyle birlikte küçük bir su birikintisi, gölet, okyanus, çayır, koru, tayga, bozkır - bunların hepsi farklı ölçeklerdeki ekosistemlerin örnekleridir. Herhangi bir ekosistem, yaşayan bir parçayı içerir - bir biyosinoz ve onun fiziksel ortamı. Daha küçük ekosistemler, Dünya'nın genel ekosistemine kadar giderek daha büyük olanların bir parçasıdır. Gezegenimizdeki maddenin genel biyolojik döngüsü aynı zamanda daha birçok özel döngünün etkileşiminden oluşur. Bir ekosistem, ancak bunun için gerekli olan dört bileşeni içeriyorsa madde döngüsünü sağlayabilir: Biyojenik elementlerin rezervleri, üreticiler, tüketiciler Ve ayrıştırıcılar(Şekil 1).

Pirinç. 1. Ekosistemin gerekli bileşenleri

Üreticiler- bunlar güneş enerjisi akışlarını kullanarak biyojenik elementlerden, yani biyolojik ürünlerden organik madde oluşturan yeşil bitkilerdir.

Tüketiciler- bu organik maddenin tüketicileri, onu yeni formlara dönüştürüyor. Hayvanlar genellikle tüketici olarak hareket ederler. Birinci dereceden tüketicileri - otçul türler ve ikinci dereceden - etobur hayvanları ayırt edin.

ayrıştırıcılar- nihayet organik bileşikleri mineral olanlara yok eden organizmalar. Ayrıştırıcıların biyosinozlardaki rolü esas olarak mantarlar ve bakterilerin yanı sıra bitki ve hayvanların ölü kalıntılarını işleyen diğer küçük organizmalar tarafından gerçekleştirilir (Şekil 2).

Pirinç. 2.Ölü ahşabı yok edenler (bronzovka böceği ve larvası; geyik böceği ve larvası; büyük meşe barbel ve larvası; kokulu ağaç kurdu kelebeği ve tırtıl; kırmızı yassı böcek; kırkayak kisyak; siyah karınca; ağaç biti; solucan)

Dünya üzerindeki yaşam, maddenin biyolojik döngüleri sisteminde gerçekleştiği için yaklaşık 4 milyar yıldır kesintisiz olarak devam etmektedir. Bunun temeli bitki fotosentezi ve biyosenozlardaki organizmaların besin ilişkileridir. Ancak maddenin biyolojik döngüsü sürekli bir enerji harcamasını gerektirir. Canlı bedenlerde defalarca yer alan kimyasal elementlerin aksine, yeşil bitkiler tarafından tutulan güneş ışınlarının enerjisi organizmalar tarafından süresiz olarak kullanılamaz.

Termodinamiğin birinci yasasına göre enerji iz bırakmadan kaybolmaz, çevremizdeki dünyada depolanır, ancak bir formdan diğerine geçer. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, enerjinin herhangi bir dönüşümüne, bir kısmının artık iş için kullanılamayacağı bir duruma geçişi eşlik eder. Canlıların hücrelerinde bunu sağlayan enerji kimyasal reaksiyonlar Her reaksiyonda kısmen ısıya dönüşür ve ısı vücut tarafından çevredeki alana dağıtılır. Zor iş Bu nedenle hücreler ve organlara vücuttan enerji kaybı eşlik eder. Maddelerin dolaşımının her döngüsü, biyosinoz üyelerinin aktivitesine bağlı olarak giderek daha fazla enerji gerektirir.

Böylece gezegenimizdeki yaşam kalıcı olarak yürütülür. madde döngüsü desteklenen güneş enerjisi akışı. Yaşam yalnızca biyosinozlarda değil, aynı zamanda doğanın canlı ve cansız bileşenleri arasında yakın bir ilişkinin bulunduğu ekosistemlerde de düzenlenir.

Dünyadaki ekosistemlerin çeşitliliği hem canlı organizmaların çeşitliliği hem de fiziksel, coğrafi çevre koşullarıyla ilişkilidir. Tundra, orman, bozkır, çöl veya tropikal topluluklar biyolojik döngülerin ve çevreyle ilişkilerin kendine has özellikleri vardır. Su ekosistemleri de son derece çeşitlidir. Ekosistemler, biyolojik döngülerin hızı ve bu döngülerde yer alan toplam madde miktarı bakımından farklılık gösterir.

Ekosistem istikrarının temel prensibi olan enerji akışıyla desteklenen maddenin dolaşımı, esasen Dünya üzerindeki yaşamın sonsuz varlığını garanti altına alır.

Bu prensibe göre hem sürdürülebilir yapay ekosistemler hem de su veya diğer kaynakların tasarruf edildiği üretim teknolojileri düzenlenebilir. Biyosenozlardaki organizmaların koordineli aktivitesinin ihlali genellikle ekosistemlerdeki madde döngülerinde ciddi değişikliklere neden olur. Böyle olmasının temel nedeni bu çevre felaketleri toprak verimliliğinin azalması, bitki veriminin azalması, hayvanların büyümesi ve üretkenliğinin azalması, doğal çevrenin giderek yok olması.