Az ökoszisztéma és hogyan kapcsolódik a fenntarthatósághoz

Ebben a leckében a következő kérdésekre kapunk választ:

• Mi az ökoszisztéma, és hogyan lehet nyugaton tanulmányozni?
• A Föld nyitott vagy zárt rendszer az energia és az elemek tekintetében?
• Hogyan határozzuk meg a “biogeokémiai ciklusokat”, és hogyan fontosak ezek az ökoszisztémák számára?
• Melyek az ökoszisztémák működésének fő irányítói?
• Melyek a fő tényezők, amelyek a világ ökoszisztémái közötti különbségekért felelősek?

2017.10.20.

Nyomtatási formátum

Bevezetés

A korábbi előadásokon megismertük a Földet és környezetét, valamint a bolygón található élet sokszínűségét és a fajok közötti ökológiai kölcsönhatásokat. Most ezt a két alapvető összetevőt ötvözzük, és megvizsgáljuk, hogy a környezet és az élet hogyan lép kölcsönhatásba egymással az “ökoszisztémákban”. De előtte vissza kell térnünk egy, az óra legelején bevezetett témához, amely a fenntarthatóságról szól, és arról, hogyan tekintünk rá a rendszertan szempontjából.

Fenntarthatóság és rendszertudomány – A fenntarthatóságra az óra elején használt példa az volt, hogy vegyük úgy, hogy mindenkinek adok egy dollárt minden egyes alkalommal, amikor bejön az órára. A kérdés az volt: Fenntartható ez? Az előadáson egyetértettünk abban, hogy több információra van szükség ennek a kérdésnek a megválaszolásához. Például tudnunk kellett, hogy mennyi pénzem van, vagy a pénz “készlete” (pl. ha 100 diák van az osztályban, és 100 dolláros készletem van, akkor ez egyszer működne…). Mi van, ha másra is költök pénzt, például ételre? Mekkora a bankszámlámon lévő pénz “inputja” vagy megújulási aránya vagy “forgási ideje” ahhoz képest, hogy milyen gyorsan fogyasztom el a pénzt? Mi van, ha az osztálylétszám nő, mert az osztály népszerűsége nő? Rögtön látjuk, hogy ez egy olyan “rendszer”, amelyben van egy egyensúlyi pont, amely a “rendszer” sok más részétől függ. Ennek a problémának a megoldása a “rendszergondolkodás” egyik példája, és meg kell tanulnunk, hogyan alkalmazzuk ezt a tudományra és a fenntarthatósági problémákra.

Tudományos fogalmak, az ökoszisztémákra és a fenntarthatóságra alkalmazva.

Ennek az egyszerű példának a feldolgozása szemlélteti, hogy a fenntarthatóság kérdése milyen összetetté válhat. Azt is látjuk azonban, hogy minden ilyen problémában van egy sor közös, kulcsfontosságú tudományos fogalom és alapelv, amelyeket ezen a kurzuson meg fogunk tanulni megérteni – ezek a fogalmak a következők (a későbbiekben még több konkrét példát hozunk):

Készlet = az anyag mennyisége egy “medencében”, például a földben lévő olaj mennyisége vagy az üvegházhatású gázok mennyisége a légkörben. Az “Álló” az aktuális időpontban lévő mennyiségre utal (például mennyi az erdőben most álló faállomány).

Tömegmérleg = a “összeadódnak-e a számok?” kérdés feltevése. Ha óránként 100 dollárra van szükségem, hogy odaadjam a diákoknak, de csak 1 dollárom van, akkor a tömegmérleg nem stimmel. A tömegmérleg-egyenletet arra is használhatjuk, hogy meghatározzuk, hogyan változik egy rendszer az idő múlásával (ezt egy későbbi előadáson a légkörben lévő hőcsapdázó gázok esetében fogjuk megtenni).

Az anyagáramlás mértéke = az anyag be- vagy kimenetele egy rendszerből, például az olaj mennyisége, amit évente kiszivattyúzunk a földből, vagy az üvegházhatású gáz mennyisége, amit a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével évente a légkörbe pumpálunk.

Megmaradási idő = az állóállomány osztva az anyagáramlási sebességgel, ami megadja azt az átlagos időt, amit az anyagok egy medencében keringenek – például a metán tartózkodási ideje a légkörben körülbelül 10 év.

Negatív és pozitív visszacsatolás = a negatív visszacsatolás inkább lassít egy folyamatot, míg a pozitív visszacsatolás inkább gyorsít egy folyamatot. Például egy melegedő világban a jégsapkák elolvadnak, ami csökkenti a Föld albedóját, több hőenergiát tartunk vissza a Napból, és ez felgyorsítja a felmelegedést, ami viszont több jégsapkát olvaszt el — ez egy pozitív visszacsatolás.

Mi az ökoszisztéma?

Az ökoszisztéma egy adott helyen előforduló biológiai közösségből, valamint a nem élő vagy abiotikus környezetét alkotó fizikai és kémiai tényezőkből áll. Az ökoszisztémákra számos példa van — egy tó, egy erdő, egy torkolat, egy füves terület. A határok nincsenek objektív módon rögzítve, bár néha nyilvánvalónak tűnnek, mint például egy kis tó partvonala. Általában az ökoszisztéma határait gyakorlati okokból választják ki, amelyeknek köze van az adott vizsgálat céljaihoz.

Az ökoszisztémák tanulmányozása főként bizonyos folyamatok tanulmányozásából áll, amelyek az élő vagy biotikus összetevőket összekapcsolják a nem élő vagy abiotikus összetevőkkel. Az ökoszisztémákkal foglalkozó tudósok által vizsgált két fő folyamat az energiaátalakulás és a biogeokémiai körforgás. Ahogy korábban tanultuk, az ökológiát általában úgy határozzák meg, mint az élőlények egymás közötti és a környezetükkel való kölcsönhatásait. Az ökológiát tanulmányozhatjuk az egyed, a populáció, a közösség és az ökoszisztéma szintjén.

Az egyedek tanulmányozása többnyire a fiziológiával, a szaporodással, a fejlődéssel vagy a viselkedéssel foglalkozik, a populációk tanulmányozása pedig általában az egyes fajok élőhely- és erőforrásigényére, csoportos viselkedésükre, a populáció növekedésére, valamint arra összpontosít, hogy mi korlátozza a bőségüket vagy mi okozza a kihalásukat. A közösségek tanulmányozása azt vizsgálja, hogy sok faj populációi hogyan lépnek kölcsönhatásba egymással, például ragadozók és zsákmányállataik, vagy versenytársak, amelyeknek közös szükségleteik vagy erőforrásaik vannak.

Az ökoszisztéma-ökológiában mindezt összeillesztjük, és amennyire tudjuk, megpróbáljuk megérteni, hogyan működik a rendszer egésze. Ez azt jelenti, hogy ahelyett, hogy elsősorban egyes fajokkal foglalkoznánk, a rendszer főbb funkcionális aspektusaira próbálunk összpontosítani. Ezek a funkcionális szempontok olyan dolgokat foglalnak magukban, mint például a fotoszintézis által termelt energia mennyisége, az energia vagy az anyagok áramlása a tápláléklánc számos lépcsőfokán, vagy az, hogy mi szabályozza az anyagok bomlási sebességét vagy a tápanyagok (az új szerves anyagok előállításához szükséges) újrahasznosításának sebességét a rendszerben.

Az ökoszisztéma összetevőiAz ökoszisztéma részeit már ismeri. Ebből a tantárgyból és az általános ismeretek alapján alapvető ismeretekkel rendelkezel a növények és állatok sokféleségéről, valamint arról, hogy a növények, állatok és mikrobák hogyan jutnak vízhez, tápanyagokhoz és táplálékhoz. Az ökoszisztéma részeit az “abiotikus” és “biotikus” címszavak felsorolásával tisztázhatjuk.

A komponenseknek és környezeti tényezőknek ez a halmaza szinte mindenhol, minden ökoszisztémában fontos.

A biológiai közösségek általában a fent bemutatott “funkcionális csoportosulásokat” tartalmazzák. A funkcionális csoport olyan biológiai kategória, amely olyan szervezetekből áll, amelyek többnyire ugyanolyan funkciót látnak el a rendszerben; például az összes fotoszintetizáló növény vagy elsődleges termelő funkcionális csoportot alkot. A funkcionális csoporthoz való tartozás nem nagyon függ attól, hogy kik a tényleges szereplők (fajok), csak attól, hogy milyen funkciót látnak el az ökoszisztémában.

Az ökoszisztémák folyamatai

Ez az ábra a növényekkel, a zebrával, az oroszlánnal és így tovább, az ökoszisztémák működésével kapcsolatos két fő gondolatot szemlélteti: az ökoszisztémákban energiaáramlás és az ökoszisztémák anyagforgalma. Ez a két folyamat összefügg, de nem teljesen ugyanaz (lásd az 1. ábrát).

Az energia fényenergiaként, azaz fotonokként kerül a biológiai rendszerbe, a sejtfolyamatok, köztük a fotoszintézis és a légzés révén kémiai energiává alakul át a szerves molekulákban, és végül hőenergiává alakul. Ez az energia disszipálódik, ami azt jelenti, hogy hő formájában elvész a rendszerben; ha egyszer elveszett, nem lehet újrahasznosítani. A napenergia folyamatos bevitele nélkül a biológiai rendszerek gyorsan leállnának. A Föld tehát az energia szempontjából nyitott rendszer.

Az olyan elemek, mint a szén, a nitrogén vagy a foszfor többféle módon jutnak be az élő szervezetekbe. A növények az elemeket a környező légkörből, vízből vagy talajból nyerik. Az állatok közvetlenül a fizikai környezetből is juthatnak elemekhez, de általában főként más szervezetek elfogyasztása következtében jutnak ezekhez.Ezek az anyagok biokémiai úton átalakulnak az élőlények testében,de előbb-utóbb a kiválasztás vagy a bomlás következtében szervetlen állapotba kerülnek vissza (azaz szervetlen anyagként, mint például szén, nitrogén és foszfor, ahelyett, hogy ezek az elemek szerves anyagban lennének megkötve). Ezt a folyamatot gyakran baktériumok végzik el a bomlásnak vagy mineralizációnak nevezett folyamat révén (lásd a mikrobákról szóló következő előadást).

A bomlás során ezek az anyagok nem semmisülnek meg vagy vesznek el, így a Föld zárt rendszer az elemek tekintetében (kivéve, ha néha-néha egy-egy meteorit belép a rendszerbe…). Az elemek az ökoszisztémákon belül végtelenül ciklikusan váltakoznak biotikus és abiotikus állapotuk között. Azokat az elemeket, amelyek ellátottsága hajlamos korlátozni a biológiai aktivitást, tápanyagoknak nevezzük.

Az energia átalakulása

Az energia átalakulása egy ökoszisztémában először a Napból származó energiával kezdődik. A napból származó energiát a fotoszintézis folyamatával nyerjük. A szén-dioxidot (a vízmolekulák felhasadásából származó) hidrogénnel kombinálva szénhidrátok keletkeznek (a rövidített jelölés “CHO”). Az energiát az adenozin-trifoszfát vagy ATP nagy energiájú kötései tárolják (lásd a fotoszintézisről szóló előadást).

Izsaiás próféta azt mondta, hogy “minden hús fű”, amivel kiérdemelte az első ökológus címet, mivel gyakorlatilag minden, az élőlények számára elérhető energia a növényekből származik. Mivel ez az első lépés az élőlények energiatermelésében, ezt nevezik elsődleges termelésnek (kattintson ide a fotoszintézisről szóló bevezetőért). A növényevők a növények vagy növényi termékek fogyasztásával nyerik az energiát, a húsevők a növényevőket, a húsevők pedig az ürüléket és a tetemeket fogyasztják.

A 2. ábra egy egyszerű táplálékláncot ábrázol, amelyben a napból a növények fotoszintézisével nyert energia a táplálékláncon keresztül a trofikus szintről a trofikus szintre áramlik. Egy trofikus szint olyan szervezetekből áll, amelyek azonos módon élnek, azaz mindannyian elsődleges termelők (növények), elsődleges fogyasztók (növényevők) vagy másodlagos fogyasztók (húsevők).Minden szinten keletkeznek elhalt szövetek és hulladékok. A dögevők, detritivorok és bomlástermelők együttesen felelősek minden ilyen “hulladék” felhasználásáért – a tetemek és lehullott levelek fogyasztói lehetnek más állatok, például varjak és bogarak, de végső soron a mikrobák fejezik be a bomlási munkát. Nem meglepő módon az elsődleges termelés mennyisége helyenként nagymértékben változik a napsugárzás mennyiségében, valamint a tápanyagok és a víz elérhetőségében mutatkozó különbségek miatt.

A későbbi előadásokon részletesebben kifejtendő okok miatt az energiaátadás a táplálékláncon keresztül nem hatékony. Ez azt jelenti, hogy a növényevők szintjén kevesebb energia áll rendelkezésre, mint az elsődleges termelők szintjén, még kevesebb a húsevők szintjén, és így tovább. Az eredmény egy energiapiramis, amelynek fontos következményei vannak az eltartható élet mennyiségének megértése szempontjából.

A táplálékláncokra gondolva általában zöld növényekre, növényevőkre és így tovább gondolunk. Ezeket legelős táplálékláncoknak nevezzük, mivel az élő növényeket közvetlenül fogyasztják. Sok esetben a fő energiabevitelt nem a zöld növények, hanem az elhalt szerves anyagok jelentik. Ezeket nevezzük detritusz táplálékláncoknak.Ilyen például az erdőfenék vagy egy erdei patak egy erdős területen, egy sós mocsár, és a legnyilvánvalóbb az óceánfenék a nagyon mély területeken, ahol minden napfény 1000 méter magasan elenyészik. A következő előadásokon visszatérünk ezekre az energiaáramlással kapcsolatos fontos kérdésekre.

Végül, bár eddig táplálékláncokról beszéltünk, a valóságban a biológiai rendszerek szerveződése sokkal bonyolultabb, mint amit egy egyszerű “lánccal” ábrázolni lehetne. Egy ökoszisztémában számos táplálékkapcsolat és lánc van, és mindezeket a kapcsolatokat táplálékhálónak nevezzük. A táplálékhálózatok nagyon bonyolultak lehetnek,ahol úgy tűnik, hogy “minden mindennel összefügg” (ez az előadás egyik legfontosabb tanulsága), és fontos megérteni, hogy melyek a legfontosabb kapcsolatok egy adott táplálékhálózatban. A következő kérdés az, hogyan határozzuk meg, hogy melyek a fontos folyamatok vagy kapcsolódási pontok a táplálékhálózatokban vagy ökoszisztémákban? Az ökoszisztémákkal foglalkozó tudósok számos különböző eszközt használnak, amelyeket általánosságban a “biogeokémia” kifejezéssel lehet leírni.

Biogeokémia

Hogyan vizsgálhatjuk, hogy egy táplálékhálózatban mely kapcsolódási pontok a legfontosabbak? Az egyik kézenfekvő módszer az energiaáramlás vagy az elemek körforgásának tanulmányozása. Például az elemek körforgását részben az organizmusok irányítják, amelyek tárolják vagy átalakítják az elemeket, részben pedig a természet kémiája és geológiája. A biogeokémia fogalmát úgy határozzák meg, mint annak tanulmányozását, hogy az élő rendszerek (biológia) hogyan befolyásolják a föld geológiáját és kémiáját, és hogyan szabályozzák azokat. Így a biogeokémia magában foglalja az abiotikus és biotikus világ számos aspektusát, amelyben élünk.

A biogeokémikusok számos fő alapelvet és eszközt használnak a földi rendszerek tanulmányozására. A mai világunkban felmerülő főbb környezeti problémák többsége elemezhető a biogeokémiai elvek és eszközök segítségével. Ezek a problémák közé tartozik a globális felmelegedés, a savas eső, a környezetszennyezés és a növekvő üvegházhatású gázok. Az általunk használt elvek és eszközök 3 fő összetevőre bonthatók: az elemarányok, a tömegmérleg és az elemek körforgása.

1. Elemarányok

A biológiai rendszerekben a fontos elemeket “konzervatívnak” nevezzük. Ezek az elemek gyakran tápanyagok. A “konzervatív” alatt azt értjük, hogy egy szervezet csak kis mértékben változtathatja meg ezeknek az elemeknek a mennyiségét a szöveteiben, ha jó egészségben akar maradni. A legegyszerűbb, ha ezeket a konzervatív elemeket a szervezet más fontos elemeihez viszonyítva gondoljuk el. Például az egészséges algákban a C, N, P és Fe elemek aránya a következő, a felfedező óceánkutató után Redfield-aránynak nevezett. Ezen elemek atomjainak számaránya (1 P atomra vonatkoztatva) a következő:

Amikor megismerjük ezeket az arányokat, összehasonlíthatjuk azokat az algamintában mért arányokkal, hogy megállapítsuk, az algáknak hiányzik-e valamelyik korlátozó tápanyag.

2. Tömegmérleg

A másik fontos eszköz, amelyet a biogeokémikusok használnak, egy egyszerű tömegmérlegegyenlet a rendszer állapotának leírására. A rendszer lehet egy kígyó, egy fa, egy tó vagy az egész földgömb. A tömegmérleg megközelítéssel meghatározhatjuk, hogy a rendszer változik-e és milyen gyorsan változik. Az egyenlet a következő:

Ez az egyenlet a rendszer nettó változását egyik időszakról a másikra az határozza meg, hogy mik a bemenetek, mik a kimenetek, és mi volt a rendszer belső változása.Az órán adott példa egy tó elsavasodására vonatkozik, figyelembe véve a bemeneteket és a kimeneteket, valamint a sav belső változását a tóban.

3. Az elemek körforgása

Az elemek körforgása leírja, hogy az elemek hol és milyen gyorsan mozognak egy rendszerben. A rendszereknek két általános osztályát elemezhetjük, ahogy fentebb említettük: zárt és nyitott rendszerek.

A zárt rendszer olyan rendszerre utal, ahol a be- és kimenetek elhanyagolhatóak a belső változásokhoz képest. Ilyen rendszerre példa lehet például egy palack, vagy az egész földgömbünk. Kétféleképpen írhatjuk le az anyagok körforgását ebben a zárt rendszerben, vagy a mozgás sebességét, vagy a mozgás útjait vizsgálva.

1. Ráta = ciklusok száma/idő . A sebesség növekedésével nő a termelékenység
2. Az útvonalak – fontos, mert a különböző reakciók különböző útvonalakon végbemehetnek

Egy nyitott rendszerben vannak be- és kimenetek, valamint a belső körforgás. Így ugyanúgy leírhatjuk a mozgás sebességét és az útvonalakat, mint a zárt rendszer esetében,de meghatározhatunk egy új fogalmat is, a tartózkodási időt (az előadás elején említett tudományos fogalmaink egyike).A tartózkodási idő azt mutatja meg, hogy egy elem átlagosan mennyi ideig marad a rendszerben, mielőtt elhagyja a rendszert.

1. Ráta
2. Patak
3. Megmaradási idő, Rt

Rt = az anyag teljes mennyisége/ az anyag kibocsátási rátája

(Figyeljük meg, hogy az “egységeknek” ebben a számításban megfelelően ki kell egyenlítődniük)

Az ökoszisztéma működésének ellenőrzése

Most már tanultunk valamit arról, hogyan épülnek fel az ökoszisztémák, és hogyan áramlanak az anyagok és az energia az ökoszisztémákon keresztül, jobban meg tudjuk válaszolni azt a kérdést, hogy “mi szabályozza az ökoszisztéma működését”? Az ökoszisztémák szabályozásának két domináns elmélete van. Az első, az úgynevezett alulról felfelé irányuló irányítás azt állítja, hogy végső soron az elsődleges termelők tápanyagellátása szabályozza az ökoszisztémák működését. Ha a tápanyagellátás megnövekszik, az autotrófok termelésének növekedése továbbterjed a táplálékhálózatban, és az összes többi trofikus szint reagál a megnövekedett táplálék elérhetőségére (az energia és az anyagok gyorsabb körforgása).

A második elmélet, az úgynevezett top-downcontrol, azt állítja, hogy a magasabb trofikus szintek által az alacsonyabb trofikus szinteken végzett ragadozás és legeltetés végső soron az ökoszisztéma működését szabályozza. Például, ha nő a ragadozók száma, ez a növekedés kevesebb legelőt eredményez, és a legelők számának csökkenése viszont több elsődleges termelőt eredményez, mivel kevesebbet esznek meg belőlük a legelők. Így a populációk számának és az általános termelékenységnek a szabályozása a tápláléklánc legfelső szintjeitől lefelé a legalsó trofikus szintekig “kaszkádszerűen” történik. Korábbi előadásokon ezt az elképzelést “trofikus kaszkád” néven is bemutatták és elmagyarázták.

Melyik elmélet a helyes? Nos, mint gyakran, amikor egyértelmű kettősség közül lehet választani, a válasz valahol középen van. Számos ökoszisztéma-tanulmány bizonyítja, hogy bizonyos fokig mindkét irányítás működik, de egyik sem teljes. Például a “felülről lefelé” irányuló hatás gyakran nagyon erős a csúcsragadozókhoz közeli trófaszinteken, de a kontroll gyengül, ahogy a táplálékláncban lejjebb haladunk az elsődleges termelők felé. Hasonlóképpen, a tápanyagok hozzáadásának “alulról felfelé” irányuló hatása általában serkenti az elsődleges termelést, de a táplálékláncban feljebb elhelyezkedő másodlagos termelés serkentése kevésbé erős vagy hiányzik.

Azt tapasztaljuk tehát, hogy mindkét irányítás bármely rendszerben és bármikor működik, és meg kell értenünk az egyes irányítások relatív jelentőségét annak érdekében, hogy meg tudjuk jósolni, hogyan fog viselkedni vagy változni egy ökoszisztéma különböző körülmények között, például a változó éghajlat miatt.

Az ökoszisztémák földrajza

Sokféle ökoszisztéma létezik: esőerdők és tundrák, korallzátonyok és tavak, füves területek és sivatagok.A helyenkénti éghajlati különbségek nagyban meghatározzák az általunk látott ökoszisztémák típusait. Azt, hogy a szárazföldi ökoszisztémák hogyan jelennek meg számunkra, elsősorban az uralkodó növényzet befolyásolja.

A “biom” szót egy nagy földrajzi területre kiterjedő, nagyobb vegetációtípus, például trópusi esőerdő, füves terület, tundra stb. leírására használják (3. ábra). Soha nem használják vízi rendszerekre, például tavakra vagy korallzátonyokra. Mindig olyan növényzetkategóriára utal, amely nagyon nagy földrajzi területen dominál, és így földrajzilag valamivel tágabb, mint egy ökoszisztéma.

A korábbi előadásokra támaszkodva emlékezhetünk arra, hogy egy régió hőmérsékleti és csapadékmintázatai jellegzetesek.A Földön minden hely ugyanannyi órányi napfényt kap évente, de nem ugyanannyi hőt. A napsugarak az alacsony szélességeken közvetlenül, a magas szélességeken viszont ferdén érik a napot. Ez az egyenlőtlen hőeloszlás nemcsak hőmérsékletkülönbségeket, hanem globális szél- és óceáni áramlásokat is okoz, amelyek viszont nagyban hozzájárulnak ahhoz, hogy hol esik az eső. Ha hozzáadjuk a tengerszint feletti magasság hűsítő hatását és a szárazföldi tömegek hőmérsékletre és csapadékra gyakorolt hatását, akkor az éghajlat bonyolult globális mintázatát kapjuk.

A Föld sematikus ábrázolása azt mutatja, hogy bármennyire is bonyolult az éghajlat, sok aspektusa kiszámítható (4. ábra). Az Egyenlítő közelében becsapódó nagy napenergia szinte állandóan magas hőmérsékletet és magas párolgási és növényi transzspirációs rátát biztosít.A meleg levegő felemelkedik, lehűl és leadja nedvességtartalmát, ami éppen a trópusi esőerdőkhöz szükséges feltételeket teremti meg. Állítsuk szembe a panamai terület állandó hőmérsékletét, de változó csapadékmennyiségét a New York államban található terület viszonylag állandó csapadékával, de évszakonként változó hőmérsékletével. Minden helyszín csapadék-hőmérséklet grafikonja egy tágabb régióra jellemző.

A növényfiziológiára támaszkodva tudjuk, hogy bizonyos növények bizonyos éghajlatokra jellemzőek, létrehozva az általunk biomoknak nevezett növényzet megjelenését. Figyeljük meg, hogy a biomok eloszlása milyen jól illeszkedik az éghajlatok eloszlásához (5. ábra). Vegyük észre azt is, hogy egyes éghajlatok lehetetlenek, legalábbis a mi bolygónkon. Alacsony hőmérsékleten nem lehetséges nagy mennyiségű csapadék – nincs elég napenergia a vízkörforgás működtetéséhez, és a legtöbb víz megfagy, így biológiailag nem áll rendelkezésre egész évben. A magas tundra éppúgy sivatag, mint a Szahara.

Összefoglalás

• Az ökoszisztémák abiotikus (nem élő, környezeti) és biotikus összetevőkből állnak, és ezek az alapvető összetevők szinte minden ökoszisztématípusban fontosak. Az ökoszisztéma-ökológia az ökoszisztémákon belüli energiaátalakulásokat és biogeokémiai körforgást vizsgálja.
• Az ökoszisztémába folyamatosan energia kerül be fényenergia formájában, és az energia egy része minden egyes magasabb trofikus szintre történő átvitellel elvész. A tápanyagok viszont az ökoszisztémán belül újrahasznosulnak, és kínálatuk általában korlátozza a biológiai aktivitást. Tehát “az energia áramlik, az elemek körforgásban vannak”.
• Az energia egy ökoszisztémán keresztül mozog a táplálékhálózaton keresztül, amely egymásba kapcsolódó táplálékláncokból áll. Az energiát először a fotoszintézissel (elsődleges termelés) kötik le. Az elsődleges termelés mennyisége határozza meg a magasabb trófaszintek számára rendelkezésre álló energia mennyiségét.
• A kémiai elemek ökoszisztémán belüli körforgásának tanulmányozását biogeokémiának nevezzük. A biogeokémiai körfolyamatot raktárak (poolok) és transzferek összességeként lehet kifejezni, és a “sztöchiometria”, a “tömegmérleg” és a “tartózkodási idő” fogalmaival lehet tanulmányozni.
• Az ökoszisztéma működését elsősorban két folyamat, a “felülről lefelé” és az “alulról felfelé” történő szabályozás szabályozza.
• A biom egy nagy területre kiterjedő vegetációtípus. A biomok eloszlását nagymértékben a Föld felszínének hőmérsékleti és csapadékviszonyai határozzák meg.

Áttekintés és önellenőrzés

• Az előadáson elhangzott főbb kifejezések és fogalmak áttekintése.

Javasolt olvasmányok:

Az anyagok © a Regents of the University of Michigan, hacsak másként nem jelölik.

Minden anyag © a Regents of the University of Michigan, hacsak másként nem jelölik.