If youwant me again, look for me under your boot-soles.”
– Walt Whitman
W tej lekcji poznamy odpowiedzi na następujące pytania:
- Co to jest ekosystem i jak można go zbadać na zachodzie?
- Czy Ziemia jest systemem otwartym czy zamkniętym w odniesieniu do energii i pierwiastków?
- Jak definiujemy „cykle biogeochemiczne „i jak są one ważne dla ekosystemów?
- Jakie są główne czynniki kontrolujące funkcjonowanie ekosystemów?
- Jakie są główne czynniki odpowiedzialne za różnice między ekosystemami na całym świecie?
| 10/20/2017 |  Format do wydruku |
Wprowadzenie
W poprzednich wykładach dowiedzieliśmy się o Ziemi i jej środowisku, a także poznaliśmy różnorodność życia na naszej planecie i ekologiczne interakcje między gatunkami. Teraz połączymy te dwa podstawowe elementy i zastanowimy się, jak środowisko i życie oddziałują na siebie w „ekosystemach”. Ale zanim to zrobimy, powinniśmy powrócić do tematu wprowadzonego na samym początku zajęć, czyli do zrównoważonego rozwoju i tego, jak postrzegamy go w kategoriach nauki systemowej.
Zrównoważony rozwój i nauka systemowa – Przykładem zrównoważonego rozwoju użytym na początku zajęć było rozważenie, że daję każdemu dolara za każdym razem, gdy przychodzisz na zajęcia. Pytanie brzmiało: Czy to jest zrównoważone? Na wykładzie zgodziliśmy się, że potrzeba więcej informacji, aby odpowiedzieć na to pytanie. Na przykład musieliśmy wiedzieć, ile mam pieniędzy, czyli jaki jest ich „zapas” (np. jeśli w klasie jest 100 studentów, a ja mam zapas 100 dolarów, to zadziała to raz…). A co, jeśli wydam pieniądze na inne rzeczy, np. jedzenie? Jaki jest „wkład”, tempo odnawiania lub „czas obrotu” pieniędzy na moim koncie bankowym w porównaniu z tym, jak szybko je konsumuję? Co się stanie, jeśli wielkość klasy wzrośnie, ponieważ wzrośnie popularność klasy? Od razu widzimy, że jest to „system”, który ma punkt równowagi zależny od wielu innych części „systemu”. Rozwiązanie tego problemu jest przykładem „myślenia systemowego” i musimy się nauczyć, jak zastosować je w nauce i w problemach zrównoważonego rozwoju.
Koncepcje naukowe, zastosowane w ekosystemach i zrównoważonym rozwoju.
Praca z tym prostym przykładem ilustruje, jak złożona może być kwestia zrównoważonego rozwoju. Jednak okazuje się, że we wszystkich takich problemach istnieje wspólny zestaw kluczowych pojęć naukowych i zasad, które nauczymy się rozumieć w tym kursie – pojęcia te obejmują następujące elementy (bardziej szczegółowe przykłady będą podane później):
Standing Stock = ilość materiału w „puli”, takiej jak ilość ropy naftowej w ziemi lub gazów cieplarnianych w atmosferze. „Standing” odnosi się do ilości w obecnym czasie (jak to, co jest zapas drzew stojących w lesie w tej chwili).
Mass Balance = zadawanie pytania „czy liczby się sumują?”. Jeśli potrzebuję $100 każdej klasy, aby dać uczniom, ale mam tylko $1, to bilans masy jest wyłączony. Możemy również użyć równania bilansu masy do określenia, jak system zmienia się w czasie (zrobimy to w późniejszym wykładzie dla gazów zatrzymujących ciepło w atmosferze).
Stopień przepływu materiału = wejście lub wyjście materiału z systemu, takie jak ilość ropy naftowej, którą wypompowujemy z ziemi każdego roku, lub ilość gazu cieplarnianego, który pompujemy do atmosfery każdego roku przez spalanie paliw kopalnych.
Czas przebywania = czas przebywania podzielony przez wskaźnik strumienia, co daje średni czas, jaki materiały spędzają krążąc w puli – na przykład czas przebywania metanu w atmosferze wynosi około 10 lat.
Powrót ujemny i dodatni = ujemny powrót ma tendencję do spowalniania procesu, podczas gdy dodatni powrót ma tendencję do przyspieszania procesu. Na przykład, w ocieplającym się świecie czapy lodowe będą się topić, co zmniejszy albedo Ziemi, zatrzymamy więcej słonecznej energii cieplnej, a to przyspieszy ocieplenie, które z kolei stopi więcej czap lodowych – to jest dodatnie sprzężenie zwrotne.
Co to jest ekosystem?
Ekosystem składa się ze wspólnoty biologicznej, która występuje w jakimś miejscu, oraz z czynników fizycznych i chemicznych, które tworzą jego środowisko nieożywione lub abiotyczne. Istnieje wiele przykładów ekosystemów – staw, las, estuarium, łąka. Granice nie są ustalone w żaden obiektywny sposób, choć czasem wydają się oczywiste, jak w przypadku linii brzegowej małego stawu. Zazwyczaj granice ekosystemu są wybierane ze względów praktycznych, związanych z celami danego badania.
Badanie ekosystemów polega głównie na badaniu pewnych procesów, które łączą żywe, czyli biotyczne, składniki z nieożywionymi, czyli abiotycznymi, składnikami. Dwa główne procesy, które badają naukowcy zajmujący się ekosystemami, to przemiany energetyczne i cykle biogeochemiczne. Jak dowiedzieliśmy się wcześniej, ekologię ogólnie definiuje się jako interakcje organizmów między sobą i ze środowiskiem, w którym występują. Możemy badać ekologię na poziomie jednostki, populacji, społeczności i ekosystemu.
Badania jednostek dotyczą głównie fizjologii, reprodukcji, rozwoju lub zachowania, a badania populacji zazwyczaj koncentrują się na potrzebach siedliskowych i zasobowych poszczególnych gatunków, ich zachowaniach grupowych, wzroście populacji i tym, co ogranicza ich liczebność lub powoduje wymieranie. Badania społeczności badają, jak populacje wielu gatunków współdziałają ze sobą, takich jak drapieżniki i ich ofiary, lub konkurentów, które mają wspólne potrzeby lub zasobów.
W ekologii ekosystemu umieścić to wszystko razem i, w miarę naszych możliwości, staramy się zrozumieć, jak system działa jako całość. Oznacza to, że zamiast martwić się głównie o poszczególne gatunki, staramy się skupić na głównych aspektach funkcjonalnych systemu. Te funkcjonalne aspekty obejmują takie rzeczy, jak ilość energii, która jest produkowana w procesie fotosyntezy, jak energia lub materiały przepływają wzdłuż wielu etapów łańcucha pokarmowego, lub co kontroluje tempo rozkładu materiałów lub tempo, w którym składniki odżywcze (wymagane do produkcji nowej materii organicznej) są ponownie wprowadzane do systemu.
Komponenty ekosystemuJesteś już zaznajomiony z częściami ekosystemu. Z tego kursu i z wiedzy ogólnej, masz również podstawowe zrozumienie różnorodności roślin i zwierząt, i jak rośliny i zwierzęta i mikroby uzyskać wodę, składniki odżywcze i żywności. Możemy wyjaśnić części ekosystemu, wymieniając je pod nagłówkami „abiotyczne” i „biotyczne”.
Wszystkie te elementy i czynniki środowiskowe są ważne prawie wszędzie, we wszystkich ekosystemach.
Zwykle zbiorowiska biologiczne obejmują „grupy funkcjonalne” przedstawione powyżej. Grupa funkcjonalna jest kategorią biologiczną składającą się z organizmów, które pełnią przeważnie ten sam rodzaj funkcji w systemie; na przykład wszystkie rośliny fotosyntetyzujące lub producenci pierwotni tworzą grupę funkcjonalną. Przynależność do grupy funkcjonalnej nie zależy zbytnio od tego, kim są faktyczni gracze (gatunki), tylko od tego, jaką funkcję pełnią w ekosystemie.
Procesy ekosystemów
Ta figura z roślinami, zebrą, lwem i tak dalej ilustruje dwie główne idee dotyczące funkcjonowania ekosystemów: ekosystemy mają przepływy energii i ekosystemy przetwarzają materiały. Te dwa procesy są powiązane, ale nie są całkiem takie same (patrz Rysunek 1).
Rysunek 1. Przepływ energii i cykle materiałowe.
Energia wchodzi do systemu biologicznego jako energia świetlna lub fotony, jest przekształcana w energię chemiczną w cząsteczkach organicznych przez procesy komórkowe, w tym fotosyntezę i oddychanie, a ostatecznie jest przekształcana w energię cieplną. Energia ta jest rozpraszana, co oznacza, że jest tracona przez system jako ciepło; po jej utracie nie można jej odzyskać. Bez ciągłego dopływu energii słonecznej, systemy biologiczne szybko by się wyłączyły. Thus the Earth is an open systemwith respect to energy.
Elementy takie jak węgiel, azot lub fosfor wchodzą do żywych organizmów na różne sposoby. Rośliny otrzymują pierwiastki z otaczającej je atmosfery, wody lub gleby. Zwierzęta mogą również uzyskać elementy bezpośrednio ze środowiska fizycznego, ale zazwyczaj uzyskują je głównie w wyniku spożywania innych organizmów. Materiały te są przekształcane biochemicznie w ciałach organizmów, ale prędzej czy później, z powodu wydalania lub rozkładu, są one zwracane do stanu nieorganicznego (to jest, nieorganiczny materiał, taki jak węgiel, azot i fosfor, zamiast tych elementów są związane w materii organicznej). Często bakterie kończą ten proces, poprzez proces zwany rozkładem lub mineralizacją (patrz następny wykład o mikrobach).
Podczas rozkładu te materiały nie są niszczone ani tracone, więc Ziemia jest zamkniętym systemem w odniesieniu do pierwiastków (z wyjątkiem meteorytu wchodzącego do systemu od czasu do czasu…). Pierwiastki są w nieskończoność wymieniane pomiędzy stanem biotycznym i abiotycznym w ekosystemach. Te elementy, których podaż ogranicza aktywność biologiczną, nazywane są składnikami odżywczymi.
Przemiany energii
Przemiany energii w ekosystemie rozpoczynają się od dostarczenia energii ze słońca. Energia słoneczna jest przechwytywana w procesie fotosyntezy. Dwutlenek węgla jest łączony z wodorem (pochodzącym z rozszczepienia cząsteczek wody) w celu wytworzenia węglowodanów (skrót „CHO”). Energia jest przechowywana w wysokoenergetycznych wiązaniach adenozynotrójfosforanu, czyli ATP (patrz wykład o fotosyntezie).
Prorok Izajasz powiedział „całe ciało jest trawą”, dzięki czemu zyskał miano pierwszego ekologa, ponieważ praktycznie cała energia dostępna dla organizmów pochodzi z roślin. Ponieważ jest to pierwszy krok w produkcji energii dla żywych istot, nazywa się to primaryproduction (kliknij tutaj dla elementarza na fotosyntezie). Zwierzęta roślinożerne uzyskują energię poprzez spożywanie roślin lub produktów roślinnych, mięsożercy zjadają zwierzęta roślinożerne, a zwierzęta denitrytyczne konsumują odchody i zwłoki nas wszystkich.
Rysunek 2 przedstawia prosty łańcuch pokarmowy, w którym energia słoneczna, przechwycona w procesie fotosyntezy roślin, przepływa z poziomu troficznego na poziom troficzny poprzez łańcuch pokarmowy. Poziom troficzny składa się z organizmów, które utrzymują się z życia w ten sam sposób, tzn. wszystkie są producentami pierwotnymi (rośliny), konsumentami pierwotnymi (zwierzęta roślinożerne) lub konsumentami wtórnymi (zwierzęta mięsożerne). Na wszystkich poziomach wytwarzane są martwe tkanki i produkty odpadowe. Padlinożercy, detrytoryści i rozkładający wspólnie odpowiadają za wykorzystanie wszystkich takich „odpadów” – konsumentami zwłok i opadłych liści mogą być inne zwierzęta, takie jak wrony i chrząszcze, ale ostatecznie to mikroby kończą pracę rozkładu. Nic dziwnego, że ilość produkcji pierwotnej zmienia się bardzo w zależności od miejsca, ze względu na różnice w ilości promieniowania słonecznego i dostępności składników odżywczych i wody.
Z powodów, które zbadamy w pełni w kolejnych wykładach, transfer energii przez łańcuch pokarmowy jest nieefektywny. Oznacza to, że mniej energii jest dostępne na poziomie roślinożerców niż na poziomie producentów pierwotnych, mniej jeszcze na poziomie mięsożerców, i tak dalej. Wynik jest piramida energii, zimportant implikacje dla zrozumienia ilości życia, które mogą być obsługiwane.
Zazwyczaj, gdy myślimy o łańcuchach pokarmowych wizualizujemy zielone rośliny, roślinożerców, i tak dalej. Są one określane jako grazer łańcuchy pokarmowe, ponieważ żywe rośliny są bezpośrednioconsumed. W wielu okolicznościach głównym źródłem energii nie są zielone rośliny, ale martwa materia organiczna. Są to tzw. łańcuchy pokarmowe detrytusowe. Przykłady obejmują dno lasu lub strumień leśny w obszarze zalesionym, słone bagno, a najbardziej oczywiście dno oceanu w bardzo głębokich obszarach, gdzie światło słoneczne jest gaszone 1000 metrów wyżej. W kolejnych wykładach powrócimy do tych ważnych kwestii związanych z przepływem energii.
Wreszcie, chociaż mówiliśmy o łańcuchach pokarmowych, w rzeczywistości organizacja systemów biologicznych jest o wiele bardziej skomplikowana, niż można to przedstawić za pomocą prostego „łańcucha”. W ekosystemie istnieje wiele powiązań i łańcuchów pokarmowych, a wszystkie te powiązania określamy mianem sieci pokarmowej. Sieć pokarmowa może być bardzo skomplikowana, gdzie wydaje się, że „wszystko jest połączone ze wszystkim innym” (jest to główny wniosek z tego wykładu) i ważne jest, aby zrozumieć, jakie są najważniejsze powiązania w danej sieci pokarmowej. Kolejne pytanie brzmi: jak określić ważne procesy i powiązania w sieciach pokarmowych lub ekosystemach? Naukowcy ekosystemów używają kilku różnych narzędzi, które można ogólnie opisać pod pojęciem „biogeochemii”.
Biogeochemia
Jak możemy zbadać, które z tych powiązań w sieci pokarmowej są najważniejsze? Jednym z oczywistych sposobów jest badanie przepływu energii lub obiegu pierwiastków. Na przykład, obieg pierwiastków jest kontrolowany po części przez organizmy, które magazynują lub przekształcają pierwiastki, a po części przez chemię i geologię świata przyrody. Termin biogeochemia definiowany jest jako nauka o tym, jak systemy żywe (biologia) wpływają na geologię i chemię Ziemi i są przez nie kontrolowane. Tak więc biogeochemia obejmuje wiele aspektów abiotycznego i biotycznego świata, w którym żyjemy.
Istnieje kilka głównych zasad i narzędzi, które biogeochemicy wykorzystują do badania systemów ziemskich. Większość z głównych problemów środowiskowych, z którymi mamy do czynienia w naszym dzisiejszym świecie może być analizowana przy użyciu zasad i narzędzi biogeochemicznych. Problemy te obejmują globalne ocieplenie, kwaśne deszcze, zanieczyszczenie środowiska i wzrost gazów cieplarnianych. Zasady i narzędzia, których używamy mogą być podzielone na 3 główne elementy: stosunek pierwiastków, bilans masy i obieg pierwiastków.
1. Stosunki pierwiastków
W systemach biologicznych, odnosimy się do ważnych elementów jako „konserwatywnych”. Pierwiastki te są często składnikami odżywczymi. Przez „konserwatywne” rozumiemy, że organizm może zmienić tylko nieznacznie ilość tych pierwiastków w swoich tkankach, jeśli ma pozostać w dobrym zdrowiu. Najłatwiej jest myśleć o tych konserwatywnych elementach w odniesieniu do innych ważnych elementów w organizmie. Na przykład, w zdrowych glonów elementy C, N, P, i Fe mają następujący stosunek, zwany Redfield stosunek po oceanografa, który odkryłit. Stosunek liczby atomów tych pierwiastków (w odniesieniu do 1 atomu P) jest następujący:
C : N : P : Fe = 106 : 16 : 1: 0,01
Gdy znamy te proporcje, możemy porównać je z proporcjami, które mierzymy w próbce alg, aby określić, czy algom brakuje jednego z ograniczających składników odżywczych.
2. bilans masy
Innym ważnym narzędziem, którego używają biogeochemicy, jest proste równanie bilansu masy do opisania stanu systemu. Systemem tym może być wąż, drzewo, jezioro lub cały glob. Używając podejścia bilansu masowego możemy określić, czy system się zmienia i jak szybko się zmienia. Równanie jest następujące:
ZMIANA NETTO = WEJŚCIE + WYJŚCIE + ZMIANA WEWNĘTRZNA
W równaniu tym zmiana netto w systemie z jednego okresu czasu na drugi jest określona przez to, jakie są wejścia, jakie są wyjścia i jaka była wewnętrzna zmiana w systemie.Przykładem podanym na zajęciach jest zakwaszenie jeziora, z uwzględnieniem wejść i wyjść oraz wewnętrznej zmiany kwasu w jeziorze.
3. obieg pierwiastków
Obieg pierwiastków opisuje, gdzie i jak szybko pierwiastki przemieszczają się w systemie. Istnieją dwie ogólne klasy systemów, które możemy analizować, jak wspomniano powyżej: systemy zamknięte i otwarte.
System zamknięty odnosi się do systemu, w którym wejścia i wyjścia są pomijalne w porównaniu do zmian wewnętrznych. Przykładem takiego systemu może być butelka lub kula ziemska. Istnieją dwa sposoby, w jakie możemy opisać cykle materiałowe w tym zamkniętym systemie, patrząc na szybkość ruchu lub na ścieżki ruchu. As the rate increases, productivity increases
In an open system there areinputs and outputs as well as the internal cycling. Możemy więc opisać szybkość ruchu i ścieżki, tak jak to zrobiliśmy dla układu zamkniętego, ale możemy również zdefiniować nowe pojęcie zwane czasem przebywania (jedno z naszych naukowych pojęć wspomnianych na początku wykładu). Czas przebywania wskazuje, jak długo średnio element pozostaje w układzie, zanim go opuści.
- Rate
- Pathways
- Czas przebywania, Rt
Rt = całkowita ilość materii / wyjściowa szybkość materii
(Zauważ, że „jednostki” w tymcalculation musi anulować prawidłowo)
Controls on Ecosystem Function
Teraz, że dowiedzieliśmy się coś o tym, jak ekosystemy są składane razem i jak materiały i energia przepływają przez ekosystemy, możemy lepiej odpowiedzieć na pytanie: „co kontroluje funkcje ekosystemu”? Istnieją dwie dominujące teorie kontroli ekosystemów. Pierwsza, zwana kontrolą oddolną, głosi, że to dostarczanie składników odżywczych do producentów pierwotnych ostatecznie kontroluje funkcjonowanie ekosystemów. Jeśli podaż składników odżywczych jest zwiększona, wynikający z tego wzrost produkcji autotrofów jest propagowany w sieci pokarmowej i wszystkie inne poziomy troficzne będą reagować na zwiększoną dostępność żywności (energia i materiały będą krążyć szybciej).
Druga teoria, zwana top-downcontrol, stwierdza, że drapieżnictwo i wypasanie przez wyższe poziomy troficzne na niższych poziomach troficznych ostatecznie kontroluje funkcjonowanie ekosystemu. Na przykład, jeśli masz wzrost drapieżników, że wzrost spowoduje fewergrazers, i że spadek w grazers spowoduje z kolei w więcej pierwotnych producentów, ponieważ mniej z nich są spożywane przez grazers. W ten sposób kontrola liczebności populacji i ogólnej produktywności „kaskaduje” z górnych poziomów łańcucha pokarmowego na dolne poziomy troficzne. We wcześniejszych wykładach ta idea została również wprowadzona i wyjaśniona jako „kaskada troficzna”.
Więc, która teoria jest poprawna? Cóż, jak to często bywa, gdy mamy do wyboru wyraźną dychotomię, odpowiedź leży gdzieś pośrodku. Istnieją dowody z wielu badań ekosystemów, że obie kontrole działają w pewnym stopniu, ale że żadna z nich nie jest kompletna. Na przykład, efekt „top-down” jest często bardzo silny na poziomach troficznych w pobliżu górnych drapieżników, ale kontrola słabnie, gdy przesuwa się dalej w dół łańcucha pokarmowego w kierunku producentów pierwotnych. Podobnie, „bottom-up” efekt dodawania składników odżywczych zazwyczaj stymuluje produkcję pierwotną, ale stymulacja produkcji wtórnej dalej w górę łańcucha pokarmowego jest mniej silna lub nieobecna.
Tak więc stwierdzamy, że obie te kontrole działają w każdym systemie w dowolnym czasie, a my musimy zrozumieć względne znaczenie każdej kontroli, aby pomóc nam przewidzieć, jak ekosystem będzie się zachowywać lub zmieniać w różnych okolicznościach, takich jak w obliczu zmieniającego się klimatu.
Geografia ekosystemów
Istnieje wiele różnych ekosystemów: lasy deszczowe i tundra, rafy koralowe i stawy, łąki i pustynie.Różnice klimatyczne z miejsca na miejsce w dużej mierze określają rodzaje ekosystemów, które widzimy. Na to, jak postrzegamy ekosystemy lądowe, wpływa głównie dominująca roślinność.
Słowo „biome” jest używane do opisu głównych typów roślinności, takich jak tropikalny las deszczowy, łąki, tundra, itp. Nigdy nie używa się go w odniesieniu do systemów wodnych, takich jak stawy czy rafy koralowe. Zawsze odnosi się do kategorii roślinności, która dominuje w bardzo dużej skali geograficznej, a zatem jest nieco szersza geograficznie niż ekosystem.
Rysunek 3: Rozmieszczenie biomów.
Możemy skorzystać z poprzednich wykładów, aby pamiętać, że wzorce temperatury i opadów dla danego regionu są charakterystyczne.Każde miejsce na Ziemi otrzymuje taką samą całkowitą liczbę godzin światła słonecznego każdego roku, ale nie taką samą ilość ciepła. Promienie słoneczne uderzają w niskich szerokościach geograficznych bezpośrednio, a w wysokich skośnie. Ta nierównomierna dystrybucja ciepła powoduje nie tylko różnice temperatur, ale także globalny wiatr i prądy oceaniczne, które z kolei mają wiele wspólnego z miejscem występowania opadów. Dodajmy do tego chłodzące efekty wysokości oraz wpływ mas lądowych na temperaturę i opady, a otrzymamy skomplikowany globalny wzorzec klimatu.
Schematyczny widok Ziemi pokazuje, że choć klimat może być skomplikowany, wiele jego aspektów można przewidzieć (rysunek 4). Wysoka energia słoneczna uderzająca w pobliżu równika zapewnia prawie stałe wysokie temperatury oraz wysokie tempo parowania i transpiracji roślin. Ciepłe powietrze unosi się, ochładza i zrzuca wilgoć, tworząc warunki dla tropikalnego lasu deszczowego. Porównaj stabilną temperaturę, ale zmienne opady deszczu na stanowisku w Panamie ze względnie stałymi opadami, ale sezonowo zmieniającą się temperaturą na stanowisku w stanie Nowy Jork. Każda lokalizacja ma wykres opadów i temperatury, który jest typowy dla szerszego regionu.
Rysunek 4. Wzorce klimatyczne wpływają na rozmieszczenie biomów.
Na podstawie fizjologii roślin wiemy, że niektóre rośliny są charakterystyczne dla określonych klimatów, tworząc wygląd roślinności, który nazywamy biomami. Zauważmy, jak dobrze rozkład biomów pokrywa się z rozkładem klimatów (Rysunek 5). Zauważmy również, że niektóre klimaty są niemożliwe, przynajmniej na naszej planecie. Wysokie opady nie są możliwe w niskich temperaturach – nie ma wystarczającej ilości energii słonecznej do zasilania obiegu wody, a większość wody jest zamarznięta i przez to biologicznie niedostępna przez cały rok. Wysoka tundra jest taką samą pustynią jak Sahara.
Rysunek 5. The distributionof biomes related to temperature and precipitation.
Summary
- Ekosystemy składają się z abiotycznych (nieożywionych, środowiskowych) i biotycznych składników, a te podstawowe składniki są ważne dla prawie wszystkich typów ekosystemów. Ekologia ekosystemu patrzy na przemiany energii i biogeochemiczne cykle w ekosystemach.
- Energia jest stale wprowadzana do ekosystemu w postaci energii świetlnej, a część energii jest tracona z eachtransfer do wyższego poziomu troficznego. Składniki odżywcze, z drugiej strony, są recyklingwithin ekosystemu, a ich podaż zwykle ogranicza aktywność biologiczną. Tak więc, „przepływ energii, cykl elementów”.
- Energia jest przenoszona przez ekosystem poprzez sieć pokarmową, która składa się z wzajemnie powiązanych łańcuchów pokarmowych. Energia jest najpierw przechwytywana przez fotosyntezę (produkcja pierwotna). Ilość produkcji pierwotnej określa ilość energii dostępnej dla wyższych troficlevels.
- Badanie, jak elementy chemiczne obiegu przez ekosystem jest określany jako biogeochemii. Cykl biogeochemiczny może być wyrażony jako zbiór magazynów (puli) i transferów, i może być badany przy użyciu pojęć „stechiometrii”, „bilansu masy” i „czasu przebywania”.
- Funkcja ekosystemu jest kontrolowana głównie przez dwa procesy, kontrolę „z góry na dół” i „z dołu do góry”.
- Biosystem to główny typ roślinności rozciągający się na dużym obszarze. Rozmieszczenie biome’ów jest w dużej mierze określane przez wzorce temperatury i opadów na powierzchni Ziemi.
Przegląd i autotest
-
Przegląd głównych terminów i pojęć z tego wykładu.
Proponowane lektury:
Wszystkie materiały © the Regents of the University of Michigan, chyba że zaznaczono inaczej.
.