Et økosystem er et biologisk system som består av et fellesskap av levende organismer ( biocenose ) og det fysiske miljøet de samhandler i ( biotop ). [ 1 ] Det er en enhet sammensatt av gjensidig avhengige organismer som deler samme habitat . [ 2 ] Økosystemer danner ofte en serie kjeder som viser den gjensidige avhengigheten av organismer i systemet. Det kan også defineres som: "Et økosystem består av det biologiske fellesskapet til et sted og de fysiske og kjemiske faktorene som utgjør det abiotiske miljøet ." [ 4 ] Det anses at abiotiske og biotiske faktorer er knyttet sammen av næringskjeder , det vil si strømmen av energi og næringsstoffer i økosystemene . [ 5 ]
Dette konseptet, som ble introdusert i 1935 av den engelske økologen AG Tansley , [ 6 ] tar hensyn til de komplekse interaksjonene mellom organismene (for eksempel planter , dyr , bakterier , protister og sopp ) som danner fellesskapet (biocenose) og strømmene. av energi og materialer gjennom den. [ 7 ]
Begrepet økosystem ble laget i 1930 av Roy Clapham for å betegne settet med fysiske og biologiske komponenter i et miljø. Den britiske økologen Arthur Tansley foredlet senere begrepet, og beskrev det som "Hele systemet, [...] inkludert ikke bare komplekset av organismer, men også hele komplekset av fysiske faktorer som utgjør det vi kaller miljøet ." [ 8 ] Tansley så på økosystemer ikke bare som naturlige enheter, men som "mentale isolater". [ 7 ] Tansley definerte senere [ 9 ] den romlige utstrekningen av økosystemene ved å bruke begrepet "økotop" ("økotop").
Grunnleggende for økosystemkonseptet er ideen om at levende organismer samhandler med alt annet i lokalmiljøet. Eugene Odum , en av grunnleggerne av økologi, uttalte: "Enhver enhet som inkluderer alle organismer (dvs.: "samfunnet") i et gitt område som samhandler med det fysiske miljøet på en slik måte at en strøm av energi fører til en klart definert trofisk struktur, biotisk mangfold og materialsyklus (dvs. en utveksling av materialer mellom levende og ikke-levende deler) innenfor systemet er et økosystem. [ 5 ] Konseptet om det menneskelige økosystemet er basert på å demontere menneske/natur-dikotomien og på forutsetningen om at alle arter er økologisk integrert med hverandre, så vel som med de abiotiske komponentene i deres biotop.
Et biom er en global klassifisering av lignende områder, inkludert mange økosystemer, klimatisk og geografisk like, det vil si en økologisk definert sone der lignende klimatiske forhold forekommer og lignende samfunn av planter, dyr og jordorganismer blir ofte referert til som store økosystemer . Biomer er definert basert på faktorer som plantestrukturer ( trær , busker og gress ), typer blader (bredblad- og nåleplanter), avstand mellom planter ( skog , jungel , savanne ) og klima . I motsetning til økosoner , er biomer ikke definert av genetikk , taksonomi eller historiske likheter og identifiseres ofte med spesielle mønstre av økologisk suksesjon og klimaksvegetasjon .
Den enkleste klassifiseringen av biomer er:
Økosystemer har fått, politisk, en spesiell relevans siden i konvensjonen om biologisk mangfold (CBD) (eller på engelsk «Convention on Biological Diversity») [ 10 ] —ratifisert av mer enn 175 land i Rio de Janeiro i juni 1992— etablerer "beskyttelse av økosystemer, naturlige habitater og opprettholdelse av levedyktige bestander av arter i naturlige miljøer" [ 11 ] som en forpliktelse fra ratifiserende land. Dette har skapt det politiske behovet for romlig identifisere økosystemer og på en eller annen måte skille mellom dem. CBD definerer et "økosystem" som "et dynamisk kompleks av plante-, dyr- og mikroorganismesamfunn og deres ikke-levende miljø som samhandler som en funksjonell enhet". [ 12 ]
Med behovet for å beskytte økosystemer følger det politiske behovet for å effektivt beskrive og identifisere dem. Vreugdenhil et al. de hevdet at dette kunne oppnås mer effektivt med et fysiognomisk-økologisk klassifiseringssystem, ettersom økosystemer er lett gjenkjennelige i felten så vel som på satellittbilder . De hevdet at strukturen og sesongvariasjonen til tilhørende vegetasjon, supplert med økologiske data (som høyde, fuktighet og drenering) hver var bestemmende modifikatorer som delvis skilte forskjellige typer arter. Dette gjaldt ikke bare for plantearter, men også for dyre-, sopp- og bakteriearter. Graden av distinksjon av økosystemer er underlagt fysiognomiske modifikatorer som kan identifiseres i et bilde eller i feltet. Om nødvendig kan de spesifikke elementene i faunaen legges til, slik som sesongkonsentrasjonen av dyr og utbredelsen av korallrev.
Noen av klassifiseringssystemene er som følger:
Flere akvatiske klassifiseringssystemer er også tilgjengelige. Det er et forsøk fra United States Geological Survey (USGS) og Inter-American Biodiversity Information Network (IABIN) på å utarbeide et omfattende økosystemklassifiseringssystem som omfatter både terrestriske og akvatiske økosystemer.
Fra et vitenskapsfilosofisk perspektiv er ikke økosystemer diskrete naturenheter som kan identifiseres ved å bruke riktig tilnærming til klassifisering. I følge Tansleys definisjon ("mentale isolasjoner"), bør ethvert forsøk på å definere eller klassifisere økosystemer være eksplisitt ved å tildele en klassifisering til observatøren/analytikeren, inkludert dens normative grunnlag.
Ved å legge sammen strukturen til et økosystem, snakker man noen ganger om den abstrakte strukturen der delene er de forskjellige klassene av komponenter, dvs. biotopen og biocenosen , og de forskjellige økologiske typene organismer ( produsenter , nedbrytere , rovdyr , etc.). ). osv.). Men økosystemer har også en fysisk struktur i den grad at de aldri er helt homogene, men i stedet har deler, hvor forholdene er forskjellige og mer eller mindre ensartede, eller gradienter i en eller annen retning.
Det økologiske miljøet fremstår som strukturert av forskjellige grensesnitt eller mer eller mindre definerte grenser, kalt økotoner , og av retningsgradienter, kalt økokliner , av fysisk-kjemiske faktorer i miljøet. Et eksempel er gradienten av fuktighet, temperatur og lysintensitet i en skog , eller gradienten når det gjelder lys, temperatur og gasskonsentrasjoner (for eksempel O 2 ) i et lentisk økosystem .
Den fysiske strukturen til økosystemet kan utvikle seg i vertikal og horisontal retning, i begge tilfeller snakker vi om stratifisering.
Akvatiske økosystemer inkluderer havvann og innlands ferskvann eller saltvann.
Hver av disse vannmassene har spesielle strukturer og fysiske egenskaper i forhold til lys, temperatur, bølger, strømmer og kjemisk sammensetning, samt ulike typer økologisk organisering og fordeling av organismer.
Marint økosystemOseanografi omhandler studiet av disse økosystemene . De kan være av to typer avhengig av sollyset de mottar:
Limnologi omhandler studiet av elve- og innsjøøkosystemer . Ikke bare rennende vannøkosystemer ( lotiske medier ) og stillevannsøkosystemer (lensemedier) tas i betraktning i denne gruppen , men også de vandige habitatene til kilder , trehuler og til og med plantehulrom der vann samler seg, og miljøer av grunnvann .
De er de der floraen og faunaen utvikler seg i jorda eller undergrunnen . De er avhengige av fuktighet , temperatur , høyde og breddegrad , på en slik måte at de biologisk rikeste og mest mangfoldige økosystemene finnes ved høyere luftfuktighet, høyere temperatur, lavere høyde og lavere breddegrad.
Økosystemer kan klassifiseres etter type vegetasjon, og finner det største biologiske mangfoldet i skogene , og dette avtar i buskene , gressletter , til de når ørkenen . Avhengig av tettheten til den dominerende vegetasjonen, kan de være åpne eller lukkede. Blant de viktigste terrestriske økosystemene har vi:
SkogerSkogøkosystemer eller skoger utgjør den største massen av terrestrisk biosfære . De kan være:
Busk- eller krattøkosystemer er de som har mindre planter som busker og busker . De kan være:
Urteaktige eller urteaktige økosystemer er de med overvekt av urter ( gramineae ) og er vanligvis i halvtørre miljøer med sesongklima. De kan være:
Tundraen består av moser , lav , gress og små busker, så det er faktisk et vått økosystem definert av fraværet av trær og frossen undergrunn . De finnes mellom taigaen og den evige snøen. Den arktiske tundraen er stor, i Antarktis er den liten, og den alpine tundraen er best definert som en fjelleng.
DesertDet er det unaturlige økosystemet med kontroll eller intervensjon av mennesket .
Det er det flombare eller våtmarksøkosystemet som sumpen eller sumpen, som avhengig av tilfellet anses som et terrestrisk eller akvatisk økosystem, eller nærmere, en hybrid mellom dem. De er jord dekket med ferskvann eller saltvann, permanent eller store deler av året, ofte funnet i alluviale sletter . Avhengig av deres egenskaper, presenterer de vann- og urteplanter, trær, bregner , alger og fauna tilpasset dette habitatet. Noen økosystemer av denne typen:
Innen mikrobiologi kan vi også beskrive systemer sammensatt av gjensidig avhengige mikrobielle organismer som deler samme habitat . De skiller seg ut blant dem:
Fra et menneskelig synspunkt ser mange på økosystemer som produksjonsenheter som ligner de som produserer varer og tjenester . Blant de vanligste varene som produseres av økosystemer er ved og fôr til husdyr. Bushmeat kan være svært lønnsomt under et godt kontrollert styringssystem som noen steder i Sør-Afrika og Kenya . Oppdagelsen og produksjonen av farmasøytiske stoffer fra ville organismer har ikke vært like vellykket.
Tjenester hentet fra økosystemer inkluderer:
Et større antall arter eller biologisk mangfold ( biodiversitet ) i et økosystem gir det større kapasitet for utvinning fordi de, med et større antall arter, kan absorbere og redusere effekten av miljøendringer. Dette reduserer virkningen av miljøendringer på den totale økosystemstrukturen og reduserer sjansene for en endring til en annen tilstand. Dette er ikke universelt; Det er ingen påvist sammenheng mellom mangfoldet av arter og et økosystems kapasitet til å levere varer og tjenester på en bærekraftig måte.
Tropisk regnskog produserer svært få direkte varer og tjenester og er svært sårbare for endringer. I motsetning til dette regenererer tempererte skoger seg raskt og går tilbake til sin tidligere utviklingstilstand innen en menneskelig generasjon, som man kan se etter skogbranner . Noen gressletter har blitt utnyttet bærekraftig i tusenvis av år: ( Mongolia , Afrika , europeiske heier ).
Innføring av nye elementer, enten det er abiotiske eller biotiske , kan ha forstyrrende effekter. I noen tilfeller kan det føre til kollaps og død av mange arter i økosystemet.
Imidlertid har økosystemer i noen tilfeller evnen til å komme seg. Forskjellen mellom en kollaps og en langsom utvinning avhenger av to faktorer: toksisiteten til det introduserte elementet og utvinningskapasiteten til det opprinnelige økosystemet.
Økosystemer er hovedsakelig styrt av stokastiske hendelser (tilfeldigheter), reaksjonene som disse hendelsene forårsaker i inerte materialer, og responsene til organismer på forholdene som omgir dem. Dermed er et økosystem resultatet av summen av de individuelle responsene til organismer på stimuli mottatt fra elementene i miljøet. Tilstedeværelsen eller fraværet av populasjoner avhenger ganske enkelt av suksess med reproduksjon og spredning; befolkningsnivåene svinger som respons på stokastiske hendelser. Hvis antallet arter i et økosystem er høyere, er antallet stimuli også høyere. Siden livets begynnelse har organismer overlevd kontinuerlig endring gjennom naturlig utvalg . Takket være naturlig utvalg har planetens arter kontinuerlig tilpasset seg endringer gjennom variasjoner i deres biologiske sammensetning og distribusjon.
Det kan vises matematisk at større antall ulike samvirkende faktorer har en tendens til å dempe svingninger i hver av de individuelle faktorene. Gitt det store mangfoldet av organismer på jorden, endrer de fleste økosystemer seg veldig gradvis og etter hvert som noen arter forsvinner, dukker andre opp eller kommer inn. Lokale underpopulasjoner blir kontinuerlig utryddet, og erstattes senere av spredning av andre underpopulasjoner. [ 17 ]
Hvis økosystemer hovedsakelig styres av stokastiske prosesser, må de være mer motstandsdyktige mot plutselige endringer enn hver enkelt art. I fravær av likevekt i naturen kan artssammensetningen til et økosystem gjennomgå endringer avhengig av endringens art, men total økologisk kollaps kan være sjelden.