Ekosystem
Ekosystem (gr. oikos – dom, mieszkanie, gospodarstwo[1]; gr. systēmatikós – zestawiony od sýstēma – zestawienie, połączenie od synistánai – zestawiać[2]) – dynamiczny układ ekologiczny, na który składa się zespół organizmów (biocenoza) połączonych relacjami troficznymi (tworzących sieć troficzną) wraz ze środowiskiem przezeń zajmowanym, czyli biotopem, w którym zachodzi przepływ energii i obieg materii[3][4][5][6][7]. W skrócie zatem ekosystem to biocenoza wraz z biotopem[8]. Ekosystemy wyodrębniane są na podstawie istnienia silniejszych powiązań w ich obrębie niżeli między ich składowymi a otoczeniem[6] (biologicznie ważne pierwiastki chemiczne krążą intensywniej w obrębie poszczególnych ekosystemów niż pomiędzy nimi[9]).
Problemy terminologiczne
Ekosystem to jedno z podstawowych pojęć w ekologii, ale podobnie jak sama „ekologia” jest terminem wieloznacznym. Określenie „ekosystem” stosowane bywa w odniesieniu do dowolnego układu składającego się z elementów żywych lub żywych i nieożywionych, pozostających ze sobą w rozmaitych relacjach. Przy tak szerokim ujęciu ekosystemem można nazwać dowolny układ ekologiczny z organizmami żywymi, od kolonii bakterii na pożywce poczynając, na całej biosferze kończąc[6][8].
Termin ten został opublikowany przez brytyjskiego ekologa Arthura Tansleya w 1935[10] jako skrót od angielskich słów ecological system. Zaproponowany mu został na początku lat 30. XX wieku przez Arthura Roya Claphama[11].
(…) pojęciem (…) podstawowym jest cały system (w rozumieniu fizyki) zawierający nie tylko zespół organizmów, ale także pełny zespół czynników fizycznych, tworzących środowisko biomu, czynniki siedliska w najszerszym sensie. Mimo że naszą uwagę przyciągają przede wszystkim organizmy, to jednak kiedy staramy się rozumować w sposób zasadniczy, nie możemy oddzielić ich od ich specyficznego środowiska, z którym tworzą fizyczny system.
Właśnie takie systemy z punktu widzenia ekologa są podstawowymi jednostkami przyrody na powierzchni ziemi. (…) czynniki nieorganiczne są też składnikami systemu – nie może istnieć system ich pozbawiony – istnieje też stała wymiana najróżniejszych rzeczy wewnątrz każdego systemu, nie tylko pomiędzy organizmami, ale również pomiędzy składnikami organicznymi i nieorganicznymi. Te ekosystemy, jak możemy je nazwać, są najróżniejszego rodzaju i wielkości.
Warder Allee i in.[12] w 1950 w definicji ekosystemu podkreślili współdziałanie systemu biotycznego i abiotycznego. Wyróżnili akcję – działanie siedliska fizyko-chemicznego na organizmy, reakcję organizmów i koakcję – wzajemne oddziaływanie organizmów na siebie nawzajem.
Różni autorzy tworzyli własne określenia stosowane zamiennie wobec „ekosystemu”. Do przykładów należą: mikrokosmos (Forbes, 1887), holocen (Friedrichs, 1930), biosystem (Thienemann, 1939), pleocen (Trojan, 1975), fizjocenoza (Wodziczko, 1950), biogeocenoza (Sukacev i Dyiis, 1964)[8].
Przykłady i klasyfikacje
Przykłady ekosystemów[5][8][13]: las (→ ekosystem leśny), łąka i pole (→ agroekosystem), jezioro i morze (→ ekosystem wodny), torfowisko, wyspa, jaskinia, komin hydrotermalny. W każdym z wymienionych przypadków ekosystemem jest określona przestrzeń wyodrębniająca się i stanowiąca pewną całość pod względem przyrodniczym, innymi słowy jednym ekosystemem jest konkretny kompleks leśny, a nie wszystkie lasy na Ziemi[8].
Rzeka nie zawsze jest traktowana jako ekosystem ze względu na to, że nie zachodzi w niej pełny obieg materii[13].
Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową. Te poziomy to:
- środowisko abiotyczne – materia nieożywiona w środowisku,
- producenci – autotrofy, które użytkują wyłącznie abiotyczną część ekosystemu,
- konsumenci – heterotrofy (głównie zwierzęta),
- reducenci – destruenci, czyli bakterie i grzyby powodujące rozkład materii organicznej.
Podstawowy podział ekosystemów:
- lądowe,
- wodne,
- sztuczne,
- naturalne.
Kryteria wyróżniania ekosystemu:
- z punktu widzenia składu ekosystemu: fauna w ekosystemach jest specyficzna, zawiera gatunki charakterystyczne,
- z punktu widzenia pełności składu: każdy układ musi składać się z 3 elementów, którymi są autotrofy, konsumenci i destruenci,
- z punktu widzenia czasu trwania układów: są one ustabilizowane i trwałe,
- z punktu widzenia granic, które układ ograniczają: wielkość zajmowanego obszaru jest uwarunkowana zdolnością rozkładu, musi zachodzić pełna realizacja obiegów materii i przepływów energii (np. dla źródeł obszar wynosi kilka m², natomiast dla lasów mogą to być setki km²).