Ekosistem

Ekosistem predstavlja jedinstvo biocenoze i biotopa. Životna zajednica u prirodi mora zauzimati neki prostor u kome članovi te zajednice zadovoljavaju svoje potrebe: kreću se, uzimaju hranu, dišu, nalaze zaklon i zaštitu itd. Taj prostor se naziva biotop i njega naseljavaju pripadnici odgovarajuće biocenoze. Oni uspostavljaju vrlo složene međusobne odnose i istovremeno se, određenim odnosima, povezuju sa okolinom u kojoj žive. Na taj način biocenoza i biotop zajedno čine ekološki sistem višeg reda — ekosistem. Različiti ekosistemi u jednoj klimatskoj zoni grupišu se u veće celine — biome.

Levo: Ekosistemi koralnih grebena su visoko produktivni morski sistemi. Desno: Kišna šuma umerenog pojasa, kopneni ekosistem.

Karakteristični zemljišni ekosistemi

Definicija

Ekosistem (ili ekološki sistem) se sastoji od svih organizama i abiotičkih bazena (ili fizičkog okruženja) sa kojima oni stupaju u interakciju. Biotičke i abiotičke komponente su povezane zajedno putem ciklusa hranljivih materija i tokova energije.

„Procesi ekosistema“ su prenos energije i materijala iz jednog bazena u drugi. Poznato je da se procesi ekosistema „odvijaju u širokom rasponu razmera“. Dakle, tačna skala učenja zavisi od postavljenog pitanja.

Nastanak i razvoj pojma

Termin „ekosistem“ je prvi put upotrebljen 1935. godine u publikaciji britanskog ekologa Artura Tanslija. Termin je skovao Artur Roj Klapam, koji je tu reč formulisao na Tanslijev zahtev. Tansli je osmislio koncept kako bi skrenuo pažnju na važnost prenosa materijala između organizama i njihovog okruženja. Kasnije je precizirao termin, opisujući ga kao „Ceo sistem, ... uključujući ne samo kompleks organizama”, već i čitav kompleks fizičkih faktora koji formiraju ono što se naziva okruženjem“. Tansli nije posmatrao ekosisteme samo kao prirodne jedinice, već kao „mentalne izolate“. Tansli je kasnije definisao prostorni obim ekosistema koristeći termin „ekotop“.

G. Evelin Hačinson, limnolog koji je bio Tanslijev savremenik, kombinovao je ideje Čarlsa Eltona o trofičkoj ekologiji sa idejama ruskog geohemičara Vladimira Vernadskog. Kao rezultat toga, on je sugerisao da dostupnost mineralnih hranljivih materija u jezeru ograničava proizvodnju algi. Ovo bi zauzvrat ograničilo obilje životinja koje se hrane algama. Rejmond Lindeman je nastavio sa ovim idejama da bi sugerisao da je tok energije kroz jezero primarni pokretač ekosistema. Hačinsonovi učenici, braća Hauard T. Odum i Judžin P. Odum, dalje su razvili „sistemski pristup“ proučavanju ekosistema. To im je omogućilo da proučavaju protok energije i materijala kroz ekološke sisteme.

Interakcije živih bića

Jedinstvo ekosistema počiva na interakcijama živih bića i nežive okoline: zemljišta, vode, vazduha, temperature, vlažnosti. Ekosistemi su vrlo složeni i dinamični sistemi. Svaka promena u sastavnim delovima ekosistema odražava se na sistem u celini. U svakom ekosistemu razlikuju se tri tipa odnosa između njegovih sastavnih delova:

1. akcije koje predstavljaju uticaje biotopa (nežive prirode) na živa bića koja ga naseljavaju;
2. reakcije – uticaji živih bića na biotop;živa bića se prilagođavaju na promene uslova u biotopu i istovremeno menjaju tu sredinu;
3. koakcije – uzajamni uticaji između samih organizama; njima pripadaju svi odnosi ishrane u biocenozi i čitav niz konkurentskih odnosa (za prostor, za hranu idr.).

Kruženje materije i proticanje energije

Biocenoza i biotop predstavljaju zajedno ekološki sistem u kome energija protiče, a materija kruži između obe komponente sistema i unutar svake od njih.

Proizvođači uzimaju neorganske materije iz biotopa i od njih sintetišu organske materije. Na račun tih materija žive potrošači. Razlagači razlažu uginule organizme ili njihove delove do neorganskih elemenata pa proizvođači mogu ponovo da ih koriste. Tokom ovog kruženja materije, energija protiče kroz ekosistem. Ona prelazi iz jednog oblika u drugi, koristi se za obavljanje životnih procesa i na svakom trofičkom nivou deo energije se oslobađa i lagano, u vidu toplote, napušta sistem. Zato se u ekosistem neprestano moraju unositi nove količine energije.

Organska produktivnost ekosistema predstavlja ukupnu količinu obrazovane organske materije koju svi organizmi, na različitim trofičkim nivoima, proizvode u određenom vremenskom periodu na jedinicu površine ili zapremine. Nju čine:

1. primarna produktivnost – ukupna količina organske materije koju stvore proizvođači; najveću primarnu produkciju imaju tropske kišne šume, vlažne livade i plitka jezera, a najmanju imaju pustinje i otvorene morske pučine, gde ima malo mineralnih elemenata;
2. sekundarna produktivnost – ukupna količina organske materije koju stvaraju potrošači ili razlagači.

Ugrožavanje i zaštita ekosistema

Zbog neadekvatne zaštite, neki od najpoznatijih svetskih ekosistema mogu biti uništeni usled klimatskih promena i delovanja čoveka, sve češće upozoravaju naučnici.

Pod zagađenjem životne sredine podrazumeva se kvalitativna i kvantitativna promena fizičkih, hemijskih i bioloških komponenata životne sredine (voda, vazduh, zemljište, hrana), koja vodi ka narušavanju zakonitosti ekosistema. Zagađenje životne sredine po obimu, vrstama i posledicama već ima takve razmere da predstavlja opasnost za čitavo čovečanstvo.

Do naglog zagađenja životne sredine došlo je pre svega zbog:

• sve većeg korišćenja prirodnih bogatstava,
• proizvodnje raznih hemijskih jedinjenja,
• velike upotrebe novih sintetičkih materijala, koji se ne mogu razgraditi biološkim i fizičkim metodama,
• sve veće upotrebe zaštitnih sredstava u industrijskoj proizvodnji i tehnologiji hrane (aditivi i pesticidi) ,
• brzog i nekontrolisanog porasta ljudske populacije, a posebno urbane i
• razvoja industrije.

Prema poreklu nastanka izvore zagađenja možemo podeliti na: prirodne i veštačke (antropogene).

• Prema hemijskoj strukturi zagađivači mogu biti: neorganskog i organskog sastava.
• Prema fizičkom stanju mogu biti: gasni, tečni i čvrsti.
• U odnosu na sredinu koju zagađuju mogu biti zagađivači: vazduha, zemljišta, objekata, hrane i vode.
• U odnosu na efekte dejstva zagađivači se mogu svrstati u zagađivače koji: deluju direktno na čoveka, utiču na atmosferske procese, procese u vodi i zemljištu, izazivaju koroziju, deluju na domaće i divlje životinje, biljke i razne objekte.

Opstanak mnogih biljnih i životinjskih vrsta danas je ugrožen, mnoge se nalaze pred iščezavanjem, a veliki broj je zauvek nestao. Prvi i veoma značajan korak u ostvarivanju zaštite jeste evidentiranje ugroženih vrsta flore i faune. Tome služe Crvene knjige (liste). One predstavljaju naučno-stručne publikacije u kojima su navedene sve vrste organizama koje podležu zaštiti prema međunarodnoj klasifikaciji stepena ugroženosti:

• vrste pred istrebljenjem;
• vrste u opasnosti od istrebljenja;
• ranjive (osetljive vrste);
• retke vrste.

Retke i ugrožene vrste su zaštićene zakonom. Proglašavanjem njihovih staništa za stroge prirodne rezervate, u kojima vlada poseban režim i u kojima je aktivnost ljudi svedena na najmanju meru, predstavlja najefikasniji način zaštite ugroženih vrsta. Najsloženiji, ali i najobuhvatniji oblik zaštite prirode su nacionalni parkovi, u čijem se okviru nalazi veći broj rezervata.

U svetu je takođe formirana i Crna knjiga u kojoj je popis više hiljada vrsta biljaka i životinja koje je čovek, nažalost, istrebio svojim bahatim, pohlepnim i nemarnim ponašanjem. Da bi se zaštitile retke i ugrožene organske vrste osnovni uslov je zaštita njihovih prirodnih staništa, što se ostvaruje na više načina:

Evidentiranje ugroženih vrsta kroz, već pomenute, Crvene knjige;

• zaštita Zakonom;
• proglašavanje staništa zaštićenih vrsta za stroge prirodne rezervate gde je aktivnost čoveka minimalna
• formiranje nacionalnih parkova kao najobuhvatniji vid zaštite.

Vidi još

• Ekoton, granična oblast između dva susedna ekosistema

Literatura

• Odum, Eugene P (1971). Fundamentals of Ecology (third izd.). New York: Saunders. ISBN 978-0-534-42066-6. 
• Janković, M., Đorđević, V: Primenjena ekologija, Naučna knjiga, Beograd, 1981.
• Đukanović, Mara: Ekološki izazov, Beograd, 1991.
• Stanković, S: Ekologija životinja, Beograd, 1979.
• Janković, M: Fitoekologija, Beograd, 1986.
• Dmitar Lakušić, Slobodan Jovanović: “Biologija za 8. razred osnovne škole” – Zavod za udžbenike, Beograd, 2010
• Podolinsky S (2004). „Socialism and the Unity of Physical Forces”. Organization & Environment. 17 (1): 61—75. S2CID 144332347. doi:10.1177/1086026603262092. 
• Weiner DR (2000). Models of Nature: Ecology, Conservation and Cultural Revolution in Soviet Russia. U.S.: University of Pittsburgh Press. 
• Levin, Simon A. (2013). Encyclopedia of Biodiversity. ACADEMIC PressINC. ISBN 978-0-12-384719-5. 
• Lévêque, Christian; Mounolou, Jean-Claude (16. 1. 2004). Biodiversity. Wiley. ISBN 978-0-470-84957-6. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Margulis, Lynn; Schwartz, Karlene V.; Dolan, Michael (1999). Diversity of Life: The Illustrated Guide to the Five Kingdoms. Sudbury: Jones & Bartlett Publishers. ISBN 978-0-7637-0862-7. 
• Markov, A. V.; Korotayev, A. V. (2007). „Phanerozoic marine biodiversity follows a hyperbolic trend”. Palaeoworld. 16 (4): 311—318. doi:10.1016/j.palwor.2007.01.002. 
• Moustakas, A.; Karakassis, I. (2008). „A geographic analysis of the published aquatic biodiversity research in relation to the ecological footprint of the country where the work was done”. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 23 (6): 737—748. S2CID 121649697. doi:10.1007/s00477-008-0254-2. 
• Novacek, Michael J. (2001). The Biodiversity Crisis: Losing what Counts. New Press. ISBN 978-1-56584-570-1. 
• D+C-Interview with Achim Steiner, UNEP: "Our generation's responsibility"
• Mora, C.; Tittensor, D. P.; Adl, S.; Simpson, A. G. B.; Worm, B. (2011). Mace, Georgina M, ur. „How Many Species Are There on Earth and in the Ocean?”. PLOS Biology. 9 (8): e1001127. PMC 3160336 . PMID 21886479. doi:10.1371/journal.pbio.1001127. 
• Pereira, H. M.; Navarro, L. M.; Martins, I. S. S. (2012). „Global Biodiversity Change: The Bad, the Good, and the Unknown”. Annual Review of Environment and Resources. 37: 25—50. S2CID 154898897. doi:10.1146/annurev-environ-042911-093511. 
• Ripple WJ, Wolf C, Newsome TM, Galetti M, Alamgir M, Crist E, Mahmoud MI, Laurance WF (2017). „World Scientists' Warning to Humanity: A Second Notice”. BioScience. 67 (12): 1026—1028. doi:10.1093/biosci/bix125 . 
• Wilson, E. O. (2016). Half-Earth: Our Planet's Fight for Life. Liveright. ISBN 978-1-63149-082-8. 
• Adams, Simon; Lambert, David (2006). Earth Science: An illustrated guide to science. New York, NY: Chelsea House. ISBN 978-0-8160-6164-8. 
• Joseph P. Pickett (executive editor) (1992). American Heritage dictionary of the English language (4th izd.). Boston, MA: Houghton Mifflin Company. ISBN 978-0-395-82517-4. 
• Simison, W. Brian (2007-02-05). „The mechanism behind plate tectonics”. Pristupljeno 2007-11-17. 
• Smith, Gary A.; Pun, Aurora (2006). How Does the Earth Work? Physical Geology and the Process of Science. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-034129-7. 
• Oldroyd, David (2006). Earth Cycles: A historical perspective. Westport, CT: Greenwood Press. ISBN 978-0-313-33229-6. 

Spoljašnje veze

• Bio Net Škola
• Teaching about Ecosystems Arhivirano na sajtu Wayback Machine (19. jun 2009)
• Millennium Ecosystem Assessment (2005)
• A popularized version of the Millennium Ecosystem Assessment by GreenFacts.
• Bering Sea Climate and Ecosystem - current status
• Arctic Ecosystems and Climate: A Near Realtime Arctic Change website