Ein Ökosystem ist ein biologisches System, das aus allen lebenden Organismen oder biotic Bestandteilen in einem besonderen Gebiet und dem Nichtleben oder abiotischem Bestandteil besteht, mit dem die Organismen, wie Luft, Mineralboden, Wasser und Sonnenlicht aufeinander wirken. Schlüsselprozesse in Ökosystemen schließen die Festnahme der leichten Energie und des Kohlenstoff durch die Fotosynthese, die Übertragung von Kohlenstoff und Energie durch das Nahrungsmittelweb und der Ausgabe von Nährstoffen und Kohlenstoff durch die Zergliederung ein. Artenvielfalt betrifft Ökosystem-Wirkung, wie die Prozesse der Störung und Folge tun. Ökosysteme stellen eine Vielfalt von Waren und Dienstleistungen zur Verfügung, auf die Leute abhängen; die Grundsätze des Ökosystem-Managements weisen darauf hin, dass anstatt individueller Betriebsarten Bodenschätze am Niveau des Ökosystemes geführt werden sollten.

Übersicht

Ein Ökosystem besteht aus einer biologischen Gemeinschaft zusammen mit seiner abiotischen Umgebung, als ein System aufeinander wirkend. Während die Größe eines Ökosystemes nicht spezifisch definiert wird, umfasst sie gewöhnlich ein spezifisches, beschränktes Gebiet (obwohl es manchmal gesagt wird, dass sie den kompletten Planeten umfassen kann). Ökosysteme werden durch das Netz auf Wechselwirkungen unter Organismen, und zwischen Organismen und ihrer Umgebung definiert. Sie werden zusammen durch den Nährzyklus und Energiefluss verbunden.

Energie, Wasser, Stickstoff und Boden-Minerale sind andere wesentliche abiotische Bestandteile eines Ökosystemes. Die Energie, die durch Ökosysteme fließt, wird in erster Linie bei der Sonne erhalten. Es geht allgemein ins System durch die Fotosynthese, ein Prozess ein, der auch Kohlenstoff von der Atmosphäre gewinnt. Indem sie mit Werken und mit einander füttern, spielen Tiere eine wichtige Rolle in der Bewegung der Sache und Energie durch das System. Sie beeinflussen auch die Menge des Werks und der mikrobischen Biomasse-Gegenwart. Durch das Brechen toter organischer Sache veröffentlichen Zersetzer Kohlenstoff zurück zur Atmosphäre und erleichtern das Nährradfahren durch das Umwandeln von Nährstoffen, die in der toten Biomasse zurück zu einer Form versorgt sind, die von Werken und anderen Mikroben sogleich verwendet werden kann.

Ökosysteme werden sowohl von inneren als auch äußerlichen Faktoren kontrolliert. Außenfaktoren, auch genannt Zustandfaktoren, kontrollieren die gesamte Struktur ein Ökosystem und die Weise, wie Dinge innerhalb ihrer arbeiten, aber nicht selbst unter Einfluss des Ökosystemes sind. Der wichtigste von diesen ist Klima. Klima bestimmt den biome, in dem das Ökosystem eingebettet wird. Niederschlag-Muster und Temperatur seasonality bestimmen den Betrag von Wasser, das für das Ökosystem und die Versorgung der Energie verfügbar ist, verfügbar (durch das Beeinflussen der Fotosynthese). Elternteilmaterial, das zu Grunde liegende geologische Material, das Böden verursacht, bestimmt die Natur der Boden-Gegenwart, und beeinflusst die Versorgung von Mineralnährstoffen. Topografie kontrolliert auch Ökosystem-Prozesse durch das Beeinflussen von Dingen wie Mikroklima, Boden-Entwicklung und die Bewegung von Wasser durch ein System. Das kann der Unterschied zwischen der Ökosystem-Gegenwart im Feuchtgebiet sein, das in einer kleinen Depression auf der Landschaft und einer Gegenwart auf einem angrenzenden steilen Hang gelegen ist.

Andere Außenfaktoren, die eine wichtige Rolle in der Ökosystem-Wirkung spielen, schließen Zeit und Potenzial biota ein. Zeit spielt eine Rolle in der Entwicklung von Boden vom bloßen Felsen und der Wiederherstellung einer Gemeinschaft von der Störung. Ähnlich kann der Satz von Organismen, die in einem Gebiet potenziell da sein können, auch einen Haupteinfluss auf Ökosysteme haben. Ökosysteme in ähnlichen Umgebungen, die in verschiedenen Teilen der Welt gelegen werden, können damit enden, Sachen sehr verschieden einfach zu machen, weil sie verschiedene Lachen der Art-Gegenwart haben. Die Einführung der nichtheimischen Arten kann wesentliche Verschiebungen in der Ökosystem-Funktion verursachen.

Verschieden von Außenfaktoren kontrollieren innere Faktoren in Ökosystemen nicht nur Ökosystem-Prozesse, aber werden auch von ihnen kontrolliert. Folglich sind sie häufig Feed-Back-Schleifen unterworfen. Während die Quelleneingänge allgemein von Außenprozessen wie Klima und Elternteilmaterial kontrolliert werden, wird die Verfügbarkeit dieser Mittel innerhalb des Ökosystemes von inneren Faktoren wie Zergliederung, Wurzelkonkurrenz oder Schattierung kontrolliert. Andere Faktoren wie Störung, Folge oder die Typen der Art-Gegenwart sind auch innere Faktoren. Menschliche Tätigkeiten sind in fast allen Ökosystemen wichtig. Obwohl Menschen bestehen und innerhalb von Ökosystemen funktionieren, sind ihre kumulativen Effekten groß genug, um Außenfaktoren wie Klima zu beeinflussen.

Geschichte und Entwicklung

Arthur Tansley, ein britischer Ökologe, war die erste Person, um den Begriff "Ökosystem" in einer veröffentlichten Arbeit zu gebrauchen. Tansley hat das Konzept ausgedacht, um Aufmerksamkeit auf die Wichtigkeit von Übertragungen von Materialien zwischen Organismen und ihrer Umgebung zu lenken. Er hat später den Begriff raffiniert, es als "Das ganze System, … einschließlich nicht nur der Organismus-Komplex, sondern auch der ganze Komplex des physischen Faktor-Formens beschreibend, was wir die Umgebung nennen". Tansley hat Ökosysteme nicht einfach als natürliche Einheiten betrachtet, aber weil geistig isoliert. Tansley hat später das Raumausmaß von Ökosystemen definiert, die den Begriff ecotope gebrauchen.

G. Evelyn Hutchinson, ein Wegbahnen limnologist, wer ein Zeitgenosse von Tansley war, hat die Ideen von Charles Elton über die trophische Ökologie mit denjenigen von russischem geochemist Vladimir Vernadsky verbunden, um darauf hinzuweisen, dass die Mineralnährverfügbarkeit in einem See algal Produktion beschränkt hat, die abwechselnd den Überfluss an Tieren beschränken würde, die mit Algen füttern. Raymond Lindeman hat diese Ideen ein Schritt weiter genommen, um darauf hinzuweisen, dass der Fluss der Energie durch einen See der primäre Fahrer des Ökosystemes war. Die Studenten von Hutchinson, Brüder Howard T. Odum und Eugene P. Odum, haben weiter eine "Systemannäherung" an die Studie von Ökosystemen entwickelt, ihnen erlaubend, den Fluss der Energie und des Materials durch ökologische Systeme zu studieren.

Ökosystem-Prozesse

Energie und Kohlenstoff gehen in Ökosysteme durch die Fotosynthese ein, werden ins lebende Gewebe vereinigt, das anderen Organismen übertragen ist, die mit dem Leben und der toten Pflanzensache, und schließlich veröffentlicht durch die Atmung füttern. Die meisten Mineralnährstoffe werden andererseits innerhalb von Ökosystemen wiederverwandt.

Primäre Produktion

Primäre Produktion ist die Produktion der organischen Sache von anorganischen Kohlenstoff-Quellen. Überwältigend kommt das durch die Fotosynthese vor. Die durch diesen Prozess vereinigte Energie unterstützt Leben auf der Erde, während der Kohlenstoff viel von der organischen Sache im Leben und der toten Biomasse, dem Boden-Kohlenstoff und den fossilen Brennstoffen zusammensetzt. Es steuert auch den Kohlenstoff-Zyklus, der globales Klima über den Treibhauseffekt beeinflusst.

Durch den Prozess der Fotosynthese gewinnen Werke Energie vom Licht und verwenden es, um Kohlendioxyd und Wasser zu verbinden, um Kohlenhydrate und Sauerstoff zu erzeugen. Die Fotosynthese, die von allen Werken in einem Ökosystem ausgeführt ist, wird die grobe primäre Produktion (GPP) genannt. Ungefähr 48-60 % des GPP werden in der Pflanzenatmung verbraucht. Der Rest, dieser Teil von GPP, der durch die Atmung nicht verbraucht wird, ist als die primäre Nettoproduktion (NPP) bekannt. Gesamtfotosynthese wird durch eine Reihe von Umweltfaktoren beschränkt. Diese schließen den Betrag des Lichtes verfügbar, den Betrag des Blatt-Gebiets ein ein Werk muss Licht gewinnen (ist die Schattierung durch andere Werke eine Hauptbeschränkung der Fotosynthese), Rate, an der Kohlendioxyd den Chloroplasten geliefert werden kann, um Fotosynthese, die Verfügbarkeit von Wasser und die Verfügbarkeit von passenden Temperaturen zu unterstützen, um Fotosynthese auszuführen.

Energiefluss

Der Kohlenstoff und die Energie, die in Pflanzengewebe (primäre Nettoproduktion) vereinigt ist, werden entweder von Tieren verbraucht, während das Werk lebendig ist, oder es ungegessen bleibt, wenn das Pflanzengewebe stirbt und Geröll wird. In Landökosystemen enden ungefähr 90 % des NPP damit, durch Zersetzer gebrochen zu werden. Der Rest wird entweder von Tieren verbraucht, während noch lebendig und ins pflanzenbasierte trophische System eingeht, oder es verbraucht wird, nachdem es gestorben ist, und ins Geröll-basierte trophische System eingeht. In Wassersystemen ist das Verhältnis der Pflanzenbiomasse, die von Pflanzenfressern verbraucht wird, viel höher.

In trophischen Systemen sind photosynthetische Organismen die primären Erzeuger. Die Organismen, die ihre Gewebe verbrauchen, werden primäre Verbraucher oder sekundäre Erzeuger — Pflanzenfresser genannt. Organismen, die mit Mikroben füttern (Bakterien und Fungi) werden microbivores genannt. Tiere, die mit primären Verbrauchern — Fleischfressern füttern — sind sekundäre Verbraucher. Jeder von diesen setzt ein trophisches Niveau ein. Die Folge des Verbrauchs — vom Werk bis Pflanzenfresser, zum Fleischfresser — bildet eine Nahrungsmittelkette. Echte Systeme sind viel komplizierter als das — Organismen werden allgemein mit mehr als einer Form des Essens füttern, und können an mehr als einem trophischem Niveau fressen. Fleischfresser können eine Beute gewinnen, die ein Teil eines pflanzenbasierten trophischen Systems und anderer sind, die ein Teil eines Geröll-basierten trophischen Systems sind (ein Vogel, der sowohl mit pflanzenfressenden Grashüpfern als auch mit Regenwürmern füttert, die Geröll verbrauchen). Echte Systeme, mit allen diesen Kompliziertheiten, bilden Nahrungsmittelweb aber nicht Nahrungsmittelketten.

Zergliederung

Der Kohlenstoff und die Nährstoffe in der toten organischen Sache werden von einer Gruppe von als Zergliederung bekannten Prozessen gebrochen. Das veröffentlicht Nährstoffe, die dann für das Werk und die mikrobische Produktion und das Rückkohlendioxyd zur Atmosphäre wiederverwendet werden können (oder Wasser), wo es für die Fotosynthese verwendet werden kann. Ohne Zergliederung würde tote organische Sache in einem Ökosystem und Nährstoffen anwachsen, und atmosphärisches Kohlendioxyd würde entleert. Etwa 90 % von irdischem NPP gehen direkt vom Werk bis Zersetzer.

Zergliederungsprozesse können in drei Kategorien — das Durchfiltern, die Zersplitterung und die chemische Modifizierung des toten Materials getrennt werden. Als sich Wasser durch die tote organische Sache bewegt, löst es auf und trägt damit die wasserlöslichen Bestandteile. Diese werden dann durch Organismen im Boden aufgenommen, reagieren mit Mineralboden, oder werden außer den Grenzen des Ökosystemes transportiert (und werden "verloren" dagegen betrachtet). Kürzlich haben Hütte-Blätter und kürzlich tote Tiere hohe Konzentrationen von wasserlöslichen Bestandteilen, und schließen Zucker, Aminosäuren und Mineralnährstoffe ein. Das Durchfiltern ist in nassen Umgebungen wichtiger, und in trockenen viel weniger wichtig.

Zersplitterungsprozesse brechen organisches Material in kleinere Stücke, neue Oberflächen für die Kolonisation durch Mikroben ausstellend. Frisch kann Hütte-Blatt-Sänfte wegen einer Außenschicht der Nagelhaut oder des Rindes unzugänglich sein, und Zellinhalt wird durch eine Zellwand geschützt. Kürzlich tote Tiere können durch ein Hautskelett bedeckt werden. Zersplitterungsprozesse, die diese Schutzschichten durchbrechen, beschleunigen die Rate der mikrobischen Zergliederung. Tierbruchstück-Geröll, als sie für das Essen jagen, wie Durchgang durch die Eingeweide tut. Zyklen des Stopp-Tauens und Zyklen der Befeuchtung und auch Bruchstück totes Material austrocknend.

Die chemische Modifizierung der toten organischen Sache wird in erster Linie durch die Bakterien- und Pilzhandlung erreicht. Pilzartige hyphae erzeugen Enzyme, die die zähen Außenstrukturen durchbrechen können, die totes Pflanzenmaterial umgeben. Sie erzeugen auch Enzyme, die lignin brechen, der ihnen Zugang sowohl zum Zellinhalt als auch zum Stickstoff im lignin erlaubt. Fungi können Kohlenstoff und Stickstoff durch ihre hyphal Netze und so verschieden von Bakterien übertragen, sind allein von lokal verfügbaren Mitteln nicht abhängig.

Zergliederungsraten ändern sich unter Ökosystemen. Die Rate der Zergliederung wird durch drei Sätze von Faktoren — die physische Umgebung (Temperatur, Feuchtigkeit und Boden-Eigenschaften), die Menge und Qualität des toten Materials geregelt, das für Zersetzer und die Natur der mikrobischen Gemeinschaft selbst verfügbar ist. Temperatur kontrolliert die Rate der mikrobischen Atmung; je höher die Temperatur, desto schneller mikrobische Zergliederung vorkommt. Es betrifft auch Boden-Feuchtigkeit, die mikrobisches Wachstum verlangsamt und das Durchfiltern reduziert. Zyklen des Stopp-Tauens betreffen auch Zergliederung — eiskalte Temperaturen töten Boden-Kleinstlebewesen, der erlaubt durchzufiltern, um eine wichtigere Rolle in sich bewegenden Nährstoffen zu spielen. Das kann besonders wichtig sein, weil der Boden im Frühling schmilzt, einen Puls von Nährstoffen schaffend, die verfügbar werden.

Zergliederungsraten sind unter sehr nassen oder sehr trockenen Bedingungen niedrig. Zergliederungsraten sind in nassen, feuchten Bedingungen mit entsprechenden Niveaus von Sauerstoff am höchsten. Nasse Böden neigen dazu, unzulänglich an Sauerstoff zu werden (das ist in Feuchtgebieten besonders wahr), der mikrobisches Wachstum verlangsamt. In trockenen Böden verlangsamt sich Zergliederung ebenso, aber Bakterien setzen fort (obgleich an einer langsameren Rate) sogar zu wachsen, nachdem Böden zu trocken werden, um Pflanzenwachstum zu unterstützen. Wenn die Regenrückkehr und Böden nass werden, veranlasst der osmotische Anstieg zwischen den Bakterienzellen und dem Boden-Wasser die Zellen, Wasser schnell zu gewinnen. Unter diesen Bedingungen platzen viele Bakterienzellen, einen Puls von Nährstoffen veröffentlichend. Zergliederungsraten neigen auch dazu, in acidic Böden langsamer zu sein. Böden, die an Tonmineralen reich sind, neigen dazu, niedrigere Zergliederungsraten, und so, höhere Niveaus der organischen Sache zu haben. Die kleineren Partikeln von Ton laufen auf eine größere Fläche hinaus, die Wasser halten kann. Je höher der Wasserinhalt eines Bodens, desto tiefer der Sauerstoff-Inhalt und folglich, tiefer die Rate der Zergliederung. Tonminerale binden auch Partikeln des organischen Materials zu ihrer Oberfläche, sie weniger zugänglich zu Mikroben machend. Die Boden-Störung wie tilling vergrößert Zergliederung durch die Erhöhung des Betrags von Sauerstoff im Boden und durch das Herausstellen neuer organischer Sache, um Mikroben zu beschmutzen.

Die Qualität und Menge des für Zersetzer verfügbaren Materials sind ein anderer Hauptfaktor, der die Rate der Zergliederung beeinflusst. Substanzen wie Zucker und Aminosäuren zersetzen sich sogleich und werden "labil" betrachtet. Zellulose und hemicellulose, die langsamer gebrochen werden, sind "gemäßigt labil". Zusammensetzungen, die gegen den Zerfall, wie lignin oder Einschnitt widerstandsfähiger sind, werden "widerspenstig" betrachtet. Die Sänfte mit einem höheren Verhältnis von labilen Zusammensetzungen zersetzt sich viel schneller, als wirklich mit einem höheren Verhältnis des widerspenstigen Materials wirft. Folglich zersetzen sich tote Tiere schneller als tote Blätter, die sich selbst schneller zersetzen als gefallene Zweige. Als organisches Material in den Boden-Altern, seinen Qualitätsabnahmen. Die labileren Zusammensetzungen zersetzen sich schnell, abreisend und Verhältnis des widerspenstigen Materials vergrößernd. Mikrobische Zellwände enthalten auch widerspenstige Materialien wie chitin, und diese wachsen auch an, weil die Mikroben sterben, weiter die Qualität von älterem Boden organische Sache reduzierend.

Das Nährradfahren

Ökosysteme tauschen ständig Energie und Kohlenstoff mit der breiteren Umgebung aus; Mineralnährstoffe werden größtenteils andererseits hin und her zwischen Werken, Tieren, Mikroben und dem Boden periodisch wiederholt. Der grösste Teil des Stickstoffs geht in Ökosysteme durch das biologische Stickstoff-Fixieren ein, wird durch den Niederschlag, den Staub, das Benzin abgelegt oder wird als Dünger angewandt. Da die meisten Landökosysteme Stickstoff-beschränkt werden, ist das Stickstoff-Radfahren eine wichtige Kontrolle auf der Ökosystem-Produktion.

Bis zu den modernen Zeiten war Stickstoff-Fixieren die Hauptquelle des Stickstoffs für Ökosysteme. Stickstoff-Befestigen-Bakterien entweder leben symbiotisch mit Werken, oder lebend frei im Boden. Die energischen Kosten sind für Werke hoch, die Stickstoff-Befestigen symbionts — nicht weniger als 25 % von GPP, wenn gemessen, in kontrollierten Bedingungen unterstützen. Viele Mitglieder der Hülsenfrucht-Pflanzenfamilie unterstützen Stickstoff-Befestigen symbionts. Einige cyanobacteria sind auch zum Stickstoff-Fixieren fähig. Das sind phototrophs, die Fotosynthese ausführen. Wie andere Stickstoff befestigende Bakterien können sie entweder liederlich sein oder symbiotische Beziehungen mit Werken haben. Andere Quellen des Stickstoffs schließen saure Absetzung ein, die durch das Verbrennen von fossilen Brennstoffen, Ammoniak-Benzin erzeugt ist, das von landwirtschaftlichen Feldern verdampft, die Dünger auf sie und Staub anwenden lassen haben. Anthropogener Stickstoff gibt Rechnung für ungefähr 80 % aller Stickstoff-Flüsse in Ökosystemen ein.

Wenn Pflanzengewebe verschüttet werden oder gegessen werden, wird der Stickstoff in jenen Geweben verfügbar für Tiere und Mikroben. Mikrobische Zergliederung veröffentlicht Stickstoffverbindungen von der toten organischen Sache im Boden, wo sich Werke, Fungi und Bakterien darum bewerben. Einige Boden-Bakterien verwenden organische Stickstoff enthaltende Zusammensetzungen als eine Quelle von Kohlenstoff, und veröffentlichen Ammonium-Ionen in den Boden. Dieser Prozess ist als Stickstoff mineralization bekannt. Andere wandeln Ammonium zu nitrite und Nitrat-Ionen, ein als Nitrierung bekannter Prozess um. Stickstoff-Oxyd- und Stickoxyd wird auch während der Nitrierung erzeugt. Unter am Stickstoff reichen und mit dem Sauerstoff schlechten Bedingungen werden Nitrate und nitrites zu Stickstoff-Benzin, ein als Entstickung bekannter Prozess umgewandelt.

Andere wichtige Nährstoffe schließen Phosphor, Schwefel, Kalzium, Kalium, Magnesium und Mangan ein. Phosphor geht in Ökosysteme durch die Verwitterung ein. Da Ökosysteme alt werden, vermindert sich diese Versorgung, Phosphor-Beschränkung üblicher in älteren Landschaften (besonders in den Wendekreisen) machend. Kalzium und Schwefel werden auch durch die Verwitterung erzeugt, aber saure Absetzung ist eine wichtige Quelle des Schwefels in vielen Ökosystemen. Obwohl Magnesium und Mangan durch die Verwitterung, Austausch zwischen Boden organische Sache und das Leben erzeugt werden, sind Zellen für einen bedeutenden Teil von Ökosystem-Flüssen verantwortlich. Kalium wird in erster Linie zwischen lebenden Zellen und Boden organische Sache periodisch wiederholt.

Funktion und Artenvielfalt

Ökosystem-Prozesse sind breite Generalisationen, die wirklich durch die Handlungen von individuellen Organismen stattfinden. Die Natur der Organismen — die Arten, funktionellen Gruppen und trophischen Niveaus, denen sie gehören — diktieren die Sorten von Handlungen diese Personen sind zum Ausführen und der Verhältnisleistungsfähigkeit fähig, mit der sie so tun. So werden Ökosystem-Prozesse durch die Zahl der Arten in einem Ökosystem, der genauen Natur jeder individuellen Art und den Verhältnisüberfluss-Organismen innerhalb dieser Arten gesteuert. Artenvielfalt spielt eine wichtige Rolle in der Ökosystem-Wirkung.

Ökologische Theorie weist darauf hin, dass, um zu koexistieren, Arten ein Niveau haben müssen, Ähnlichkeit zu beschränken — müssen sie von einander auf eine grundsätzliche Weise verschieden sein, sonst würde eine Art den anderen konkurrenzfähig ausschließen. Trotzdem ist die kumulative Wirkung der zusätzlichen Arten in einem Ökosystem nicht geradlinig — zusätzliche Arten können Stickstoff-Retention, zum Beispiel, aber außer einem Niveau des Art-Reichtums erhöhen, zusätzliche Arten können wenig zusätzliche Wirkung haben. Die Hinzufügung (oder Verlust) Arten, die denjenigen bereits ökologisch ähnlich sind, präsentiert in einem Ökosystem neigt dazu, nur eine kleine Wirkung auf die Ökosystem-Funktion zu haben. Ökologisch verschiedene Arten haben andererseits eine viel größere Wirkung. Ähnlich haben dominierende Arten einen großen Einfluss auf Ökosystem-Funktion, während seltene Arten dazu neigen, eine kleine Wirkung zu haben. Schlussstein-Arten neigen dazu, eine Wirkung auf die Ökosystem-Funktion zu haben, die zu ihrem Überfluss in einem Ökosystem unverhältnismäßig ist.

Ökosystem-Waren und Dienstleistungen

Ökosysteme stellen eine Vielfalt von Waren und Dienstleistungen zur Verfügung, auf die Leute abhängen. Ökosystem-Waren schließen die "greifbaren, materiellen Produkte" von Ökosystem-Prozessen — Essen, Aufbau materielle, medizinische Werke — zusätzlich zu weniger greifbaren Sachen wie Tourismus und Unterhaltung und Gene von wilden Werken und Tieren ein, die verwendet werden können, um Innenarten zu verbessern. Ökosystem-Dienstleistungen sind andererseits allgemein "Verbesserungen in der Bedingung oder Position von Dingen des Werts". Diese schließen Dinge wie die Wartung von hydrologischen Zyklen ein, Luft und Wasser, die Wartung von Sauerstoff in der Atmosphäre reinigend, schneiden Befruchtung und sogar Dinge wie Schönheit, Inspiration und Gelegenheiten für die Forschung ab. Während Ökosystem-Waren traditionell anerkannt worden sind als, die Basis für Dinge des Wirtschaftswerts zu sein, neigen Ökosystem-Dienstleistungen dazu, als selbstverständlich betrachtet zu werden. Während die ursprüngliche Definition der Tageszeitung von Gretchen, die zwischen Ökosystem-Waren und Ökosystem-Dienstleistungen, Robert Costanza und der späteren Arbeit von Kollegen und dieser der Millennium-Ökosystem-Bewertung bemerkenswert ist, alle von diesen als "Ökosystem-Dienstleistungen" zusammengelegt hat.

Ökosystem-Management

Wenn Bodenschätze-Management auf ganze Ökosysteme, aber nicht einzelne Arten angewandt wird, ist es genanntes Ökosystem-Management. Eine Vielfalt von Definitionen besteht:F. Stuart Chapin und Mitverfasser definieren es als "die Anwendung der ökologischen Wissenschaft zum Quellenmanagement, um langfristige Nachhaltigkeit von Ökosystemen und die Übergabe von wesentlichen Ökosystem-Waren und Dienstleistungen zu fördern", während Norman Christensen und Mitverfasser es als "Management definiert haben, das durch ausführliche Absichten gesteuert ist, die durch Policen, Protokolle und Methoden durchgeführt sind, und anpassungsfähig gemacht haben, indem sie kontrolliert haben und Forschung, die auf unserem besten Verstehen der ökologischen Wechselwirkungen, gestützt ist, und notwendig in einer Prozession geht, um Ökosystem Struktur und Funktion" und Peter Brussard stützen, und Kollegen es als "Betriebsgebiete an verschiedenen Skalen auf solche Art und Weise definiert haben, dass Ökosystem-Dienstleistungen und biologische Mittel bewahrt werden, während passender menschlicher Gebrauch und Optionen für den Lebensunterhalt gestützt werden".

Obwohl Definitionen des Ökosystem-Managements im Überfluss sind, gibt es ein Standardset von Grundsätzen, die diesen Definitionen unterliegen. Ein grundsätzlicher Grundsatz ist die langfristige Nachhaltigkeit der Produktion von Waren und Dienstleistungen durch das Ökosystem; "Intergenerational-Nachhaltigkeit [ist] eine Vorbedingung für das Management, nicht ein nachträglicher Einfall". Es verlangt auch klare Absichten in Bezug auf zukünftige Schussbahnen und Handlungsweisen des Systems, das wird führt. Andere wichtige Voraussetzungen schließen ein gesundes ökologisches Verstehen des Systems, einschließlich des Zusammenhangs, der ökologischen Dynamik und des Zusammenhangs ein, in dem das System eingebettet wird. Andere wichtige Grundsätze schließen ein Verstehen der Rolle von Menschen als Bestandteile der Ökosysteme und der Gebrauch des anpassungsfähigen Managements ein. Während Ökosystem-Management als ein Teil eines Plans für die Wildnis-Bewahrung verwendet werden kann, kann es auch in intensiv geführten Ökosystemen verwendet werden (sieh zum Beispiel, agroecosystems und in der Nähe von der Natur-Forstwirtschaft).

Ökosystem-Dynamik

Ökosysteme sind dynamische Entitäten — unveränderlich, sie sind periodischen Störungen unterworfen und sind im Prozess, sich von etwas voriger Störung zu erholen. Wenn ein Ökosystem einer Art Unruhe unterworfen ist, antwortet es durch das Abrücken von seinem anfänglichen Staat. Die Tendenz eines Systems, in der Nähe von seinem Gleichgewicht-Staat trotz dieser Störung zu bleiben, wird sein Widerstand genannt. Andererseits wird die Geschwindigkeit, mit der es zu seinem anfänglichen Staat nach der Störung zurückkehrt, seine Elastizität genannt.

Von einem Jahr zu einem anderen erfahren Ökosysteme Schwankung in ihrem biotic und abiotischen Umgebungen. Ein Wassermangel ein besonders kalter Winter und ein Pest-Ausbruch setzen alle Kurzzeitveränderlichkeit in Umweltbedingungen ein. Tierbevölkerungen ändern sich von Jahr zu Jahr, sich während quellenreicher Perioden entwickelnd und abstürzend, weil sie über ihre Nahrungsmittelversorgung hinausschießen. Diese Änderungen erschöpfen in Änderungen in NPP, Zergliederungsraten und anderen Ökosystem-Prozessen. Längerfristige Änderungen gestalten auch Ökosystem-Prozesse — die Wälder des östlichen Nordamerikas zeigen noch Vermächtnisse der Kultivierung, die vor 200 Jahren aufgehört hat, während die Methan-Produktion in sibirischen Ostseen von der organischen Sache kontrolliert wird, die während des Pleistozäns angewachsen hat.

Störung spielt auch eine wichtige Rolle in ökologischen Prozessen. F. Stuart Chapin und Mitverfasser definieren Störung als "ein relativ getrenntes Ereignis rechtzeitig und Raum, der die Struktur von Bevölkerungen, Gemeinschaften und Ökosystemen verändert und Änderungen in der Mittel-Verfügbarkeit oder der physischen Umgebung verursacht". Das kann sich von Baumfällen und Kerbtier-Ausbrüchen zu Orkanen und verheerenden Feuern zu vulkanischen Ausbrüchen erstrecken und kann große Änderungen im Werk, dem Tier und den Mikrobe-Bevölkerungen, ebenso Boden organischer Sache-Inhalt verursachen. Störung wird von der Folge, einer "Richtungsänderung in der Ökosystem-Struktur gefolgt und fungierend, sich biotically gesteuerte Änderungen in der Mittel-Versorgung ergebend."

Die Frequenz und Strenge der Störung bestimmen die Weise, wie es Ökosystem-Funktion zusammenpresst. Die Hauptstörung wie ein vulkanischer Ausbruch oder Eisfortschritt und Rückzug lässt Böden zurück, die an Werken, Tieren oder organischer Sache Mangel haben. Ökosysteme, die Störungen erfahren, die sich trennen, erleben primäre Folge. Die weniger strenge Störung wie Waldfeuer, Orkane oder Kultivierung läuft auf sekundäre Folge hinaus. Strengere Störung und häufigere Störung resultieren in längeren Wiederherstellungszeiten. Ökosysteme genesen schneller von weniger strengen Störungsereignissen.

Die frühen Stufen der primären Folge werden durch Arten mit kleinem propagules beherrscht (Samen und Sporen), der lange Entfernungen verstreut werden kann. Die frühen Kolonisatoren — häufig Algen, cyanobacteria und Flechten — stabilisieren das Substrat. Stickstoff-Bedarf wird in neuen Böden beschränkt, und Stickstoff befestigende Arten neigen dazu, eine wichtige Rolle früh in der primären Folge zu spielen. Unterschiedlich in der primären Folge sind die Arten, die sekundäre Folge beherrschen, gewöhnlich vom Anfang des Prozesses häufig in der Boden-Samen-Bank da. In einigen Systemen entsprechen die nachfolgenden Pfade ziemlich, und so, sind leicht vorauszusagen. In anderen gibt es viele mögliche Pfade — zum Beispiel, die eingeführte Stickstoff befestigende Hülsenfrucht, Myrica faya, verändert nachfolgende Schussbahnen in Wäldern von Hawai'ian.

Der theoretische Ökologe Robert Ulanowicz hat Informationstheorie-Werkzeuge verwendet, um die Struktur von Ökosystemen zu beschreiben, gegenseitige Information (Korrelationen) in studierten Systemen betonend. Sich auf diese Methodik und vorherige Beobachtungen von komplizierten Ökosystemen stützend, zeichnet Ulanowicz Annäherungen an die Bestimmung der Betonungsniveaus auf Ökosystemen und dem Voraussagen von Systemreaktionen zu definierten Typen der Modifizierung in ihren Einstellungen (solcher, wie vergrößert oder reduziert Energiefluss und eutrophication.

Ökosystem-Ökologie

Ökosystem-Ökologie studiert "den Fluss der Energie und Materialien durch Organismen und die physische Umgebung". Es bemüht sich, die Prozesse zu verstehen, die die Lager des Materials und der Energie in Ökosystemen und des Flusses der Sache und Energie durch sie regeln. Die Studie von Ökosystemen kann 10 Größenordnungen von den Oberflächenschichten von Felsen zur Oberfläche des Planeten bedecken.

Es gibt keine einzelne Definition dessen, was ein Ökosystem einsetzt. Deutscher Ökologe Ernst-Detlef Schulze und Mitverfasser haben ein Ökosystem als ein Gebiet definiert, das "Uniform bezüglich des biologischen Umsatzes ist, und alle Flüsse oben und unter dem Grundbereich unter der Rücksicht enthält." Sie weisen ausführlich den Gebrauch von Gene Likens des kompletten Flussauffangens als "eine zu breite Abgrenzung" zurück, um ein einzelnes Ökosystem in Anbetracht des Niveaus der Heterogenität innerhalb solch eines Gebiets zu sein. Andere Autoren haben vorgeschlagen, dass ein Ökosystem ein viel größeres Gebiet, sogar der ganze Planet umfassen kann. Schulze und Mitverfasser haben auch die Idee zurückgewiesen, dass ein einzelner faulender Klotz als ein Ökosystem studiert werden konnte, weil die Größe der Flüsse zwischen dem Klotz und seinen Umgebungen hinsichtlich der Verhältnis-Zyklen innerhalb des Klotzes zu groß ist. Der Philosoph der Wissenschaft Mark Sagoff denkt den Misserfolg, "die Art des Gegenstands zu definieren, den es studiert", um ein Hindernis für die Entwicklung der Theorie in der Ökosystem-Ökologie zu sein.

Ökosysteme können durch eine Vielfalt von Annäherungen — theoretische Studien, Studien studiert werden, die spezifische Ökosysteme im Laufe langer Zeiträume der Zeit, diejenigen kontrollieren, die auf Unterschiede zwischen Ökosystemen schauen, um aufzuhellen, wie sie arbeiten und direktes Manipulationsexperimentieren. Studien können an einer Vielfalt von Skalen, vom Mikrokosmos und mesocosms ausgeführt werden, die als vereinfachte Darstellungen von Ökosystemen durch Studien des ganzen Ökosystemes dienen. Amerikanischer Ökologe Stephen R. Carpenter hat behauptet, dass Mikrokosmos-Experimente "irrelevant und Ablenkungs-sein können", wenn sie in Verbindung mit an der Ökosystem-Skala ausgeführten Feldstudien nicht ausgeführt werden, weil Mikrokosmos-Experimente häufig scheitern, Dynamik des Ökosystem-Niveaus genau vorauszusagen.

Die Bach-Ökosystem-Studie von Hubbard, die in den Weißen Bergen, New Hampshire 1963 gegründet ist, war der erste erfolgreiche Versuch, eine komplette Wasserscheide als ein Ökosystem zu studieren. Die Studie hat Strom-Chemie als ein Mittel verwendet, Ökosystem-Eigenschaften zu kontrollieren, und hat ein ausführliches biogeochemical Modell des Ökosystemes entwickelt. Die langfristige Forschung an der Seite hat zur Entdeckung des sauren Regens in Nordamerika 1972 geführt und ist im Stande gewesen, die folgende Erschöpfung von Boden cations (besonders Kalzium) im Laufe der nächsten mehreren Jahrzehnte zu dokumentieren.

Klassifikation

Das Einteilen von Ökosystemen in ökologisch homogene Einheiten ist ein wichtiger Schritt zum wirksamen Ökosystem-Management. Eine Vielfalt von Systemen, besteht gestützt auf dem Vegetationsdeckel, der entfernten Abfragung und den bioclimatic Klassifikationssystemen. Amerikanischer Geograph Robert Bailey definiert eine Hierarchie von Ökosystem-Einheiten im Intervall von Mikroökosystemen (individuelle homogene Seiten, auf der Ordnung im Gebiet), durch mesoecosystems (Landschaft-Mosaiken, auf der Ordnung) zu Makroökosystemen (ecoregions, auf der Ordnung).

Außenhof hat fünf verschiedene Methoden entworfen, um Ökosysteme zu identifizieren: Gestalt ("ein Ganzer, der durch beträchtliche von seinen Teilen nicht abgeleitet wird"), in dem Gebiete anerkannt werden und Grenzen gezogen intuitiv; ein Karte-Bedeckungssystem, wo auf verschiedenen Schichten wie Geologie, landforms und Boden-Typen gelegen wird, um Ökosysteme zu identifizieren; das Mulitvariate-Sammeln von Seite-Attributen; Digitalbildverarbeitung entfernt gefühlter Daten, die Gebiete gruppieren, die auf ihrem Äußeren oder anderen geisterhaften Eigenschaften gestützt sind; oder durch eine "Steuern-Faktor-Methode", wo eine Teilmenge von Faktoren (wie Böden, Klima, Vegetationsphysiognomie oder der Vertrieb des Werks oder der Tierarten) von einer großen Reihe von möglichen ausgewählt werden, werden verwendet, um Ökosysteme zu skizzieren. Im Vergleich mit der Methodik des Außenhofs haben puerto-ricanischer Ökologe Ariel Lugo und Mitverfasser zehn Eigenschaften eines wirksamen Klassifikationssystems identifiziert: Dass es, auf georeferenced, quantitativen Daten basieren; dass es Subjektivität minimieren und ausführlich Kriterien und Annahmen identifizieren sollte; dass es um die Faktoren dieses Laufwerk-Ökosystem Prozesse strukturiert werden sollte; dass es die hierarchische Natur von Ökosystemen widerspiegeln sollte; dass es flexibel genug sein sollte, um sich den verschiedenen Skalen anzupassen, an denen Ökosystem-Management funktioniert; dass es an zuverlässige Maßnahmen des Klimas gebunden werden sollte, so dass es "anticipat [e] globale Klimaveränderung kann; dass es, weltweit anwendbar sein; dass es gegen unabhängige Daten gültig gemacht werden sollte; dass es die manchmal komplizierte Beziehung zwischen dem Klima, der Vegetation und der Ökosystem-Wirkung in Betracht zieht; und das, das es im Stande sein sollte, anzupassen und als neue Daten zu verbessern, wird verfügbar.

Beispiele von Ökosystemen

• Agroecosystem
• Wasserökosystem
• Chaparral
• Korallenriff
• Wüste
• Wald
• Größeres Yellowstone Ökosystem
• Menschliches Ökosystem
• Großes Seeökosystem
• Küstenzone
• Lotic
• Seeökosystem
• Prärie
• Regenwald
• Uferzone
• Savanne
• Steppe
• Unterirdischer Lithoautotrophic mikrobisches Ökosystem
• Taiga
• Tundra
• Städtisches Ökosystem

Siehe auch

• Artenvielfalt-Handlungsplan
• Biosphäre
• Biosphäre 2
• Kompliziertes System
• Erdwissenschaft
• Ökologische Volkswirtschaft
• Ecotope
• Menschliche Ökologie
• Angreifende Arten
• Landschaft-Ökologie
• Bericht von Leopold
• Natürliche Landschaft
• Bodenschätze
• Neuartiges Ökosystem
• Raumschiff-Erde

Referenzen

Literatur zitiert

Weiterführende Literatur

• Ökologische Gesellschaft Amerikas, Ecosystem Services, am 25. Mai 2007
• Lawton, John H., Was Tun Arten in Ökosystemen? Oikos, Dezember 1994. vol.71, Nr. 3.
• Lindeman, R.L. 1942. Der trophisch-dynamische Aspekt der Ökologie. Ökologie '23': 399-418.
• Modlin, Richard F. 2011. "Ökosysteme". Enzyklopädie von Umweltproblemen. Hochwürdiger. Hrsg. Ed Craig W. Allin. Pasadena: Salem Press. Seiten 415-417. Internationale Standardbuchnummer 9781587657375
• Ranganathan, J und Irwin, F. (2007, am 7. Mai). Wiederherstellung des Kapitals der Natur: Eine Handlungstagesordnung zu Sustain Ecosystem Services

Außenverbindungen

• Millennium-Ökosystem-Bewertung (2005)
• Der Staat der Ökosysteme der Nation (die Vereinigten Staaten).
• Klima von Beringmeer und Ökosystem (Aktueller Status)
• Arktisches Klima und Ökosystem (Aktueller Status)
• Das Unterrichten über Ökosysteme