Οικοσύστημα

Από την Live-Pedia.gr

Η έννοια του οικοσυστήματος είναι πολύ πλατιά. Μπορεί να είναι από μια σταγόνα υγρού με πρωτόζωα, μέχρι ολόκληρο τον πλανήτη μας. Οικοσύστημα ορίζεται, σαν το σύνολο φυτών, ζώων και φυσικού περιβάλλοντος σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Για παράδειγμα, ένα δάσος ή μια λίμνη, αποτελούν ξεχωριστά οικοσυστήματα. Δείκτες ενός οικοσυστήματος είναι τα τροφικά δυναμικά και η ροή ενέργειας μέσα σ' ένα οικοσύστημα. Από το 1950 η μελέτη του οικοσυστήματος είναι ενιαία.

Κάθε οικοσύστημα αποτελεί μια οικολογική μονάδα με ποικίλα οικολογικά χαρακτηριστικά (ποικιλία ειδών, πυκνότητα πληθυσμών, κλιματικά στοιχεία, εδαφολογικά). Σε μια πρώτη προσέγγιση, τα οικοσυστήματα διακρίνονται σε χερσαία και υδάτινα. Τέτοια μπορούν να είναι φυσικά και τεχνητά οικοσυστήματα. Τα φυσικά οικοσυστήματα είναι δυναμικά πολύπλοκα πλέγματα αλληλεπιδράσεων και αλληλεξαρτήσεων που μεταβάλλονται και εξελίσσονται διαχρονικά. Η γνώση της δομής, οργάνωσης και λειτουργίας τους είναι απαραίτητη στη μεθοδολογία της διαχείρισης και προστασίας του περιβάλλοντος. Εξετάζοντας τα οικοσυστήματα ανακαλύπτουμε ότι εμπεριέχουν κοινωνίες ζώων και φυτών, που ζουν σε αρμονία, όχι μόνο μεταξύ τους αλλά και με το ανόργανό τους περιβάλλον (έδαφος, νερό, αέρας κλπ.). Τέτοια οικοσυστήματα είναι: ένα δάσος, ένα λιβάδι, η θάλασσα κ.ά. Όλα τα μέλη ενός οικοσυστήματος πρέπει να βρίσκουν εκεί αρκετή τροφή και κατάλληλο χώρο διαβίωσης για να αναπτύσσονται και να κρατιούνται στη ζωή.

Κάθε οικοσύστημα είναι ένα περίπλοκο σύμπλεγμα. Για να μελετήσουμε τις διεργασίες αυτού του συμπλέγματος, πρέπει να "προσεγγίσουμε" αρχίζοντας από τα σημαντικότερα στοιχεία που το συνθέτουν, όπως είναι η ζωή, η ύλη και το κλίμα. Σαν μια λειτουργική μονάδα, τα οικοσυστήματα έχουν μια σχετική ισορροπία. Η ισορροπία όμως αυτή έχει δυναμική φύση, με όλα τα φυτά και τα ζώα να αλληλεπιδρούν, να αναπαράγονται και να πεθαίνουν και με τις φυσικές συνθήκες να αλλάζουν συνεχώς. Σ' αυτό το πλαίσιο που φαινομενικά είναι αμετάβλητο - στην πραγματικότητα όμως είναι σε συνεχή ρευστότητα - διαδραματίζεται η εξέλιξη της ζωής.

Η λειτουργία των οικοσυστημάτων στηρίζεται στη ροή ύλης και ενέργειας με κινητήρια δύναμη τον ήλιο. Πρώτη διεργασία, βασική για την εξέλιξη της ζωής είναι η φωτοσύνθεση. Πρόκειται για μια παραγωγική διαδικασία, βασισμένη στην ενέργεια του ηλιακού φωτός, αφετηριακό σημείο όλων των τροφίμων αλυσίδων. Οι πρώτες ύλες που συνενώνονται με τη φωτοσύνθεση, είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό.

Τα φυτά της γης προσλαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και το νερό από την επιφάνεια που μεγαλώνουν, ενώ τα υδρόβια φυτά χρησιμοποιούν το διοξείδιο του άνθρακα που είναι διαλυμένο μέσα στο υγρό περιβάλλον τους. Εκτός από τις πρώτες ύλες της φωτοσύνθεσης, τα φυτά για να σχηματίσουν τις δομές τους χρειάζονται και άλλες ουσίες όπως μαγνήσιο, άζωτο, πολλές φορές και θείο. Η πλειοψηφία των φωτοσυνθετικών χερσαίων φυτών παίρνουν αυτές τις επιπρόσθετες ουσίες από το έδαφος. Τα φυτά που επιπλέουν στο νερό, απορροφούν ανόργανες ουσίες απευθείας από το περιβάλλον. Τα φυτά, λοιπόν, είναι οι πρωτογενείς παραγωγοί της τροφής.

Ο επόμενος κρίκος στην αλυσίδα είναι ο πρωτογενής καταναλωτής - ο φυτοφάγος. Οι περισσότεροι πρωτογενείς καταναλωτές είναι τα ζώα, γιατί δεν μπορούν να παρασκευάσουν μόνα τους την τροφή τους από την ηλιακή ενέργεια. Οι επόμενοι κρίκοι της αλυσίδας είναι οι καταναλωτές των ανωτέρων βαθμίδων, που είναι αναγκασμένοι να παίρνουν το φυτικό υλικό με έμμεσο τρόπο, τρώγοντας δηλαδή άλλους καταναλωτές. Στην κορυφή της τροφικής πυραμίδας βρίσκεται ο άνθρωπος.

Τα οικοσυστήματα διακρίνονται στα χερσαία και στα υδάτινα. Σαφής διάκριση ορίων των χερσαίων και υδάτινων οικοσυστημάτων δεν γίνεται εύκολα, γιατί δεν είναι απόλυτα δεδομένη η μετάβαση από την ξηρά στο νερό. Η ικανότητα για ζωή και ισορροπία σε ένα οικοσύστημα διασφαλίζεται από τους παρακάτω τέσσερις βιοτικούς παράγοντες:

• το αβιογενές περιβάλλον (Detritus)

• τους παραγωγούς (αυτότροφοι οργανισμοί)

• τους καταναλωτές (ετερότροφοι οργανισμοί) και

• τους διασπαστές (βακτηρίδια και μύκητες).

Τα υδρόβια οικοσυστήματα των ποταμών και λιμνών δεν είναι τόσο αποτελεσματικά στη δέσμευση της ηλιακής ενέργειας όσο τα χερσαία οικοσυστήματα, γιατί η δέσμευση του φωτός δεν γίνεται ικανοποιητικά μέσα στο νερό. Φυσικό αποτέλεσμα είναι η περιορισμένη ποσότητα ηλιακής ενέργειας, που περιορίζει την ανάπτυξη των φυτών και μπορεί να στερήσει απ' αυτά μερικά άλλα συστατικά, απαραίτητα για την επιβίωσή τους. Για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα είναι συνήθως άφθονο, τα ανόργανα άλατα όμως δεν βρίσκονται πάντα σε επαρκείς συγκεντρώσεις. Στα ποτάμια η περιεκτικότητα του νερού σε ανόργανα στοιχεία είναι ανάλογη με την ποιότητα του εδάφους και των πετρωμάτων που διαβρέχει το νερό. Επίσης η συγκέντρωση των ανόργανων αλάτων μπορεί να ελαττωθεί από μια μεγάλη βροχή που αραιώνει τη συγκέντρωση του νερού του ποταμού ή της λίμνης. Έτσι, μερικά από τα ανόργανα άλατα, που είναι βασικά για τη φυτική ανάπτυξη, όπως ο φώσφορος και τα νιτρικά άλατα, μπορεί να βρίσκονται σε πολύ μικρή συγκέντρωση στην επιφάνεια του νερού εκεί που ζουν τα φυτά. Αποτέλεσμα των όσων αναφέραμε παραπάνω είναι, ότι η τροφική αλυσίδα στα υδρόβια οικοσυστήματα κινείται καθοδικά. Τα οργανικά κατάλοιπα και τα ανόργανα άλατα που περιέχουν συσσωρεύονται στον πυθμένα. Τα ανόργανα άλατα διασκορπίζονται πολύ αργά μέσα στο νερό, έτσι που στην επιφάνεια μιας ανοικτής π.χ. λίμνης σπανίζουν ο φώσφορος και τα νιτρικά άλατα.

Η παραγωγικότητα ενός ποταμού, εξαρτάται από το συγκεκριμένο κομμάτι της πορείας του και τις κλιματολογικές και εδαφικές συνθήκες του περιβάλλοντός του. Σε πολλούς ποταμούς ένα μεγάλο μέρος του ενεργειακού αποθέματος, ιδιαίτερα στα μέρη που βρίσκονται κοντά στις πηγές, δεν προέρχεται από την παραγωγή φυτών, που αναπτύσσονται στο νερό, αλλά από υλικό που, ή πέφτει στο ποτάμι, ή αποπλένεται από τις όχθες του. Στις πηγές ενός ρυακιού, όπου συνήθως υπάρχει μεγάλη βλάστηση, ένα μεγάλο μέρος των αποθεμάτων τροφής προέρχεται από τα υλικά αυτού του είδους. Ακόμα και σε πεδινές περιοχές ένα μεγάλο ποσοστό της ενέργειας που εισρέει στο ποτάμι, προέρχεται από υλικό που έχει παρασυρθεί από ψηλότερα μέρη, ή που μεταφέρθηκε από το γύρω χερσαίο οικοσύστημα. Τα φύλλα που πέφτουν από τα δέντρα, είναι ένα παράδειγμα χερσαίας παραγωγής, που χρησιμοποιεί το ποτάμιο οικοσύστημα. Πολλοί καταναλωτές στο ποτάμιο οικοσύστημα τρέφονται με νεκρή οργανική ύλη. Η καλύτερη εκμετάλλευση της νεκρής οργανικής ύλης είναι συνάρτηση των ρευμάτων που υπάρχουν στο συγκεκριμένο ποταμό ή λίμνη. Σε γενικές γραμμές, τόσο τα ποτάμια όσο και οι λίμνες, υφίστανται την επίδραση της βαρύτητας στις τροφικές τους αλυσίδες. Μ' άλλα λόγια η τροφική αλυσίδα λειτουργεί καθοδικά και κάθε διαδοχικός κρίκος εξαρτάται σ' ένα βαθμό από την τροφή που πέφτει από πάνω ή επιπλέει σε ανώτερα στρώματα.

Το ποτάμιο οικοσύστημα συνδέεται με το θαλάσσιο στις εκβολές των ποταμών και στα δέλτα, που θεωρούνται πολύ παραγωγικά οικοσυστήματα. Οι περιοχές αυτές έχουν μεγάλη σημασία για τη διατήρηση της άγριας ζωής και την οικονομία των πληθυσμών που ζουν κοντά σ' αυτές. Αποτελούν τους υγροβιότοπους και τέτοιοι είναι:

• Έλη γλυκού νερού: Οι περιοχές αυτές απαντώνται συχνά, σ' όλα τα μέρη της γης, ιδίως εκεί όπου υπάρχουν υπόγεια νερά, επιφανειακές πηγές, ρυάκια ή υπερχείλιση νερών, συχνά ή περιοδικά, με υφάλμυρο νερό,

• Λίμνες: Οι λίμνες χωρίζονται στις εξής κατηγορίες.

• Μεγάλες λίμνες, με επιφάνεια πάνω από 3 τετρ. χιλιόμετρα,

• μικρές λίμνες, με επιφάνεια κάτω από 3 τετρ. χιλιόμετρα

• λίμνες σε υψόμετρο μεγαλύτερο από 750 μ.

• λίμνες παράκτιες σε απόσταση όχι μεγαλύτερη από 10 χλμ. από τις θαλάσσιες ακτές, με ή χωρίς επικοινωνία με τη θάλασσα.

Οι υγροβιότοποι είναι ο συνδετικός κρίκος μεταξύ των χερσαίων και υδάτινων οικοσυστημάτων και σύμφωνα με τους επιστήμονες, αποτελούν το καλύτερο παράδειγμα αλληλεξάρτησης και αλληλοεπικάλυψης των λειτουργιών μεταξύ των δυο αυτών οικοσυστημάτων. Όταν το γλυκό νερό των ποταμών συναντά το αλμυρό νερό της θάλασσας, αλλάζει η φυσικοχημική του σύσταση και η ανταλλαγή ανόργανων και οργανικών στοιχείων, το καθιστά πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά και κατάλληλο για την επιβίωση διαφόρων ειδών που κατοικούν το οικοσύστημα.

Υποσύνολο του υδάτινου οικοσυστήματος είναι το θαλάσσιο. Το θαλάσσιο οικοσύστημα χωρίζεται σε τέσσερις ζώνες ανάλογα με το βάθος και την ποιότητα του ηλιακού φωτός που τις διαπερνά. Αυτές είναι: η παράκτια ζώνη, η νηριτική, η πελαγική και η αβυσσιαία. Το παράκτιο οικοσύστημα είναι μια στενή ζώνη γύρω από τα νησιά και τη στεριά με ιδιόμορφες συνθήκες λειτουργίας. Ο αριθμός των ειδών που διαβιούν σ' αυτή είναι περίπου ο ίδιος με οποιαδήποτε άλλη ζώνη. Οι ιδιόμορφες συνθήκες ζωής και λειτουργίας οφείλονται στο γεγονός ότι το οικοσύστημα αφενός είναι τελείως σκεπασμένο από νερό και αφετέρου είναι εκτεθειμένο στον αέρα. Η ένταση της ακτινοβολίας του ήλιου είναι υψηλή (λόγω του μικρού πάχους του υδάτινου ορίζοντα) με αποτέλεσμα οι αλλαγές στη θερμοκρασία και την αλατότητα από την εξάτμιση του νερού να είναι πολύ πιο μεγάλες από οποιαδήποτε άλλη ζώνη. Οι κύριοι οργανισμοί είναι βενθονικοί κινητοί ή ακίνητοι (Κνιδόζωα, Καρκινοειδή, Φορονοειδή, Βρυόζωα κ.ά.). Η ειδική και η ποσοτική τους σύσταση αλλάζει ανάλογα με το βάθος, την απόσταση από την ακτή και τη δομή του βυθού (πέτρες ή άμμος). Το βένθος αποτελεί τη βασική τροφή πολλών ειδών ψαριών που έχουν οικονομικό ενδιαφέρον. Πολλές φορές στην παράκτια ζώνη οι κινήσεις της θάλασσας φέρνουν και πλαγκτόν ή νηκτόν.

Μετά την παράκτια ζώνη ακολουθεί η νηριτική. Άβαθα νερά όπου το φως του ήλιου φτάνει μέχρι τον πυθμένα. Το πλαγκτόν, το νηκτόν και το βένθος βρίσκονται σε πληθώρα και υπάρχει συνεχής φωτοσύνθεση. Μετά από αυτή είναι η πελαγική και αβυσσιαία ζώνη που χωρίζονται σε τρία διαφορετικά οικοσυστήματα τα οποία λειτουργούν με χωρίς ή σχεδόν καθόλου φως.

Η αρχή της θαλάσσιας τροφικής αλυσίδας βρίσκεται στη φωτοσύνθεση του πλαγκτόν που αποτελείται από μικροσκοπικούς οργανισμούς (διάτομα και δυνομαστιγοφόρα) και επηρεάζονται άμεσα από τις συγκεντρώσεις των θρεπτικών υλικών και τις φυτικές, χημικές και βιοχημικές παραμέτρους του οικοσυστήματος.