Przegląd wybranych ekosystemów

Z całej powierzchni globu ziemskiego, wynoszącej około 500 mln km², oceany zajmują 352 mln, tj. około 71%, a lądy 148 mln, a więc około 29%. Na kontynentach życie jest w większym stopniu rozprzestrzenione niż w morzach.

Warunki życia w wodzie znacznie różnią się od panujących na lądzie. Woda jest bardziej gęsta od powietrza, co sprawia, że podczas poruszania organizmy natrafiają na duży opór. Organizmy wodne inaczej oddychają niż lądowe, mają inną budową, a co za tym idzie także w inny sposób się poruszają. Głównym warunkiem od którego zależy życie na lądzie jest klimat, a składają się na niego następujące czynniki: temperatura, nasłonecznienie, opady atmosferyczne, wilgotność powietrza oraz wiatr.

Słowo „ekosystem” w odniesieniu do jakiegoś konkretnego miejsca – lasu, łąki, jeziora, znaczy w przybliżeniu to samo co „przyroda” w potocznym znaczeniu. Ta przyroda, która nas otacza, którą oglądamy dokoła: powietrze, woda, ziemia, światło, rośliny i zwierzęta. Również organizmy, których nie widzimy, całe środowisko nieożywione i wszystkie organizmy żywe sprzęgnięte niezliczonymi zależnościami ekologicznymi w jeden funkcjonalny system.

EKOSYSTEMY LĄDOWE
Strefy ekosystemów lądowych są rozłożone na powierzchni Ziemi zgodnie z rozkładem różnych klimatów. Pochodzi to stąd, ze najbardziej bezpośrednio i silnie zależne od klimatu są rośliny, a zarazem to one przede wszystkim decydują o kształcie każdego ekosystemu. Do życia na lądzie organizmom potrzeba światła i ciepła słonecznego oraz wody. Życie na każdym terenie zależy od tych dwu czynników, dlatego też w rozmieszczeniu ekosystemów można dostrzec porządek.

Torfowisko to zbiorowisko roślinne klimatu umiarkowanego. Rozwija się w obniżeniach terenu na podłożu nieprzepuszczalnym lub w zarastających zbiornikach wodnych. Ze względu na rodzaj gospodarki wodnej wyróżnia się trzy typy torfowisk: wysokie, niskie i przejściowe. Torfowiska wpływają dodatnio na bilans wodny magazynując i regulując odpływ wody. Są naturalnym "archiwum" historii zmian roślinności oraz siedliskiem życia rzadkich gatunków roślin i zwierząt, często o charakterze reliktowym (ostoja).

Torfowiska wysokie powstają na terenach, na których ilość opadów przekracza 750 mm rocznie i głównym źródłem zaopatrywania ich w wodę są opady atmosferyczne. Torfowiska mają bardzo kwaśne podłoże, przez co żyje tam mniej gatunków, za to osobliwych i najczęściej nie występujących nigdzie indziej. Dominuje na nich mech torfowiec, magazynujący wodę w swoich komórkach. Nawodniona warstwa torfowców oraz kwaśne podłoże utrudniają rozkład martwych szczątków roślinnych i zwierzęcych. W takich warunkach następuje gromadzenie się martwej materii organicznej i powstaje torf. Na torfowisku wysokim rosną też m.in.: wełnianka wąskolistna, żurawina błotna i rosiczka okrągłolistna. Ze zwierząt możemy spotkać tutaj drobne skorupiaki, różne owady, żaby, kaczki, bociany i bobry.

Torfowiska niskie (rojsty) tworzą się w zagłębieniach trwale nawodnionych, zasilanych wodami źródliskowymi lub wysiękowymi (torfowisko niskie darniowe), w dolinach rzek (torfowisko niskie nadrzeczne), a także w wyniku zarastania zbiorników wodnych od ich brzegów ku wnętrzu (torfowisko niskie pojeziorowe). W zarastaniu tych zbiorników bierze udział roślinność szuwarowa m.in.: trzcina pospolita, pałka wodna, skrzyp bagienny. Ten rodzaj torfowisk jest szczególnie bogaty w próchnicę i sole mineralne. Często występującymi zwierzetami są stułbie, pijawki, mięczaki, żaby, głuszce i kaczki.

Torfowiska przejściowe o charakterze pośrednim powstają w wyniku odcięcia dopływu wód gruntowych lub zarastania jezior ubogich w składniki mineralne, zwłaszcza w wapń. Gatunki występujących tu roślin i zwierząt są zbliżone do torfowisk niskich i wysokich.
Las również jest przykładem ekosystemu lądowego. Lasy mogą rosnąć tam, gdzie sezon wegetacyjny jest dostatecznie długi, gdzie dociera dostatecznie dużo energii słonecznej, a także opady są dostatecznie wysokie i względnie równomiernie rozłożone w ciągu roku. Można wyróżnić następujące warstwy lasu: warstwę koron drzew, podszyt (do którego należą krzewy i niższe drzewa) oraz runo leśne (gdzie spotkamy: trawy, byliny, mchy i porosty).

W polskich lasach nizinnych warstwę koron drzew tworzą: sosna zwyczajna, świerk pospolity, lipa drobnolistna, dąb, grab, brzoza i wiąz. Zaś na wyżynach i pogórzu dominują: nadrzeczna olszyna górska z olszą szarą, jaworzyny, drzewostan jodłowy boru mieszanego, bory świerkowe. W ekosystemie lasu bardzo ważny jest stopień jego naświetlenia. Pod koronami drzew rozwija się kolejna warstwa – podszyt. Rosną tu krzewy takie jak: jarzębina, leszczyna, trzmielina. Jeszcze niżej znajduje się runo leśne, czyli głównie rośliny zielne. Należą do niego np. kopytnik pospolity, trawy leśne, mchy i paprocie. W warstwach lasu żyje wiele zwierząt i roślin, które są powiązane ze sobą łańcuchem pokarmowym (są od siebie zależne). Każda warstwa ma swoich mieszkańców, które żyją na określonym obszarze, przynajmniej w pewnych okresach (lub przemieszczają się z miejsca na miejsce). Ich pożywieniem, miejscem do zakładania gniazd jest roślinność. W koronach drzew żyją np. sikory, wilgi, kukułki, drozdy. Na pniach żerują dzięcioły, kowaliki, w ściółce kosy. Las jest domem zarówno dla drapieżców (wilki, rysie), jak i roślinożerców (sarny, jelenie, dziki). Znajdą w nim schronienie także sokoły, jastrzębie, puchacze, a także mnóstwo różnorodnych owadów, np.: pluskwiaki, motyle, chrząszcze, mrówki itp. Leśną glebę przykrywa ściółka, która zawiera głównie obumarłe szczątki roślinne i zwierzęce, chroniące glebę. Wyróżniamy w niej następujące warstwy (profil glebowy): próchnica, mineralna i skała macierzysta. Żyje w niej bardzo zróżnicowana fauna (drapieżniki - chrząszcze, mrówki, pająki, oraz inne, np.: dżdżownice, stonogi). W glebie żyją także większe zwierzęta (kret, mysz), które dzięki ryciu przewietrzają glebę i przemieszczają próchnicę w dolne jej warstwy.

Badania lasów wskazują, że liczne ekosystemy ulegają nieustannym przemianom, np. w lasach iglastych Ameryki Północnej zaobserwowano cykliczne zmiany składu gatunkowego, jest to związane z pożarami. Wtedy to na pobrzeżach lasu masowo kiełkują sosny, a gdy jej drzewostan podrośnie, pod jego okapem rozwijają się inne gatunki, jak świerki, które dobrze rosną w cieniu. Ponieważ las świerkowy jest gęstszy i znacznie bardziej podatny na pożary, cały cykl zaczyna się od nowa.

W 1910 roku pracownicy w rezerwacie Game Canyon przeprowadzili pewien eksperyment. Próbowali uratować populację saren, zabijając zwierzęta, dla których sarny stanowiły pokarm (kojoty, wilki, rysie). Populacja saren zwiększyła się i wkrótce zabrakło dla nich trawy. Zwierzęta zjadały nasiona drzew i krzewów, co spowodowało zmianę środowiska. Ostatecznie wiele saren padło z głodu. W lasach nieustannie zachodzi obieg materii i przepływ energii.

Jeszcze innym przykładem ekosystem lądowego jest łąka. Łąki w całej Europie w ogromnej większości są wytworem działalności ludzkiej. Jest to ekosystem stworzony przez wycięcie lasu na glebach wilgotnych i następnie zatrzymany na wczesnym stadium sukcesji przez ciągłe koszenie i wypasanie zwierząt gospodarskich. Rośliny łąkowe są źródłem pokarmu dla zwierząt hodowlanych. W ciągu całego roku zachodzą na niej ustawiczne zmiany. Wiosną łąka jest zielona – rozwijają się liście traw. Później pojawiają się pierwsze kwiaty tj. pierwiosnki, kaczeńce, jaskry, czyniąc ją żółtą. Popularny jest też mniszek lekarski zwany „mleczem”. Jego kwiaty przekształcają się w puszyste białe kule, które są nasionami wraz z aparatem lotnym. Późną wiosną łąka staje się bladożółta. Dzieje się tak, dlatego że kwitną stokrotki, rzeżucha i jaskry. Pod koniec maja i na początku czerwca łąka osiąga pełnię rozwoju. Kwitną wówczas złocienie oraz w wilgotnych miejscach niezapominajki błotne. Na początku czerwca zakwitają trawy i jest to okres koszenia, ponieważ wtedy wartości odżywcze traw są największe. Po skoszeniu roślinność szybko odrasta i w pełni lata pojawiają się nowe rośliny – dzwonki, trybuły leśne, dzika marchew i pietruszka. Pszczoły, muchy, trzmiele i motyle zapylają rośliny łąkowe. W glebie żyje ogromna ilość bakterii, grzybów, dżdżownic, larw i dorosłych owadów. Organizmy te przyczyniają się do wzbogacania gleby w niezbędne substancje mineralne. Na łąkach spotykamy też żaby trawne, ropuchy, szpaki, czajki i bociany. Częste są tu kopce kretów, które odżywiają się owadami. W powietrzu nad łąkami krążą myszołowy polujące na myszy i pasikoniki.

EKOSYSTEMY WODNE
Czynnikami ograniczającymi w wodzie jest: zawartość tlenu i dwutlenku węgla, ilość przenikającego światła i temperatura. Zawartość tlenu, rozpuszczonego w wodzie, jest bez porównania mniejsza, niż na lądzie, a może spadać aż do zera i ograniczać możliwość życia. Duża gęstość wody, powoduje że liczne organizmy, od bakterii i jednokomórkowych glonów po wielkie meduzy, mogą się unosić, biernie zawieszone w toni wodnej, jako plankton. Natężenie światła w wodzie spada równomiernie ze wzrostem głębokości. Woda wolno się nagrzewa i wolno stygnie. Najniższa temperatura wody słodkiej może wynosić 0ºC, morskiej niecałe -2ºC, a najwyższa zaś obu rzadko osiąga 30ºC.

W wodach morskich i oceanicznych czynnikiem ograniczającym życie jest również zasolenie. Woda morska zawiera różne sole a jej przeciętne zasolenie wynosi 35‰. Organizmy w niej żyjące mają wąski zakres tolerancji zasolenia.

W jeziorze wyróżnia się trzy główne strefy: przybrzeżną, czyli litoralną; otwartej toni wodnej, czyli pelagiczną; głębinową, czyli profundalną.

Strefa przybrzeżna obejmuje płytkie wody wzdłuż brzegu jeziora prześwietlone do dna. Zwykle zaczyna się ona od zwartej ściany szuwarów. Możemy nazwać ją „strefą roślinności wynurzonej”. Najczęściej jest to łan trzciny pospolitej, pałek szerokolistnych lub tataraku zwyczajnego. Spotykamy tu żaby, ważki, świtezianki, chruściki, ślimaki - bursztynki. Za pasmem szuwarów, na głębszej wodzie rozciąga się strefa roślin o liściach pływających. Na powierzchni unoszą się liście i kwiaty grzybienia białego i grążela żółtego. Wyrastają one na długich ogonkach z kłącza, które rozrasta się w mule dna. Dalej od brzegu ciągną się łąki podwodne rdestnic, ramienic, rogatków, wywłóczników oraz moczarek. Po powierzchni roślin pełzają zwierzęta – pijawki, wypławki, ślimaki oraz larwy ważek i świtezianek. Na dnie między roślinami żyją raki i ośliczki. W wodzie żerują płocie, leszcze, liny, okonie, cierniki i szczupaki, pływa tam też plankton. Wśród roślin strefy przybrzeżnej koncentruje się również życie ptaków – łysków, perkozów i kaczek.

Strefa otwartej toni wodnej rozciąga się w środkowej części jeziora i sięga do głębokości przenikania światła słonecznego. Wraz ze wzrostem głębokości zmniejsza się ilość docierającego światła. Spada też temperatura i maleje ilość tlenu. Najliczniej występującą tu grupą są organizmy planktonowe. Dzielimy je na: fitoplankton – głównie jednokomórkowe okrzemki, zielenice, bruzdnice i eugleny; zooplankton, czyli plankton zwierzęcy – wrotki i najdrobniejsze skorupiaki wioślarki i widłonogi; nekton, czyli aktywni pływacy, zdolni przeciwstawić się ruchom wody, w naszych jeziorach tworzą go prawie wyłącznie ryby – stynka, ukleja i sandacz.

Górną granicę strefy głębinowej wyznacza dostępność światła. Jest to zrazem dolna granica zarówno strefy przybrzeżnej, jak i strefy otwartej toni. Zaczyna się ona tam, gdzie dociera zbyt mało światła, aby mogły rozwijać się rośliny i fitoplankton. Temperatura wody przy dnie w zasadzie cały rok wynosi ok. 4ºC. Dno jest muliste, zawiera dużo martwej materii organicznej. Środowisko wód głębokich zasiedla zespól określany jako bentos. Wśród zwierząt dennych wyróżniamy tubifeksy, rureczniki, larwy ochotek i groszówki. Żywią się nimi różne gatunki ryb dennych. Jednak głównymi organizmami profundalu są bakterie i grzyby.

W płytkim zbiorniku całe dno może być pokryte roślinami zakorzenionymi w tym dnie. Według terminologii hydrobiologicznej to właśnie jest staw – zbiornik wodny, którego cała powierzchnia jest strefą przybrzeżną. Jego głębokość sięga kilku metrów i światło dociera do samego dna. Warunki tam panujące oraz występujące rośliny i zwierzęta są zbliżone do strefy litoralnej jeziora. Jednak stawy są bogatsze w plankton niż jeziora. Znajduje się w nich wiele związków organicznych, szczególnie jeśli służą za wodopój dla bydła. W stawach zmiany temperatury są gwałtowniejsze niż w jeziorach. Brzegi tych zbiorników mogą wysychać podczas okresów suszy, a często nawet całkowicie wyparowuje, pozostawiając po sobie tylko błotniste dno.

W wodach morskich, podobnie jak w jeziorach, wyróżniamy środowisko przybrzeżne, czyli litoralne, środowisko otwartej toni wodnej – pelagiczne oraz środowisko denne – bentoniczne. To, co postrzegamy jako brzeg morza, nie jest granicą masywu kontynentalnego. Od brzegu dno morskie opada bardzo łagodnie aż do głębokości około 200 m i tam dopiero urywa się, progiem spadającym stromo w głębinę 2000-4000 m. Płycizna przybrzeżna, zwana szelfem ma także swój pelagiat i bentos, ale ze względu na małą głębokość, stanowi jednostkę znacznie różniącą się od otwartego oceanu.

Środowisko przybrzeżne jest ze wszystkich najbogatsze i najbardziej zróżnicowane. Inny zespół organizmów występuje na dnie mulistym, inny na piaszczystym, jeszcze inny na skałach. Na stosunkowo ubogim dnie piaszczystym mogą wyrosnąć trawy morskie – jedyne rośliny kwiatowe, żyjące w morzu. Powstają wtedy rozległe łąki podwodne. Pasą się na nich żółwie morskie, a w gęstwinach traw gromadzi się bogaty i różnorodny świat ryb, krewetek, ślimaków, małżów i jeżowców. U brzegów skalistych rosną zielenice, krasnorosty i brunatnice, których plechy mogą mieć długość kilku czy kilkunastu metrów. Najbogatszym, najbujniejszym zespołem litoralu morskiego są rafy koralowe, charakterystyczne dla czystych wód tropikalnych. Korale są zwierzętami i w zasadzie są drapieżne, ale niemal wszystkie mają w komórkach swoich ciał symbiotyczne, jednokomórkowe glony. Na rafach wiele zwierząt żywi się koralami.

Strefa otwartej toni wodnej, to najrozleglejsze środowisko życiowe, a w swojej warstwie powierzchniowej również jedno z najbardziej jednorodnych. Organizmy pelagiczne są rozmieszczone bardzo szeroko, jest wiele gatunków, które można spotkać we wszystkich morzach i oceanach świata, od lodów Arktyki po Antarktydę. Producentami w pelagialu są niezliczone, mikroskopijne organizmy fitoplanktonowe. Konsumenci pierwszego rzędu to widłonogi-filtratorzy, eufuzje, częściej znane pod norweską rybacką nazwą kryl, ślimaki. W wodach szelfowych tym najważniejszym konsumentom towarzyszą larwy różnych zwierząt dennych: wieloszczetów, krewetek i krabów, a także i innych skorupiaków, ślimaków, małżów, jeżowców, rozgwiazd, strzykw. Do aktywnych pływaków należą między innymi kałamarnice, ryby takie jak makrele, tuńczyki, marliny, rekiny, żółwie morskie oraz ssaki – delfiny i wieloryby. W wodach głębszych , strefy 200-2000 m niemal wszystkie zwierzęta maja narządy świetlne. Świecą, często różnymi kolorami, krewetki i eufazje, kałamarnice i ryby.

W strefie dennej możemy spotkać meduzy, kiełże, skorupiaki, ślimaki, małże, głowonogi, krewetki, langusty oraz ryby przydenne. Na dużych głębokościach fauna jest dużo uboższa.