Понятие экологической системы

ЛЕКЦИЯ №6

ТЕМА: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

ПЛАН:

1. Понятие экологической системы.

2. Структура экосистем.

3. Продуктивность экосистем.

4. Функционирование (динамика) экосистем.

5. Гомеостаз экосистемы.

6. Суточные и сезонные ритмичные изменения в экосистемах.

Провести четкую грань между биоценозом, всегда зани­мающим какой-то определенный биотоп, и экологической сис­темой (экосистемой), представляющей собой единство биоце­ноза и биотопа, достаточно сложно.

Экологическая система (экосистема) — совокупность попу­ляций различных видов растений, животных и микробов, взаимо­действующих между собой и окружающей их средой таким обра­зом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время. Примеры экологических систем: луг, лес, озеро, океан.

Экосистемы существуют везде — в воде и на земле, в сухих и влажных районах, в холодных и жарких местностях. Они по-разному выглядят, включают различные виды растений и животных. Однако в «поведении» всех экосистем имеются и общие аспекты, связанные с принципиальным сходством энер­гетических процессов, протекающих в них. Одним из фунда­ментальных правил, которым подчиняются все экологические системы, является принцип Ле Шателье – Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из со­стояния устойчивого равновесия, это равновесие смеща­ется в направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

При изучении экосистем анализируют прежде всего поток энергии и круговорот веществ между соответствующими био­топом и биоценозом. Экосистемный подход учитывает общ­ность организации всех сообществ независимо от местообита­ния. Это подтверждает сходство структуры и функционирова­ния наземной и водной экосистем.

По определению В. Н. Сукачева, биогеоценоз (от греч. bios — жизнь, дё – Земля, ценоз – сообщество) — это сово­купность однородных природных элементов (атмосферы, горнойпороды, растительности, животного мира и мира микроорганиз­мов, почвы и гидрологических условий) на определенном участке поверхности Земли. Контур биогеоценоза устанавливается по границе растительного сообщества (фитоценоза).

Термины «экологическая система» и «биогеоценоз» не яв­ляются синонимами. Экосистема — это любая совокупность организмов и среды их обитания, в том числе, например, гор­шок с цветком, муравейник, аквариум, болото, пилотируемый космический корабль. У перечисленных систем отсутствует ряд признаков из определения В. Н. Сукачева, и в первую оче­редь элемент «гео» — Земля. Биоценозы — это только природ­ные образования. Однако биоценоз в полной мере может рас­сматриваться как экосистема. Таким образом, понятие «эко­система» шире и полностью охватывает понятие «биогеоценоз» или «биогеоценоз» — частный случай «экосистемы».

Самая крупная природная экосистема на Земле — биосфе­ра. Граница между крупной экосистемой и биосферой столь же условна, как и между многими другими понятиями в эколо­гии. Различие преимущественно состоит в такой характерис­тике биосферы, как глобальность и большая условная замкну­тость (при термодинамической открытости). Прочие же эко­системы Земли вещественно практически не замкнуты.

Биомы — наиболее крупные наземные экосистемы, соот­ветствующие основным климатическим зонам Земли (пустын­ные, травянистые и лесные); водные экосистемы — основные экосистемы, существующие в водной сфере (гидросфере). Иногда в литературе встречается близкая, но менее четкая классификация, прежде всего выделяющая влажные тропиче­ские леса, саванны, пустыни, степи, леса умеренного пояса, хвойные (тайгу), тундру.

Каждый биом включает в себя ряд меньших по размеру, связанных между собой экосистем. Одни из них могут быть очень крупными, площадью в миллионы квадратных километ­ров, другие — мелкими, например, небольшой лесок. Важно то, что любую экосистему можно определить как более или ме­нее специфическую группировку растений и животных, взаи­модействующих друг с другом и со средой. Так, легко выде­лить множество типов водных экосистем (ручьи, реки, озера, пруды, болота и др.) или подразделить океаны на отдельные экосистемы (коралловые рифы, континентальный шельф, абиссаль и т.д.). Четкие границы между экосистемами встре­чаются редко, обычно между ними находится переходная зона со своими особенностями.

На границе двух экосистем, например на опушке леса, одновременно встречаются представители лесных и луговых видов. Контрастность среды, а потому большее обилие эко­логических возможностей порождает «сгущение жизни», на­зываемое правилом краевого эффекта или правилом экотона (от греч. oikos — дом, tonos — связь). Хорошо известно, что на опушках леса жизнь богаче, а в его глубине, как и в середине луга, она менее разнообразна. В природе все существует только совместно, а два рядом расположенных образования могут плавно переходить друг в друга.