Понятие экологической системы

 

Понятие экосистема введено английским ботаником А. Тенсли (1935), который обозначил этим термином любую совокупность совместно обитающих организмов и окружающую их среду - это группировка разных видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые взаимодействуют между собой и окружающей средой таким образом, что может сохраняться продолжительное время благодаря обмену веществ, энергии и информации.

Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющими биосферу.

Как видно из рис. 2, основу экосистем составляют живое вещество, характеризующееся биотической структурой, и среда обитания, обусловленная совокупностью экологических факторов.

 

 

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Масштабы экосистем различны: микросистемы (например, болотная кочка, дерево, покрытый мхом камень или пень, горшок с цветком и т.п.), мезоэкосистемы (озеро, болото, песчаная дюна, лес, луг и т.п.), макроэкосистемы (континент, океан и т.п.).

Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических. Как по размерам, так и по составу экосистемы очень разнообразны.

Биосфера - экосистема высшего ранга в пределах поля существования жизни. Она имеет громаднейшее разнообразие сообществ, в структуре которых обнаруживаются сложные сочетания растений, животных и микроорганизмов с разными способами жизни. В этой мозаике, прежде всего, выделяются экосистемы наземные и водные.

Главная общая черта всех экосистем - это то, что в определенных звеньях трофической цепи экосистемы усваивается, передается и превращается энергия. В экосистемах также происходят миграция и трансформация вещества. В зависимости от характера циркуляции вещества экосистемы делятся на: закрытые и открытые.

Закрытой называют такую экосистему, в которой вещество циркулирует от продуцентов до редуцентов по кругу и именно в пределах этой экосистемы. Например, в пруду биогенные элементы многократно проходят по тому самому кругу; водоросли-зоопланктон-рыбы-бактерии-минеральные биогенные вещества-снова водоросли.

В открытых экосистемах вещество по кругу не оборачивается. Например, в экосистеме отдельного дерева гусеница съедает листву продуцента; ту же гусеницу ловят птицы и относят в свои гнезда на другие деревья. Итак, вещество из данной экосистемы изымается и переносится в другую.

Различают также экосистемы, способные или не способные к саморегуляции. Механизм саморегуляции в экосистемах первого типа осуществляется по принципу отрицательной обратной связи. Этот принцип в упрощенном варианте можно вообразить себе в виде цепи, каждое звено которого выступает относительно двух соседних или хищником, или жертвой. Если по каким-то причинам уменьшается численность жертвы, то из-за недостатка пищи со временем уменьшается и численность хищника. Снижение численности хищника соответственно приводит к уменьшению давления на жертву, численность которой увеличивается. Это снова создает условия для увеличения численности хищника. Итак, система «хищник-жертва» саморегулируется, т.е. поддерживается в равновесном состоянии. При этом численность жертвы и хищника постоянно колеблется вокруг какого-то среднего значения. Эти колебания достали название «волн жизни».

Таким образом, устройство природы следует рассматривать как системное целое, состоящее из вложенных одна в другую экосистем, высшей из которых является уникальная глобальная экосистема - биосфера. В ее рамках происходит обмен энергией и веществом между всеми живыми и неживыми составляющими в масштабах планеты.

Каждая экосистема отличается своеобразным потоком энергии и круговоротом веществ. Оба эти процесса опосредствованы наличием в экосистемах живых организмов.

Совокупность всех живых организмов (биота) экосистемы обычно называют биоценозом. Термин «биоценоз» был предложен в 1877 году немецким ученым К. Мьобиусом.

В современной экологии биоценозом называют группу организмов разных видов, которые сосуществуют на одном и том же участке территории и взаимодействуют между собой с помощью трофических или пространственных связей.

Общая численность всех этих организмов чрезвычайно велика. Поэтому при изучении экосистем не может быть и речи об индивидуальном изучении каждой особи.

Отдельные организмы объединяются (агрегируются) в группы на основе тех или иных признаков. Принципы выделения таких групп могут быть весьма разнообразными, однако наиболее естественным представляется агрегирование организмов, принадлежащих к одному биологическому виду, то есть деление биоты на видовые популяции.