Типы экосистем

Экосистемы можно разделить на 4 типа. К первому типу экосистем относятся океаны, высокогорные леса, являющиеся основой жизнеобеспечения на планете Земля.

Ко второму типу экосистем относят эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т. е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра.

Хотя экосистемы первого типа неспособны поддерживать высо­кую плотность их фауны и флоры, но они занимают громадные пло­щади – одни океаны это 70% территории земного шара. Ими движет энергия только самого Солнца и они являются основой, стабилизи­рующей и поддерживающей жизнеобеспечивающие условия на пла­нете.

Экосистемы второго типа обладают высокой естественной плодо­родностью, поскольку организмы, проживающие здесь, например, в эстуариях*, приспособились использовать «дополнительную» энер­гию приливов и течений, а в дождевых лесах – энергию ветра и дождя и т. п. Эти системы «производят» столько первичной биомассы, что ее хватает не только на собственное содержание, но часть этой про­дукции может выноситься в другие системы или накапливаться.

Таким образом, природные экосистемы «работают» без всяких за­бот и затрат со стороны человека на поддержание своей жизнеспособ­ности и собственного развития, более того, в них создается и заметная доля пищевых продуктов и других материалов, необходимых уже для жизни самого человека. Но, главное, именно здесь очищаются боль­шие объемы воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется климат и др.

Совсем иначе работают антропогенные экосистемы. К ним уже с полным правом можно отнести третий тип– это агроэкосистемы,аквакультуры, производящие продукты питания и волокнистые мате­риалы, но уже не только за счет энергии Солнца, а и дотации ее в фор­ме горючего, поставляемого человеком.

Эти системы походят на природные, поскольку саморазвитие культурных растений в период вегетации – это процесс природный и вызван к жизни природной солнечной энергией. Но подготовка почвы, сев, уборка урожая и др. – это уже энергетические затраты че­ловека. Более того, человек практически целиком меняет природную экосистему, что выражается, прежде всего, в ее упрощении,т. е. сниже­нии видового разнообразия, вплоть до сильно упрощенной моно­культурной системы (табл. 6.1).

Таблица 6.1 Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем (по Миллеру, 1993)
Природная экосистема (болото, луг, лес)	Антропогенная экосистема (поле, завод, дом)
Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию	Потребляет энергию ископаемого и ядерного топ­лива
Продуцирует кислород и потребляет диоксид уг­лерода	Потребляет кислород и продуцирует диоксид уг­лерода при сгорании ископаемого топлива
Формирует плодородную почву	Истощает или представляет угрозу для плодород­ных почв
Накапливает, очищает и постепенно расходует воду	Расходует много воды, загрязняет ее
Создает местообитания различных видов дикой природы	Разрушает местообитания многих видов дикой природы
Бесплатно фильтрует и обеззараживает загряз­нители и отходы	Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения
Обладает способностью самосохранения и само­восстановления	Требует больших затрат для постоянного поддер­жания и восстановления

Современное сельское хозяйство позволяет постоянно, из года в год, удерживать экосистемы на ранних стадиях сукцессии, добива­ясь максимальной первичной продуктивности одного или несколь­ких растений (например, кукурузы, пшеницы, гороха и т. п). Крестья­нам удается добиваться высоких урожаев, но дорогой ценой, а цена эта обусловлена затратами на борьбу с сорняками, на минеральные удобрения, на обработку почв и т. п.

Устойчивое появление новых видов, например, травянистых рас­тений, есть результат естественного сукцессионного процесса. То, что мы называем сорняками, не что иное, как пионерные виды растений, вредителями –насекомые и другие животные, а возбудителями болез­ней – микроорганизмы. Сорные растения, вредители и болезни могут уничтожить весь урожай, если активно не бороться с ними.

Животноводство – это так же путь к упрощению экосистемы, ох­раняя полезных ему сельскохозяйственных животных (коров, сви­ней, овец и др.), человек уничтожает диких животных: травоядных, как конкурентов в пищевых ресурсах, хищников, как уничтожающих домашний скот.

Вылов ценных видов рыб упрощает экосистемы водоемов. Загряз­нение воздушной и водной сред так же ведет к гибели деревьев и рыб и «обирает» природные экосистемы.

В целом же, нетрудно догадаться, что по мере роста народонаселе­ния, люди будут вынуждены преобразовывать все новые зрелые (климаксные) экосистемы в простые молодые продуктивные (например, путем уничтожения тропических лесов, осушения болот и т. п.) Для поддержания этих систем в «молодом» возрасте возрастет и использо­вание топливно-энергетических ресурсов. Кроме того, произойдет утрата видового (генетического) разнообразия и природных ланд­шафтов (см. табл. 6.1).

Молодая, продуктивная экосистема очень уязвима из-за моно­типного видового состава, так как в результате какой-то экологиче­ской катастрофы, например; засухи, ее уже не восстановить из-за разрушения генотипа. Но для жизни человечества они (экосистемы) необходимы, поэтому наша задача сохранить баланс между упрощен­ными антропогенными и соседствующими с ними более сложными, с богатейшим генофондом, природными экосистемами, от которых они зависят.

Энергетические затраты в сельском хозяйстве велики — природ­ные плюс субсидируемые человеком, и, тем не менее, самое продук­тивное сельское хозяйство находится примерно на уровне продуктив­ных природных экосистем.

Продуктивность и тех и других основана на фотосинтезе, а верх­ний предел притока энергии для любой постоянной, длительно функционирующей системы составляет около 50 000 ккал/м²г. Од­нако существенно различие между системами в распределении энер­гии: в антропогенной она поглощается лишь несколькими или вообще одним-двумя видами, а в природной — многими видами и вещест­вами.

Совсем по-другому обстоит дело в экосистемах четвертого типа, к которым относятся индустриально-городские системы, – тут энер­гия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах здесь ее расход на два-три порядка выше. Годовая потребность человека в пище – около 1 млн. ккал, но если подсчитать затраты энергии на душу населения, существующие реально, то они окажутся в десятки раз больше (так, в США они в 86 раз больше). В разных странах эти затраты отличают­ся, но особенно большая разница между богатыми странами и разви­вающимися – она может быть в странах третьего мира в несколько десятков (до сотни) раз меньше. Эти страны как бы находятся в ста­дии экосистемы первого – второго типа, в то время как развитые страны уже прошли все четыре типа экосистем.