6. ЭКОСИСТЕМЫ

Термин «экология» (греч. oikos – дом и logos – учение) был предложен немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г. В современном понимании экология – это наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.

Основной функциональной единицей в экологии является экологическая система (экосистема). Экосистема – это безразмерная устойчивая система компонентов живой и неживой природы, в которой между живой и неживой частями осуществляются переход энергии, круговорот веществ, обмен информацией.

Экосистемы являются открытыми системами, которые могут обмени-

ваться энергией, веществом и информацией с внешней средой. Термин «экосистема» впервые был предложен в 1935 г. английскимИэкологом А.Тенсли, но само представление об экосистеме (единстве организмов и среды) возникло значительно раньше. Д

В любой экосистеме можно выделить две составные части:

Биота (греч. bios – жизнь, topos – место) – совокупность живых организмов, присутствующих в данной экосистеме.

Экотоп (греч. oikos – дом, topos – место) – неживая составляющая экосистемы, т.е. пространство, в котором обитают живые организмы, а также

условия среды, влияющие на их жизнедеятельность (живое пространство).
Самая крупная экос стема, экосистемаА	высшего уровня – биосфера. В

составе биосферы выделяют экос стемы макроуровня – биогеоценозы (греч.
	б
bios – жизнь, geо – Земля, koinos – сообщество).
Биогеоценоз – это экос стема на определенном участке земной по-
и
верхности (луг, озеро, лес). В биогеоценозе, как и в любой экосистеме, мож-
но выделить две составные части:
1. Биоценоз (греч. bios – жизнь, koinos – сообщество) – совокупность
С
групп (популяций) различных видов растений, животных и микроорганиз-

мов, присутствующих в данной экосистеме.

2. Биотоп (греч. bios – жизнь, topos – место) – относительно однородное жизненное пространство, занятое одним биоценозом.

Совокупность биогеоценозов образует биом. Биом – это крупная региональная или субконтинентальная система, включающая множество биогеоценозов, тесно связанных между собой потоками вещества и энергии, и характеризующаяся основным типом климата, растительности или особенностью ландшафта. На территории России выделяют следующие биомы:

44

арктические пустыни, тундру, тайгу, степи, полустепи и т.д. Биогеоценоз и биом являются структурными единицами биосферы.

Трофическую структуру экосистемы составляют автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы (греч. autos – сам, trophe – пища) – организмы, способные синтезировать необходимые для их существования органические вещества из неорганических в процессе реакций фотоили хемосинтеза.

Гетеротрофы (греч. heteros – другой, trophe – пища) – организмы, не способные создавать собственное вещество из неорганических компонентов и использующие для своего питания вещество, произведенное другими видами.

Миксотрофы (англ. mix – смесь, греч. trophe – пища) – организмы, которые в зависимости от условий среды способны быть и автотрофами, и ге-

теротрофами.	И

Зеленые растения являются автотрофами, животные – гетеротрофами. Примером миксотрофных организмов могут быть сине-зеленые водоросли и

растения-паразиты.

К антропогенным экосистемам, т.е. системам, созданным человеком,

относятся агроэкосистема и урбоэкосистема. Агроэкосистемы – это сель-

скохозяйственные ландшафты. Для агроэкосистем характерна упрощённая

Д

собой городской ландшафт. ПроцессАпреобразования естественных ландшафтов в искусственныеи(антропогенные), развивающиеся под влиянием го-

структура и изъятие человеком из природного круговорота части биологической продукции. Урбоэкосистемаб(лат. urbanis – городская) представляет

родской застройки, называется ур анизацией (лат. urbanis – городской) территории. К антропогеннымСэкос стемам относятся также техногенные и ин-

дустриальные экосистемы. Техногенные экосистемы образуются в результате действия на природные системы крупной техники. Индустриальные экосистемы формируются под влиянием крупных промышленных комплексов.

Ландшафт (лат. lahdschаft – вид местности) – это относительно однородная территория, на которой наблюдается закономерное повторение участков, тождественных по геологическому строению, форме рельефа, микроклимату, биоценозам и почве.

Устойчивостью экосистемы называется способность противостоять внешним воздействиям и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Различают резистентную и упругую устойчивость.

Резистентная устойчивость (лат. resistentia – сопротивляемость) –

это способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменными свою структуру и функции.

45

Упругая устойчивость – способность экосистемы быстро восстанавливаться после нарушения структуры и функции.

Системе трудно одновременно развить оба типа устойчивости. Например, калифорнийский лес из секвойи устойчив к пожарам (высокая резистентная устойчивость), но если сгорит, то восстанавливается очень медленно или вовсе не восстанавливается (низкая упругая устойчивость). Наоборот, заросли вереска очень легко выгорают (низкая резистентная устойчивость), но быстро восстанавливаются (высокая упругая устойчивость).

Луг более устойчивая экосистема, чем пшеничное поле, так как в нём большое биоразнообразие видов. С увеличением размеров и сложности строения устойчивость экосистемы повышается.

Деградация окружающей природной среды сказывается в первую оче-

редь на состоянии растений. Природные экосистемы по сравнению с искус-
			И
ственными более устойчивы. Молодые экосистемы по сравнению к климак-
совыми (зрелыми) неустойчивы.		Д
Лабораторная работа № 7
	Экосистемы
	б
Используя электронную презентацию по теме «Экосистемы» и лекци-
онный материал, ответить на следующие вопросы:
и
1. Из перечисленного сп скаАэкосистем выпишите:
а) естественные наземные экосистемы;
С

б) естественные пресноводные лентические экосистемы; в) естественные пресноводные лотические экосистемы; г) естественные морские экосистемы; д) антропогенные ландшафты.

Тайга; континентальный шельф; поле, засеянное пшеницей; саванна; озеро; родник; прерия; горно-обогатительный комбинат; дельта реки; заливной луг; берёзовая роща; зона апвеллинга; экваториальный лес; ручей; океан; степь; городская застройка; пустыня; высокогорье; песчаный карьер.

2. Из перечисленного списка экосистем выпишите: а) микроэкосистемы; б) мезоэкосистемы; в) макроэкосистемы.

Тундра; озеро; океан; пень, заросший мхом; опушка леса; лесостепь; болото; аквариум; космический корабль; ручей; цветочная клумба; смешанный лес; лужа; кустарниковая пустыня.

46

3. Укажите, какие из перечисленных экосистем являются антропогенными. Озеро; бореальный хвойный лес; водохранилище; эстуарии; плодовый сад; снегозадерживающие лесополосы; река; пустыня; космический корабль;

море; дендрарий; горные вершины.

4. Что из перечисленного не является экосистемой?

Лесная чаща; стая птиц; открытый океан; болото; ливень; городской квартал; ботанический сад; вирусы; озеро; хвойный лес; зубр; арктическая пустыня.

5.Укажите, какие составляющие элементы экосистем относятся к биотической, а какие – к абиотической части.

Насекомые; скальные породы; глинистые почвы; млекопитающие; рыбы; песчаное дно; ручьи; птицы; атмосферные осадки; сапрофиты; океан; ветер; вирусы; кустарники; травы; ледяной покров; люди.

6.Дайте определение экосистемы. Как называютИбиотическую и абиотическую части экосистемы? На какие виды экосистемы подразделяются по размерам? Д

7.Укажите принципиальное отличие антропогенных экосистем от при-

родных. Устойчивость каких экосистем выше и почему? Что необходимо предпринять для повышения устойчивостиАэкосистем?

8.Назовите основные виды антропогенных ландшафтов. Чем отличается антропогенный ландшафтбот природного? Что такое «субсидированные экосистемы»?

9.Что называетсяиб огеоценозом? Укажите принципиальное отличие биогеоценоза от экос стемы? Как называют биотическую и абиотическую части биогеоценозаС?

10.Что собой представляет видовая и пространственная структуры биоценоза? Приведите примеры доминантных, предоминантных видов, эдификаторов, второстепенных видов. Поясните понятия «ярусность» и «мозаичность». Чем они определяются? Что такое «экотон» и в чем суть краевого эффекта?

Вопросы и задания для защиты лабораторной работы «Экосистемы»

1.Дайте определение экосистемы.

2.Как называются биотическая и абиотическая части экосистемы?

3.На какие виды подразделяются экосистемы по размерам?

4.Укажите принципиальное отличие антропогенных экосистем от природных. Устойчивость каких экосистем выше и почему?

5.Что необходимо предпринять для повышения устойчивости экосистем?

47