2. Экосистемы

Понятие экосистемы является ключевым для каждого, кто стремится узнать и понять, как устроен мир. Экосистемы являются своего рода «кирпичиками», из которых слагается одна большая общая живая система-биосфера. Экосистема – это фундаментальное понятие, обозначающее общность живого и среды его обитания [9, с. 132].

Термин «экосистема» был предложен в 1935 г. английским ботаником А.Тенсли. Тенсли считал, что экосистемы представляют собой основные природные единицы поверхности Земли. Понятие «экосистемы» можно применить к объектам различной степени сложности и разного размера. Это может быть частичка почвы и капля воды, кочка на болоте и само болото, лужа, озеро и океан, луг, лес, Земля в целом. Таким образом, каждая конкретная экосистема может характеризоваться определенными границами (экосистема елового леса, экосистема низинного болота). Однако само понятие «экосистема» является безранговым, обладает признаком безразмерности, ей не свойственны территориальные ограничения. Обычно экосистемы разграничиваются элементами абиотической среды, например рельефом, видовым разнообразием, физико-химическими и трофическими условиями и т. п. Размер экосистемы не может быть выражен в физических единицах измерения (площадь, длина, объем и т. д.). Он выражается системной мерой, учитывающей процессы обмена веществ и энергии. Термин «экосистема» применяется и по отношению к искусственным образованиям, например экосистема парка, сельскохозяйственная экосистема.

Экосистемы по их размерности можно разделить на микроэкосистемы (гниющий пень или дерево в лесу, прибрежные заросли водных растений), мезоэкосистемы (болото, сосновый лес) и макросистемы (океан, море, пустыня).

Пространственная разграниченность экосистем в одних случаях может быть выражена относительно отчетливо, в других – границы между ними могут быть только условными. Для эколога, изучающего структуру экосистем, удобно пользоваться естественными границами (например, край болота, опушка леса, берег реки или озера). В любом случае выделение экосистемы правомочно лишь в том случае, если имеет место приток из окружающей среды не только энергии, но и определенного количества вещества.

Все экологические системы принадлежат к открытым термодинамическим системам, относительно стабильным во времени: они должны получать и отдавать энергию и обмениваться веществом. Отличительной чертой любой системы является наличие у нее входа и выхода, причем определенное изменение входной величины влечет за собой некоторое изменение и величины выходной (рис. 7).

Стабильность экосистем создается и регулируется взаимодействием круговорота веществ и потоков энергии. Исходя из общей теории систем концепция экосистемы, как открытой системы, должна учитывать специфику связанных между собой среды на входе и среды на выходе. К примеру, для биосферы нашей Земли средой на входе будет являться энергия, земное и космическое вещество, а на выходе – осадочные биогенные породы и уходящие в космос газы.

Рис. 7. Общая схема системы

Ю. Одум (1986) выделяет три группы природных экосистем: наземные (биомы), пресноводные и морские (рис. 8). В основе классификации лежат определенные признаки: для наземных – тип растительности, для пресноводных - физические свойства воды и др.

Рис. 8. Основные типы природных экосистем

Еще следует добавить сравнительно недавно открытую экосистему глубоководных рифтовых зон Мирового океана, характеризующуюся высокой биомассой живых организмов.

Структура экосистемы, как и любой системы, не может рассматриваться как простое механическое составляющее подсистем низшего уровня или как иерархическая структура. Обыкновенно структура экосистемы есть нечто большее, чем сумма всех ее элементов. При определении понятия «экосистема» особенно важно подчеркнуть особую роль, которая принадлежит процессам взаимодействия живых и неживых ее компонентов.

Итак, экосистема - это …

[1] комплекс живых организмов;

[2] неживая природа и ее энергия;

[3] совокупность существ, сцементированных множеством цепочек питания;

[4] любое сообщество живых существ вместе с его физической средой обитания, функционирующее как единое целое;

[5] взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии и представляет собой одну из наиболее сложных природных систем.