Тема 3. Экологические системы, структура экосистем. Биосфера как глобальная экологическая система

 

Задумывались ли Вы когда-нибудь о том, что поддерживает в Вас жизнь? Каким образом Вы получаете необходимые для поддержания жизни ресурсы? Откуда поступают необходимые для Вас вещества? Что необходимо для поддержания жизни организмов других видов, например, растений, животных? Как функционируют природные системы, такие, как лес, озеро, море? Что отличает, например, озеро от аквариума? Почему озеро может превратиться в болото?

 

§1. Общая характеристика экологических систем

 

Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение неразделимо связаны друг с другом, находятся в постоянном взаимодействии. Термин «экологическая система» впервые предложил английский геоботаник Артур Тенсли в 1935 году.

Экологическая система (экосистема) – это любая совокупность совместно обитающих разных видов живых организмов и условий их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, в результате чего в экосистемах возникает круговорот веществ.

 Тенсли представил экологическую систему следующим образом:

Экосистема = Биотоп + Биоценоз

В отечественной литературе, наряду с термином «экосистема», широко применяется термин «биогеоценоз», предложенный в 1940 году В.Н.Сукачевым.

Таким образом, в состав экосистемы входят живые организмы (их совокупность называется сообществом (биоценозом) экосистемы) и неживой (абиотический)  компонент (биотоп), включающий различные физические и химические факторы. К важным физическим факторам относятся солнечный свет, тень, испарение, ветер, температура, водные течения. Главными химическими факторами являются питательные элементы и их соединения в атмосфере, гидросфере и земной коре, необходимые в больших или малых количествах для существования, роста и размножения организмов.

Существующие на Земле экосистемы разнообразны. К экологической системе можно отнести биологическое сообщество и его среду обитания любого масштаба – от пруда до Мирового океана, от пня в лесу до обширного лесного массива.

В зависимости от масштаба выделяют следующие виды экосистем:

              микроэкосистемы (например, подушка лишайника );

              мезоэкосистема (например, пруд, озеро, степь),

              макроэкосистема (например, континент, океан);

              глобальные экологические системы (например, экосфера).

Различают естественные экосистемы, формирующиеся под влиянием природных факторов, например, лес, море, степь и др., и искусственные экосистемы, создаваемые человеком в процессе хозяйственной деятельности человека, например, сад, пруд, аквариум и др. В таблице 2 представлено сравнение природной и антропогенной экосистемы.

Таблица 2

Сравнение природной и антропогенной экосистемы

 

Природная экосистема	Упрощенная антропогенная экосистема
Получает, преобразует и накапливает солнечную энергию	Потребляет преимущественно энергию, получаемую при сжигании органического, использовании энергии ядерного топлива
Продуцирует кислород и потребляет диоксид углерода	Потребляет кислород и продуцирует углекислый газ и ряд других соединений при сжигании органического топлива
Формирует плодородную почву	Истощает плодородные почвы
Накапливает, очищает и постепенно расходует воду	Расходует много воды, загрязняя ее при этом
Создает местообитание различным видам дикой природы	Разрушает местообитание многих видов дикой природы
Разлагает органические вещества (например, продукты метаболизма живых организмов)	Образует такие отходы, которые сами по себе обезвреживаются крайне медленно, для обезвреживания таких отходов необходимы значительные капитальные затраты
Обладает способностью самосохраняться исамовосстанавливаться	Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления

 

Главные экосистемы суши, такие, как леса, степи и пустыни, называются наземными экосистемами, или биомами. Основные различия между экосистемами в разных регионах мира определяются разными соотношениями средней температуры и испарения. Экосистемы гидросферы называются водными экосистемами. Примерами таких экосистем являются пруды, озера, реки, открытый океан, коралловые рифы и др. Главные показатели различия этих систем – количество растворенных питательных веществ в воде, соленость, глубина проникновения солнечных лучей, средняя температура воды.

Между экосистемами нет четких границ, как правило, одна экосистема плавно переходит в другую. Переходная зона между двумя смежными экосистемами называется экотоном. Экотон включает в себя представителей видов растений, животных и деструкторов обеих смежных экосистем, а также нередко такие виды живых организмов, которые не встречаются в данных экосистемах. В результате экотонобладает большим разнообразием организмов, чем близлежащие территории.