Темы для самостоятельного изучения:

1.Круговорот кислорода

2.Круговорот углерода

3.Круговорот азота

4.Круговорот фосфора

5.Круговорот серы

2.2 Биогеоценоз и его составляющие

       Термин “биогеоценоз” образован от греч. “биос” – жизнь, “гео” – земля и “ценоз” - сообщество. Впервые термин “биогеоценоз” был предложен русским ученым-почвоведом академиком В. Н. Сукачевым в 1940 году.

В.И. Сукачев

       Согласно определению В. Н. Сукачева, биогеоценоз – это сложившаяся в процессе эволюции пространственно ограниченная однородная природная система функционально взаимосвязанных живых организмов и окружающей их неживой среды. Говоря иначе,биогеоценоз – это конкретный однородный участок земной поверхности, на котором взаимодействуют живое и косное вещества биосферы, объединенные обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

        Биогеоценозсостоит из следующих компонентов:

Рис 2.1

Структура биогеоценоза:

1. Фитоценоз – растительные сообщества (растительность, флора).

2. Зооценоз – животный мир (животные, фауна).

3. Микробоценоз– микроорганизмы.

4. Эдафотоп – почва с подпочвенными слоями горных пород (грунтом) и почвенно-грунтовыми водами.

5. Климатоп– атмосфера с содержащимися в ней кислородом, углекислым газом, влагой, осадками.

       Первые три компонента биогеоценоза образуют в результате взаимодействия биологическое единство – биоценоз. Последние два компонента биогеоценоза образуют косное единство –экотоп.          Каждый биогеоценоз отделен от других границами, которыми служат границы растительных сообществ однородного видового состава и строения в закономерном сочетании. Обычно границы растительных сообществ совпадают с природными географическими зонами, вследствие чего различают биогеоценозы тундры, лесов, степей, пустынь, болот, озер и т.д.         Основой существования биоценоза как основной части экосистемы является егобиоразнообразие, так как оно ведет к повышению его устойчивости. 

2.3 Экосистемы и их устойчивость

       В последнее время в научной литературе все чаще вместо термина “биогеоценоз” употребляют термин “экосистема”. Действительно, они очень близки, однако не являются синонимами. Термин “экосистема” (экологическая система) был предложен английским ученым-ботаником А. Тенсли в 1935 году.

А. Тенсли

       Согласно определению, экосистема – это сообщество живых организмов и среда их обитания, которые функционируют совместно и связаны между собой взаимным обменом веществ и энергии.         Экосистема – понятие более широкое: границы экосистемы, в отличие от границ биогеоценоза, определяются только содержанием исследуемого сообщества живых организмов и среды его обитания. То есть, каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема является биогеоценозом.

Свойства экосистем.

       1. Эмерджентность(от англ. еmergence – неожиданно возникающий) системы – степень несводимости свойств системы к свойствам составляющих ее элементов. Свойства системы зависят от особенностей взаимодействия между ними (например, явление синергизма).         Наглядно иерархию природных экосистем можно представить в виде уровней их биологической организации (рис. 2.2), из которой видно, что меньшие подсистемы составляют большие системы, сами являющиеся подсистемами более крупных систем. При этом свойства каждого отдельного уровня значительно сложнее и многообразнее предыдущего и нельзя предсказать свойства каждого последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных составляющих его более низких уровней.

Рис. 2.2

       2. Принцип необходимого разнообразия элементов заключается в том, что любая система не может состоять из абсолютно одинаковых элементов, более того, разнообразие элементов, ее составляющих, является необходимым условием функционирования. Нижний предел равен двум, верхний - стремится к бесконечности.         3. Принцип неравновесности сводится к тому, что системы, функционирующие с участием живых организмов, являются открытыми, поэтому для них характерно поступление и отток энергии и вещества, что невозможно осуществить в условиях равновесного состояния. Следовательно, любая экосистема представляет собой открытую, динамическую, неравновесную систему.         4. Устойчивость динамической системы и ее способность к самосохранениюзависит от преобладания внутренних взаимодействий над внешними. Устойчивость - способность системы противостоять изменениям, возвращаясь в исходное состояние благодаря действию ряда механизмов. В основе устойчивости системы лежит принцип Ле Шателье-Брауна:при внешнем воздействии на систему, выводящем ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект воздействия ослабляется. Компенсация возмущений средой происходит за счет направленного соотношения между синтезом и разложением органических веществ.         5. Принцип эволюции – возникновение, существование и развитие всех экосистем обусловлено эволюцией. Динамические самоподдерживающиеся системы эволюционируют в сторону усложнения и возникновения системной иерархии (образование подсистем). Эволюция любой экосистемы ведет к увеличению суммарного потока энергии, проходящей через нее.