Пространственно-временное рассмотрение экосистем

Экосистема (от греч. oikos — дом, родина и systema — целое, состав­ленное из частей) — это исторически сложившиеся в биосфере и на той или иной территории открытые, но целостные и устойчивые системы живых (биотических) и неживых (абиотических) компонентов. Экосистема явля­ется основной функциональной единицей в экологии.

А. Пинелли (1935) предложил следующую формулу экосистемы:

Экосистема = Биотоп + Биоценоз.

В 1940 г. В Н. Сукачевым был предложен термин "биогеоценоз", кото­рый широко используется в современной литературе.

Экосистема — относительно устойчивая во времени открытая система со своими "входом" и "выходом", где "вход" — это поток солнечной энер­гии, а "выход" — вещества, накапливающиеся в результате потоков энер­гии и вещества в сообществах.

Экосистемы сложились в процессе длительной эволюции, и они яв­ляются слаженными, устойчивыми механизмами, способными путем са­морегуляции противостоять как изменениям в среде, так и изменению в чис­ленности организмов.

Пространственным границам биоценоза соответствует понятие биотоп — подразделение ландшафтной зоны (участок биоцикла), характеризующееся единым типом растительного покрова.

Видовые популяции в составе биоценоза закономерно располагаются не только по площади, но и по вертикали в соответствии с биологическими особенностями каждого вида. Вследствие этого экосистема всегда занима­ет трехмерное пространство, в результате чего и межвидовые взаимоот­ношения имеют не только функциональную, но и пространственную на­правленность:

• в водных экосистемах крупномасштабная вертикальная структура зада­ется, в первую очередь, внешними условиями: градиенты освещенности, температуры, концентрации биогенов, гидростатического давления, разнородность грунтов, гидродинамика природных слоев воды и др. Особенностью вертикальной структуры является специфика видового состава, смена доминирующих видов, а также показатели биомассы и продукции;

• в наземных экосистемах основной фактор, создающий вертикальную структуру, имеет биологическую природу и связан с расчленением растительных сообществ по высоте:

особенно четко это выражено в лесных фитоценозах, вертикальная структура в этом случае выражена в виде ярусности. Внутри каж­дого фитоценоза выделяют элементарные группировки — парцеллы, которые рассматриваются как комплексные части биогеоценоза, отличающиеся друг от друга горизонтальным сложением элементов и спецификой материально-энергетического обмена; . видовые популяции в биоценозе вступают во взаимоотношения, не имеющие прямого отношения к трофическим связям, к которым относятся борьба за место для поселения, конкуренция за убежи­ща. В таком случае основа существования может определяться ли­бо расширением круга пригодных для заселения биотипов, что об­легчает пространственное размещение, либо повышается степень специализации и в итоге число конкурентов уменьшается.

Растения, как доноры физиологически активных веществ, создают вокруг себя биохимическую среду, влияющую на другие виды, произра­стающие по соседству, и создают условия для поселения ряда видов жи­вотных, рыб, микроорганизмов и т. д.