1.10. Экологические системы

Зарубежные и отечественные ученые определяют экосистему как «основную функциональную единицу экологии», «основную единицу природы на поверхности Земли», а биогеоценоз (биоакваценоз) – это «элементарная структурная единица биосферы». Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» близки, но не синонимичны.

По определению А. Тэнсли, экосистемы– это безразмерные устойчивые системы живых и неживых компонентов, в которых совершается внешний и внутренний круговорот веществ.

Для обозначения подобных сообществ В.Н. Сукачев предложил термин «биогеоценоз». Биогеоценоз– это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира, микроорганизмов), имеющая свою особую специфику взаимодействия этих слагающих компонентов и определенный обмен веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы, представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии.

Понятие «экосистема» шире, более общее, чем «биогеоценоз», т. е. любой биогеоценоз является экосистемой, но не любая экосистема может считаться биогеоценозом, причем биогеоценозы – это сугубо наземные образования, имеющие более или менее выраженные границы. Биогеоценоз включает две главные составляющие: совокупность на определенной территории абиотических факторов, т. е. экотоп и совокупность живых организмов – биоценоз.

В свою очередь экотоп состоит из совокупности климатических (климатоп), водных (акватоп) и почвенно-грунтовых (эдафотоп) факторов. Биоценоз состоит из сообществ животных (зооценоз), растений (фитоценоз), микроорганизмов (микробиоценоз). Одно из важнейших свойств биогеоценоза – взаимосвязь и взаимозависимость всех его компонентов.

В составе экосистем (биогеоценозов) могут выделяться структурные элементы как вертикального расчленения (ярусы, биогоризонты), так и горизонтального (парцеллы). Парцелла– это структурная часть горизонтального расчленения биогеоценоза (фитоценоза), обнимающая всю его толщу и выделяемая по плотности населения отдельных видов растений (в основном доминантов) и особенностям микросреды обитания.

Состояние подвижно-стабильного равновесия экосистемы (биогеоценоза) носит название гомеостаза. Несмотря на то, что естественные экосистемы находятся в состоянии гомеостаза, они испытывают постепенные изменения во времени, имеющие последовательный характер. Эти изменения обусловлены природными факторами, в том числе накапливающимися внутренними противоречиями развития биогеоценоза, и в первую очередь касаются биоты, т. е. входящего в состав биогеоценоза живого населения. Такую постепенную, последовательную смену одного биогеоценоза (в части биоты) другим называют сукцессией. Процесс сукцессии завершается (точнее, значительно замедляется) на стадии образования более медленно развивающихся так называемых «климаксовых», или «узловых», сообществ. Множество форм сукцессий классифицируют по видам причин, вызывающих нарушение климаксного состояния сообщества (сукцессия антропогенная, зоогенная, катастрофическая, циклическая-вековая и т. п.).

Другой тип систематики делит сукцессию на первичную и вторичную.

Первичная – развитие жизни на новых, необжитых территориях. Например, вследствие вулканической деятельности возник остров в океане или открылась свежая осыпь на горном склоне (первичная сукцессия требует много времени, иногда тысячи лет, пока камень горного склона будет разрушен лишайниками и водорослями и начнет создаваться почва). Как было отмечено, при освоении территории и конкурентной борьбе видов в промежуточных биогеоценозах в конце концов формируется климакс – устойчивое состояние биогеоценоза, могущее сохраняться неопределенное время – конечно, при постоянных внешних условиях. Нарушение климаксного биогеоценоза приводит к возникновению вторичной сукцессии. Так как она проходит на уже частично освоенной территории (допустим, сохраняется почва), то вторичная сукцессия идет значительно быстрее первичной – иногда всего десятки лет (зарастание заброшенного огорода лесом).