3.5. Характеристика экосистемы

Одним из важнейших понятий экологии является экологическая система. Это понятие впервые было введено в научный обиход английским ботаником А.Тенсли в 1935 г., который предложил считать экосистемой любую совокупность совместно обитающих организмов и необходимую для их существования абиотическую среду.

Экосистема - это взаимосвязь сообществ с химическими и физическими факторами, создающими неживую окружающую среду. Это вечно меняющаяся (динамичная) сеть биологических, химических и физических взаимодействий, которые поддерживают жизнеспособность сообществ и помогают им приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды. Все экосистемы Земли составляют экосферу.

Так как не бывает абсолютно одинаковой пары, экосистемы подразделяются на основные типы, включающие в себя схожие виды организмов. Главные экосистемы суши, такие, как леса, степи и пустыни, называются наземными экосистемами, или биомами. Основные различия между этими 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, эстуарии (устья рек или заливы океанов, где смешивается соленая и пресная вода), прибрежные и внутренние переувлажненные земли (такие, как болота, марши, степные блюдца, которые временно или постоянно заполнены водой). Главные показатели различия этих экосистем - количество растворенных питательных веществ в воде (соленость), глубина проникновения солнечных лучей, средняя температура воды.

Как большие, так и малые экосистемы обычно не имеют четких границ. 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 экотон обладает большим разнообразием организмов, чем близлежащие территории.

Современная наука сформулировала понятие "экологическая система" как закрытую, функционально единую совокупность организмов (растений, животных и микроорганизмов), населяющих общую территорию и способных к длительному существованию при полностью замкнутом круговороте веществ (т. е. при отсутствии материального обмена через ее границы).

Анализ этого понятия позволяет определить существенные свойства экосистемы, которые заключаются в следующем:

1. Замкнутость, самостоятельное функционирование экологической системы. Можно сказать, что, например, капля воды, море, лес или пень в лесу являются экосистемой, поскольку в каждом из этих объектов функционирует устоявшаяся система организмов (инфузорий в капле, рыб и китов в море).

Любое, даже косвенное вмешательство в экосистему оказывает на нее влияние. Так, не рекомендуется ходить по лесу в период вывода дикой фауной птенцов, поскольку вспугнутая наседка впоследствии долго не может возвратиться на гнездо в первоначальное положение, приложиться к высиживаемым яйцам наседочным пятном, а из-за этого некоторые насиженные яйца остывают и зародыш гибнет.

Замкнутость экологических систем обязывает всех граждан и организации учитывать экологические последствия своих действий даже в том случае, если они, казалось бы, не связаны с воздействием на природу. Например, прокладка дороги на открытой местности на первый взгляд не влияет на окружающую природную среду, но при определенных условиях дорога может стать источником экологического бедствия в данной местности, если будет проложена без учета стока паводковых вод, которые, накапливаясь, могут вызвать порчу земель.

2. Взаимосвязи экологических систем друг с другом, создающие природный комплекс. Так, земли, леса, воды и другие природные объекты связывает атмосферный воздух, который функционирует во всех них, способствуя природным функциям природных объектов и изменяясь в результате такого функционирования: из лесов он выходит обогащенный кислородом, а из фауны - углекислым газом.

Эти взаимосвязи требуют при использовании природных объектов комплексного подхода, который в практике природопользования получил название ландшафтного. Например, при отводе земель под пахотные угодья или мелиорацию необходимо учитывать миграционные пути дикой фауны, сохранять нетронутыми отдельные кустарники, болота, перелески для их обитания, т. е. не нарушать сложившийся в данной местности ландшафт.

Ландшафтный подход в использовании природных объектов предполагает обеспечить общий экологический приоритет в природопользовании, в соответствии с которым все виды использования природных объектов должны быть подчинены требованиям экологического благополучия окружающей природной среды.

Понятие ландшафта было определено Л. С. Бергом еще в 40-х годах как своего рода природный организм, в котором части обусловливают целое, а целое влияет на части, и если мы изменим какую-нибудь часть ландшафта, то изменится весь ландшафт. Официально ландшафтом считается территориальная система, состоящая из взаимодействующих природных или антропогенных компонентов и комплексов более низкого таксономического ранга.

Ландшафтный подход в использовании природных объектов предполагает постоянный уход за ландшафтом - систему регулярных мероприятий, направленных на поддержание свойств ландшафта в таком состоянии, при котором успешно выполняются возложенные на него функции.

Разумеется, полной сохранности, нетронутости ландшафта от хозяйственной деятельности не может быть в практике природопользования. Речь идет о недопустимости обеднения природы в данной местности, нарушении ее многообразия, поскольку чем экологическая система многообразнее, тем она устойчивее, и наоборот. Так, пахотная земля становится экологически неустойчивой, так как естественное разнотравье заменяется монокультурой, конкурентные виды растений (сорняки) уничтожаются, как и пищевые цепи (вредители растений). Поэтому при создании агроценоза (преобразованного человеком природного объекта) он должен сочетаться с биоценозом (естественным, непреобразованным), т. е. не должно допускаться нарушения взаимосвязей экологических систем.

3. Биопродуктивность экосистемы - способность ее к выполнению той или иной функции. Так, земли повышенного плодородия должны в первую очередь отводиться для нужд сельском хозяйства и, наоборот, малоплодородные земли - для несельскохозяйственных нужд.

Таким образом, любую экосистему характеризуют, как минимум, три признака замкнутость, взаимосвязь с другими экосистемами и биопродуктивность.

Данные признаки позволяют сформулировать понятие экосистемы следующим образом: экологическая система - это естественная сфера окружающей природной среды, обладающая замкнутой системой взаимосвязей ее составных компонентов, придающих ей устойчивость, взаимосвязанная с другими устойчивыми экологическими системами и имеющая определенную биологическую продуктивность.