Основные понятия, принципы и законы экологии

2.1 Экосистемы: понятие, основные элементы и структура экосистемы

Основным фундаментальным понятием и функциональной единицей экологии является экосистема. В настоящее время в научной литературе сформировалось несколько определений экосистемы. Приведем некоторые из них.

Экологическая система или экосистема – это пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями [8].

Экосистема – это совокупность различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой таким образом, что вся эта совокупность может сохраняться неопределенно долгое время [8].

Более конкретизированное определение экосистемы может быть сформулировано так: любое единство, включающее все организмы, населяющие данную область, и взаимодействующее с физической средой таким образом, что внешний поток энергии и информации создает определенное видовое разнообразие, обмен веществ между биотической и абиотической частями внутри системы и определенную трофическую структуру (цепи питания), представляет собой экологическую систему или экосистему [9].

Термин «экосистема» был предложен английским экологом А.Тенсли в 1935г, но само представление об экосистеме возникло значительно раньше. Главное значение термина для экологической теории состоит в том, что оно подчеркивает обязательное наличие материальных, энергетических и информационных взаимоотношений, взаимозависимостей и причинно-следственных связей между отдельными блоками, иначе говоря, объединения блоков в функциональное целое. В качестве синонима «экосистемы» в научной литературе используются следующие термины:

– биогеоценоз (для сухопутных экосистем, В.Н. Сукачев, 1944г.);

– биокосное тело (В.И. Вернадский, 1944г.);

– холон (А. Костлер, 1969г.).

Любая экосистема состоит из двух частей (двух блоков): биотической и абиотической [12].

Биотическая часть экосистемы (биота) или биоценоз (от гр. bios – жизнь, koinos – сообщество) образована совокупностью всего входящего в нее живого вещества, т.е. флоры, фауны и микроорганизмов.

Функционирование экосистемы обеспечивается взаимодействием четырех основных составляющих:1) биотопа; 2) биоценоза; 3) потока вещества, энергии и информации, пронизывающего экосистему; 4) круговорота веществ внутри экосистемы [12].

С точки зрения теории систем экосистемы относятся к типу открытых, т.е. обмениваются с внешней средой и веществом, и энергией, и информацией. Основной функциональной единицей биоценоза является популяция.

Популяция – это совокупность разновозрастных особей одного вида, обменивающихся генетической информацией, объединенных общими условиями существования, необходимыми для поддержания численности в течение длительного времени: общность ареала, происхождения, свободное скрещивание и т.д. [6]. Популяция характеризуется рядом признаков, носителями которых является именно группа, а не отдельные особи, такими как: плотность, рождаемость, смертность, возрастная структура, половая структура, пространственная структура, динамика численности и т.д.

Совокупность популяции разных видов, которые функционируют в определенном пространстве, образуют биоценоз.

Абиотическая часть экосистемы (экотоп) или биотоп (от гр. bios – жизнь, topos – место) – образована совокупностью всего входящего в нее неживого вещества с его свойствами, т.е. неживое органическое и неорганическое вещество почвы, вода, воздух, энергия, информация [13]. Таким образом, ЭКОСИСТЕМА = БИОТОП + БИОЦЕНОЗ. Причем, экосистема является не простой механической совокупностью биотопа и биоценоза, а биотоп и биоценоз взаимосвязаны в экосистеме, активно воздействуют друг на друга, образуя взаимозависимое единство и находясь при этом в относительно устойчивом состоянии. Сообщество организмов и физическая среда развиваются и функционируют как единое целое, как система.

Понятие экосистемы не ограничивается какими-то признаками ранга, размера, сложности или происхождения. Ценность этого понятия в его универсальности – оно применимо как к относительно простым искусственным экосистемам (аквариум, теплица, пшеничное поле, обитаемый космический корабль), так и к сложным естественным (озеро, лес, океан, биосфера). В частном случае конкретная экосистема может и не содержать одного или более блоков, входящих в структурную схему (рис.2).

ЭКОСИСТЕМЫ