5.3.2. Екосистеми та біогеоценози

Екосистеми взагалі, а біогеоценози зокрема (як окремий ступінь організації екосистем) вивчає екосистемологія, об’єктом досліджень якої є екосистеми всіх розмірів і ступенів складності — від консортивних до біосферної, тобто живі системи, в яких сукупність живих істот і абіотичного середовища їх існування творять функціональну єдність (Голубець, 2000).

Екосистема — «сукупність комплексів організмів із комплексом фізичних чинників, які їх оточують, тобто чинників місцеперебування у широкому сенсі» (А. Тенслі).

Розвиваючи підхід А. Тенслі, можна сказати, що екосистема — сукупність живих організмів і місця їх існування, в рамках якого здійснюється кругообіг речовин і перетворення потоку енергії. Екосистема складається з біоценозу та місця його існування (біотопу, неживої частини).

Поняття «біогеоценоз» уведене видатним ботаніком, екологом і лісівником Володимиром Миколайовичем Сукачовим. Для створення нового терміна у нього були певні підстави. Уявлення про біогеоценоз витікало із досліджень рослинних угруповань, що мають певну протяжність і цілісність. В. М. Сукачов скористався терміном «біоценоз», запропонованим для опису взаємопов’язаних сукупностей живих організмів ще у XIX столітті, і розробив концепцію біогеоценозу. Ще раз наведемо його визначення.

Біогеоценоз — сукупність на певному просторі однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів, ґрунту та гідрологічних умов), що має свою особливу специфіку взаємодії цих компонентів, певний тип обміну речовинами й енергією між собою та іншими явищами природи і що є внутрішньо суперечливою єдністю, яка знаходиться у постійному русі, розвитку (Сукачёв, 1964).

На відміну від підходу А. Тенслі, В. М. Сукачов звертає особливу увагу на взаємообумовленість і відносну однорідність компонентів біогеоценозу.

Структурно біогеоценоз складається із біоценозу та екотопу. Біоценоз, за В. М. Сукачовим, складається з фітоценозу, зооценозу та мікробоценозу. Екотоп включає едафотоп (компоненти, пов’язані із ґрунтом і підстилаючими породами) та кліматоп (компоненти, пов’язані з атмосферою та гідросферою).

Існує два погляди на співвідношення понять «екосистема» та «біогеоценоз». Іноді їх вважають ідентичними або вельми подібними. Проте вірніше вважати поняття екосистеми більш загальним, позамасштабним, а біогеоценозом називати екосистеми, у яких основу формує автотрофний блок і які завдяки цьому мають визначені межі. Важлива думка, що належала В. М. Сукачову та його науковій школі, полягає в тому, що інтегруючим елементом біогеоценозу є його рослинність — фітоценоз. Отже, межі біогеоценозів слід проводити по межах фітоценозів. «Біогеоценоз — екосистема, обмежена фітоценозом» (Лавренко, Диліс, 1968).

5.3.3. Компоненти екосистем

Ґрунтуючись на наведеному вище визначенні екосистем, неважко уявити, що вони, як складні системи, мають цілий ряд складних підсистем, які отримали назву компоненти. На які ж компоненти можна розділити екосистему? Можна використовувати той самий поділ, що й у біогеоценозі:

біогеоценоз = (фітоценоз + зооценоз + мікробоценоз) + (еда­

фотоп + кліматоп), а можна й інший: неорганічні речовини, які використо-

вуються у біологічному кругообігу (наприклад, H₂O, CO₂, NH₄⁺тощо). У такій класифікації основна увага звертається на походження окремих компонентів.

А якщо більшою мірою цікавитися функціонуванням екосистеми, можна виділити в її складі такі компоненти:

1. органічна речовина (детрит);

2. середовище (повітряне, водне, субстратне);

3. продуценти (організми, що синтезують органічну речовину з неорганічної);

4. консументи (організми, основна роль яких полягає у перетворенні органічної речовини з однієї форми на іншу);

5. редуценти (організми, основна роль яких полягає у руйнуванні органічної речовини до неорганічної).

Приклади екосистем. Екосистемами є ставок і луки, поле, ліс, болото, пустеля, парк, скелі, море, океан тощо. Живі організми та середовище їх існування в усіх екосистемах знаходяться у тісній функціональній взаємозалежності.

У воді домінують мікропродуценти, а на суходолі — макропродуценти (значна частина організму складається з транспортної та опорної тканин). Органічні рештки на суходолі важче руйнуються, і тому тут накопичується більша кількість детриту порівняно з водними системами.

Особливостями урбоекосистем (тобто екосистем, які є в місті, — парки, сквери, водойми, квітники, окремі дерева тощо) є дуже інтенсивний обмін енергії, велика потреба в надходженні різнорідних речовин, потужний і різнорідний потік відходів. Щорічні енергетичні витрати на підтримання в необхідному стані квадратного метра галявинки перед будинком такі самі, як і на підтримання квадратного метра кукурудзяного поля. Площа забезпечення екосистем міста живленням повинна перевершувати площу самого міста в 30—100 разів і більше, а експлуатовані ним водозбірні басейни мають бути ще більшими.

Екосистема поля належить до агроекосистем, які займають істотну частину площі планети (рослинництво — приблизно 10 %, пасовища — ще 20 %). Вони характеризуються вкрай нестабільними станами, які підтримуються вкладенням м’язової енергії (40 % полів) або енергії викопного палива (60 %). Основні відмінності агроекосистем від природних екосистем — знижене різноманіття, наявність штучно створених компонентів.