Глава 2. Экосистемы - предмет экологии

Глава 2. Экосистемы - предмет экологии

Системы, которые расположены выше уровня организмов: по-пуляционные системы, экосистемы, биосферу в целом - изучает экология.

Следовательно, предметом экологии являются системы надорганизмемного уровня - популяционные, экологи­ческие и биосфера.

Популяционные системы - это биосистемы, в которых био­тические компоненты представлены, как сказано выше, популяци­ями.

Популяция - это совокупность разновозрастных особей од­ного вида, обменивающихся генетической информацией, объе­диненных общими условиями существования, необходимыми для поддержания численности в течение длительного времени: общ­ность ареала, происхождение, свободное скрещивание и др.

В отличие от отдельных организмов, популяция характеризу­ется рядом признаков, носителями которых является группа, но не отдельные особи: плотность, рождаемость, смертность, воз­растная структура, распределение в пространстве, кривая ро­ста и др. Кроме «групповых свойств», популяции обладают и «биологическими свойствами», присущими как популяции, так и входящим в нее организмам. Одной из самых важных харак­теристик популяции является ее возрастная структура, опреде­ляющая кривую роста численности популяции, степень ее зре­лости и стабильности.

В быстрорастущих популяциях значительную долю составляют молодые особи; в популяциях, находящихся в стабильном состо­янии, возрастное распределение относительно равномерно, а в отмирающих популяциях молодые особи составляют меньшую долю от общей численности популяции (рис. 2.2).

Экологические системы, т.е. экосистемы занимают цент­ральное место в экологии. Популяции в экосистемах объединя­ются в сообщество организмов - биоценоз.

Возраст Развивающаяся Стабильная Вымирающая

популяция популяция популяция

Рис. 2.2. Возрастная структура популяций

Термин экосистема, как упоминалось, был предложен в 1935 г. английским эколо­гом А. Тэнсли. Сторонники системного подхода для обозначения природных комплексов использовали и другие термины: биокосное тело (В. И. Вернадский, 1924), биогеоценоз (В. Н. Сукачев, 1942), холон (А. Костлер, 1969) и др. Только в конце XX века, когда была разработана общая теория систем, утверждается термин экосистема.

Биоценоз - это сообщетсво всех организмов экосистемы, которые живут в определенном пространстве абиотической сре­ды - биотопе. Биоценоз и биотоп функционируют как единое целое, образуя экосистему (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Экосистема

Структура экосистемы формируется потоком энергии и круго­воротом веществ.

40

4 1

Глава 2. Экосистемы - предмет экологии

Глава 2. Экосистемы - предмет экологии

Экосистема - это надорганизменная система, в кото­рой биотический компонент представлен биоценозом, а абиотический - биотопом.

Часто экосистему выделяют внутри естественных границ. Напри­мер, границей озера служит береговая линия, а города - адми­нистративные границы.

Как большие, так и малые экосистемы обычно не имеют четких границ. Переходная зона между двумя экосистемами называется экотоном.

Экотон является местом обитания растений и животных смежных экосистем. Кроме того, в этой зоне появляются свои организмы, которые не живут в соседних экосистемах. Поэтому обычно экотон характеризуется большим разнообразием организмов, чем близлежащие территории.

Биосфера - это глобальная экосистема, включающая все живые организмы Земли, взаимосвязанные с физической сре­дой. Биосфера является системой жизнеобеспечения Земли.Обычно ее подразделяют на атмосферу (гр. аеr- воздух), гидросфе­ру (гр.hydor - вода) И ЛИТОСферу (гр.lithos - камень).

Организмы живут лишь в приземных слоях атмосферы, в гид­росфере и в верхней части литосферы. Практически вся жизнь сосредоточена в тонкой прослойке воздуха, воды и горных по­род. Если представить себе всю Землю размером с яблоко,то биосфера была бы не толще яблочной кожуры.

Главная цель экологии - узнать, как работают экосис­темы биосферы.

Обычно ученые изучают это, исследуя природные (леса, пусты­ни, степи, озера, реки, океаны) или созданные человеком (сель­скохозяйственные поля, поселки, города) экосистемы. Какие орга­низмы обитают в экосистемах? Каким образом они получаютнеобходимые для жизни ресурсы веществ и энергии? Как эти орга­низмы взаимодействуют друг с другом и с окружающей их неживой

4 2

природой? Какие изменения будут происходить в экосистемах с течением времени? Экология пытается получить ответы на эти и другие вопросы о функционировании экосистем.

Для решения экологических проблем глобального уровня прежде всего надо изучить экосистемный уровень организации жизни.

■ Состав экосистемы, как сказано выше, представлен дву­мя группами компонентов: абиотическими - компонентами нежи­вой природы и биотическими - компонентами живой природы.

Абиотические компоненты - это химические и физические элементы неживой природы:

• неорганические вещества и химические элементы, участвую­щие в обмене веществ между живой и неживой материей: диок­сид углерода, вода, кислород, кальций, магний, калий, натрий, железо, азот, фосфор, сера, хлор и др.;

• органические вещества, связывающие абиотическую и биотичес­кую части экосистем: углеводы, жиры, аминокислоты, белки, и др.;

• поток энергии;

• воздушная, водная или твердая среда обитания;

• климатический режим: солнечный свет, испарение, ветер, темпе­ратура, влажность, осадки, водные течения и др.

Биотические компоненты состоят из трех функциональных групп организмов (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Биотические компоненты экосистем

Первая Группа организмов - продуценты (лат. producens - создающий, производящий), ИЛИ автотрофные Организмы (гр. autos - сам, trophe - пища),

т. е. «сами являющиеся пищей».

43