Южно-Уральский государственный университет

Дисциплина: Экологические основы охраны природы и рационального природопользования (краткий курс)

Л Е К Ц И Я 6

Тема: Характеристики экосистем

(ПОНЯТИЕ ЭКОСИСТЕМЫ; РАЗНОВИДНОСТИ ЭКОСИСТЕМ; РАВНОВЕСИЕ ЭКОСИСТЕМ; ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ)

ПОнятие экосистемы

Рис. 4.1. Блок-схема экосистемы. Все живые организмы на Земле живут в тесном взаимодействии между собой и с окружающей средой. Любая совокупность растений, животных и неживой окружающей среды, функционирующие совместно как единое целое, называется экосистемой. Этот термин впервые предложил английский учёный А.Тенсли в 1935 году. Примером экосистемы может служить пруд, включающий сообщество организмов, жизнь которых связана с водой, физические свойства и химический состав воды, особенности рельефа дна, состав и структуру грунта, взаимодействующий с поверхностью воды атмосферный воздух, солнечную радиацию и т.п.. Экосистема – понятие очень широкое и применяется как к естественным (тундра, океан, лес, саванна), так и к искусственным комплексам (аквариум). Поэтому для обозначения элементарной природной экосистемы экологи чаще используют термин «биогеоценоз». Т.о. биогеоценоз (БГЦ) – один из вариантов экосистемы. БГЦ – исторически сложившееся функциональное единство живых организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (биотоп) (рис.4.1). Термин был предложен русским учёным В.Н.Сукачёвым и в основном для определения лесных экосистем с одним типом растительного покрова. Поэтому границы БГЦ он устанавливает по границе растительного сообщества (фитоценоза) – важнейшего компонента БГЦ.

Для каждого БГЦ характерен свой тип вещественно-энергетического обмена, о котором речь пойдёт дальше. С этой точки зрения экосистема является более общим понятием, так как в этом употреблении вещественно-энергетический обмен рассматривают, как правило, в «обобщённом усреднённом» классическом, так скажем, представлении; а не в специфичном конкретном. Любой БГЦ в свою очередь является составной частью более крупного природного ландшафта – биома (очень крупная экосистема) и элементарной биотерриториальной единицей биосферы.

Разновидности экосистем

Экосистемы очень разнообразны по составу и размеру. Есть автотрофные (главную роль играют продуценты: фотоавтотрофы или хемоавтотрофы, как в подземных водах) и гетеротрофные (продуцентов нет или их роль незначительна, как в океанских глубинах или на высокогорье) экосистемы. Есть естественные экосистемы, а могут экосистемы быть созданы человеком – пруд, парк, поле, пашня, сад, сенокосы и пастбища, город. К гетеротрофным антропогенным экосистемам можно отнести биологические очистные сооружения, плантации шампиньонов, рыборазводные пруды и т.п..

При классификации экосистем обычно используют признаки растительных сообществ, климатические признаки и характерные признаки местообитаний. Назовём некоторые экосистемы: тундра лишайниковая, тундра моховая, лес хвойный, лес лиственный, лес тропический, степь, болото тростниковое, болото моховое, пойменные луга, суходольные луга, каменистые пустыни, песчаные пустыни, горные леса, эстуарии (устья рек), озеро. Обычно используемая классификация биомов и зависимость их распределения по континентам от климатических условий отражены на рисунках 6.2, 4.9, 12.2. Как видно, прослеживается определённая закономерность, которая названа по имени открывших её учёных «Периодический закон географической зональности А.А.Григорьева-М.И.Будыко» (рис.12.1). Звучит он так: «Со сменой физико-географических поясов Земли аналогичные ландшафтные зоны и их некоторые общие свойства периодически повторяются».

Агроэкосистемы – это особый вид экосистем, создаваемых человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов. Они отличаются от природных экосистем рядом особенностей:

1. резко снижено разнообразие организмов, как растительных, так и животных;

2. культивируемые человеком виды «поддерживаются» искусственным отбором, поэтому неспособны выдержать борьбу за существование с дикими видами;

3. агроэкосистемы получают дополнительный поток энергии и веществ кроме естественного; продукция удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания;

4. здесь вредители уничтожаются, негативные факторы «уменьшаются».

В настоящее время уже более 30% суши на нашей планете занято полями, пастбищами, покосами, садами и т.п. агроэкосистемами. Деятельность людей по их поддержанию становится глобальным экологическим фактором. Условия идеальной эгроэкосистемы – высокопродуктивность и стабильность – с экологической точки зрения несовместимы. Применение мощных ядохимикатов против вредителей (пестицидов) и сорняков (гербицидов) приводит к «бумеранг-эффекту»: часто ещё более массовой вспышке нашествия вредителей в результате подавления, уничтожения не только самого вредителя, но и его естественных врагов.