57

Тема 5. Биогеоценозы (экосистемы)

1. Определение понятия “биогеоценоз” и «экосистема»

2. Структурная и функциональная организация экосистем

2.1. Структурная организация экосистем

2.2. Функциональная организация экосистем

3. Энергетика экосистем и их продуктивность

3.1. Поток энергии и круговорот веществ в экосистемах

3.2. Трофические цепи и сети питания

3.3. Экологическая пирамида

3.4. Биологическая продуктивность экосистем

4. Динамика и стабильность экосистем

4.1. Суточная и годовая динамика экосистем

4.2. Экологические сукцессии

4.3. Стабильные и нестабильные экосистемы

5. Основные типы экосистем

5.1. Наземные экосистемы

5.2. Водные экосистемы

5.3. Различия водных и наземных экосистем

1. Определение понятий «биогеоценоз» и «экосистема»

Биоценоз образует с биотопом биологическую макросистему еще болеет высокого ранга – биогеоценоз.

Термин «биогеоценоз» был предложен в 1940 году русским экологом В.Н. Сукачевым.

Биогеоценоз (от греч. bios – жизнь, geo – земля, koinos – общий) – это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых организмов (биоценоз) и условиями среды обитания (биотоп), объединенных обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

В зарубежных странах такие природные комплексы называют экологическими системами (экосистемами).

Термин «экосистема» был предложен в 1935 году английским экологом А. Тенсли.

Экосистема (от греч. oikos – дом, жилище, местообитание, systema - сочетание, объединение) – это безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии.

«Экосистема» и «биогеоценоз» - понятия сходные, но не тождественные.

В обоих случаях это устойчивые, взаимодействующие системы живых организмов и среды, в которых совершается поток энергии и круговорот веществ.

Однако, «экосистема» является понятием безразмерным и применяется как к простым системам (капля воды с ее микробным населением, муравейник и др.), так и к сложным искусственным (аквариум, водохранилище, пшеничное поле, космический корабль и др.) и естественным комплексам, какими являются биогеоценозы (тундра, леса, степи, луга, реки, озера, болота и др.).

Биогеоценоз отличается от экосистемы определенностью своего объема, так как всегда связан с определенной частью земной поверхности.

Поэтому, если экосистема может охватывать пространство любой протяженности, - от капли воды с ее микробным населением до биосферы в целом, то биогеоценоз пространственно определяется границами растительного сообщества – фитоценоза.

Иными словами, биогеоценоз – это экосистема в границах фитоценоза.

Следовательно, понятие «экосистема» шире, чем «биогеоценоз», т.е. любой биогеоценоз является экологической системой, но не всякая экосистема может считаться биогеоценозом.

Для обозначения элементарной природной экосистемы используется термин «биогеоценоз».

Природные экосистемы (биогеоценозы) могут формироваться на любом участке земной поверхности.

Экосистемы суши называются наземными экосистемами или биомами.

Биомы – это основные типы наземных экосистем, отличающиеся характером растительности.

По биомной классификации обычно выделяют такие наземные биомы:

• тундра (арктическая и альпийская)

• хвойные леса

• листопадный лес умеренной зоны

• степь умеренной зоны

• тропическая саванна

• пустыни (травянистая и кустарниковая)

• вечнозеленый тропический дождевой лес

Экосистемы гидросферы называются водными экосистемами.

В водных экосистемах, где растительность малозаметна, в основе выделения экосистем находятся главные физические характеристики среды (пресные и соленые воды, стоячие и текучие воды).

Водные экосистемы можно классифицировать по следующим признакам:

Пресноводные экосистемы, к которым относятся:

• лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и т.д.

• лотические (текучие) воды): реки, ручьи и т.д.

• заболоченные угодья: болота, болотистые леса.

Морские экосистемы, к которым относятся:

• открытый океан (пелагическая зона)

• воды континентального шельфа (прибрежные воды)

• эстуарии (прибрежные бухты, проливы и устья рек, где смешивается соленая и пресная вода)

• морские побережья

Все природные экосистемы (биогеоценозы) связаны между собой и вместе образуют живую оболочку Земли – биосферу, которую можно рассматривать как глобальную экосистему Земли.

Природные экосистемы (биогеоценозы) обычно не имеют четких границ и переходят друг в друга постепенно, образуя довольно обширную переходную (пограничную) зону, которая называется экотоном.

Примерами экотонов для наземных экосистем могут служить:

• переходные зоны между лесом и лугом (опушка леса), между лесом и степью (лесостепь), между лесом и тундрой (лесотундра), между лесами с различными видами-эдификаторами (смешанные леса) и др.

Промежуточное положение между наземными и водными экосистемами занимают:

• эстуарии (устья рек или заливы океанов, где смешивается соленая и пресная вода), морские побережья, подвергающиеся воздействию приливов и отливов;

• прибрежные и внутренние переувлажненные земли (болота, степные блюдца и др.), которые временно или постоянно заполнены водой.

Экотон, занимая промежуточное положение между экосистемами, отличается особыми условиями. Он включает в себя представителей видов растений и животных обеих смежных экосистем, а также нередко такие виды живых организмов, которые не встречаются в этих экосистемах.

В результате экотон обладает большим разнообразием живых организмов, чем близлежащие территории.

В условиях научно-технического прогресса деятельность человека преобразует природные экосистемы (биогеоценозы), что приводит к появлению искусственных экосистем, к которым относятся:

Агроэкосистемы (агробиогеоценозы или агроценозы) – это сообщество живых организмов, созданное для получения сельскохозяйственной продукции и регулярно поддерживаемое человеком.

Агроэкосистемы характеризуются незначительным количеством видов, но высокой их численностью.

Примерами агроэкосистем являются сельскохозяйственные поля, огороды, сады, парки, лесные насаждения, пастбища, пруды и водохранилища, каналы и осушенные болота и др.

Нообиогеоценозы (нооценозы) – это природно-промышленные системы, возникающие в результате промышленной деятельности человека (топливно-энергетические комплексы, промышленные предприятия и др.).

Эколого-экономическая система – это ограниченная определенной территорией часть техносферы, в которой природные, социальные и производственные структуры и процессы связаны взаимоподдерживающими потоками вещества, энергии и информации.

Урбоэкосистемы (урбобиогеоценозы) – это искусственные экосистемы, возникающие в результате поселений человека (крупные города, поселки и др.).

В настоящее время изучению структуры и динамики искусственных экосистем уделяется большое внимание, так как количество их на Земле постоянно увеличивается и уже в обозримом будущем естественных экосистем практически не останется.