Экосистемы

Наземные (биомы)

Тундра

Тайга

Леса

степи

пустыни

Саванны и др.

Пресноводные

реки

болота

Морские

Открытый океан

Прибрежные воды шельфа

Эстуарии – бухты рек, устья рек лиманы

Глубоководные рифтовые зоны

Районы апвеллинга – с продуктивным рыбоводством

озера

пруды

водохранилища

Рис. 2.2 Некоторые типы природных экосистем

Биогеоценоз – исторически сформированный взаимообусловленный комплекс живых (биоценоз) и неживых (биотоп, экотоп) компонентов определенного участка земной поверхности, связанный между собой обменом вещества и энергии.

Каждому биогеоценозу присущи однородность структуры, состава компонентов, а также определенный характер материально – энергетического обмена между ними.

А

Б

1

2

3

Рис. 2.3 Структурная схема геосистемы (А) и биогеоценоза (Б)

1 – абиотические компоненты; 2 – биота; 3 – взаимосвязи между компонентами.

Термины «экосистема» и «биогеоценоз» – близки, но не являются синонимами.

Экологическая система – это любая совокупность организмов и окружающей их среды. Так, в качестве экосистемы можно рассматривать, например, горшок с цветком, террариум, фитотрон (станция или камера искусственного климата, полностью автоматизированная установка, в которой регулируются все основные факторы роста и развития растений по заданной программе), сооружения биоочистки сточных вод: аэротенки (биофильтры), пилотируемый космический корабль. У всех названных совокупностей организмов и среды отсутствует ряд признаков, приведенных в определении В.Н. Сукачева, и в первую очередь, элемент «гео» – Земля. Биогеоценозы – это природные образования. В то же время биогеоценоз может рассматриваться и как экосистема. Таким образом, понятие «экосистема» шире, чем «биогеоценоз». Любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема есть биогеоценоз.

Эквивалентным понятием биогеоценозу является геосистема (ландшафт, природно-территориальный комплекс) с той лишь разницей, что понятие биогеоценоза более биоцентрично: если в нем живые организмы являются его основой, а неживые компоненты – лишь средой, то в теории о географическом ландшафте все его компоненты (горные породы, грунты, воды, воздух и биоценоз) – равнозначны. (Рис.2.3.)

Каждая экосистема имеет определенную функциональную структуру (рис.2.4.). В нее входят компоненты абиотической и биотической среды. К абиотическим составляющим (совокупность неживых факторов среды) относят: горные породы, режим солнечной радиации, температуру, влажность, давление.

А

Абиотическая компонента

Допустимые синонимы: косная среда, окружающая среда, экотоп, биотоп

Биотическая компонента

Допустимые синонимы:

Живое вещество, биоценоз

А

Экосистема

Близкое понятие

биогеоценоз

экотоп

биоценоз

Б

Рис. 2. 4 Структура экосистемы (А) и биогеоценоза

(по В.Н. Сукачеву,1972) (Б)

Биотическая компонента или биоценоз (К. Мебиус, 1877) - совокупность растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробоценоз), населяющих относительно однородное жизненное пространство (биотоп).

Различают два основных типа биоценозов: естественный и антропогенный. Первый тип – это биотическое сообщество, в функционировании которого отсутствует влияние деятельности человека. Второй тип (или агробиоценоз) – это неустойчивая, искусственно созданная и регулярно поддерживаемая человеком экосистема культурных полей (поля, искусственные пастбища, сады, виноградники и т. п.).

Между биоценозом и биотопом существует тесное взаимодействие, основанное на постоянном обмене веществом и энергией. Этот обмен осуществляют следующие типы организмов по пищевым (трофическим цепям): (рис. 2.5): 1)организмы – продуценты; 2) организмы – потребители (консументы) и 3) организмы – редуценты (деструкторы)

Продуценты

Консументы I порядка

Консументы II порядка

Редуценты

Минеральные вещества

Рис. 2. 5 Схема переноса веществ (сплошная линия) и энергии (пунктирная линия) в природных экосистемах.

Жизнедеятельность биогеоценоза определяется растительностью (фитоценозом). В ней аккумулируется солнечная энергия, под воздействием которой протекают все химические и физиологические процессы. Энергия солнца накапливается только на первом энергетическом уровне – в земных растениях. Остальные уровни служат лишь для дальнейшей передачи и использования этой энергии. Поэтому именно земные растения называют продуцентами.

* Продуценты – это автотрофные (самопитающиеся) организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений, используя солнечную энергию, т.е. синтезирующие органические вещества из неорганической среды (это земные растения, микроскопические водоросли и др.).

* Консументы – это гетеротрофные организмы, которые потребляют первичную продукцию и накопленную в ней энергию, т.е. для них продуценты представляют собой единственный источник питания. Они бывают 1 порядка (растительноядные), 2 порядка (плотоядные), 3 порядка (хищники) и т.д.

* Редуценты (деструкторы) – это гетеротрофные организмы, разлагающие органические остатки в процессе деструкции до неорганических соединений (бактерии, грибы, микроорганизмы).

Именно в однонаправленной последовательности по пищевым (трофическим) цепям от продуцентов к редуцентам (например, трава – кузнечик – лягушка – цапля – коршун или трава – курица – человек – червь) происходит ступенчатая передача биомассы, что обеспечивает постоянный поток свободной энергии (рис. 2.5.).

Взаимосвязь и взаимозависимость всех компонентов биогеоценоза (экосистемы) – это основная его особенность. Поскольку преобразующая антропогенная деятельность направлена прежде всего на биогеоценозы (экосистемы), человек прямо или косвенно влияет на эти связи и может существенно их нарушать.

Каждый человек должен помнить, что в процессе производства он влияет не на «природу» вообще, а на определенные «биогеоценозы». Человек не просто вырубает лес, а уничтожает биогеоценоз, не выбрасывает отходы производства в окружающую среду, а нарушает связи в биогеоценозах, изменяет не природу, а участок экосистемы.

Основной предмет исследований в экологии - взаимосвязи между живыми организмами, их группами разных рангов, живыми и неживыми компонентами экосистем, а также особенности влияния природных и антропогенных факторов на функционирование экосистем и биосферы в целом. Состояние и функционирование экосистемы зависит от динамики экологических факторов. В общем случае фактор – это движущая сила какого- либо процесса или влияющее на организм условие.

Экологический фактор – это любой элемент окружающей среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействие на живой организм, хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития , или любое условие среды, на которое организм отвечает приспособительными реакциями

Таким образом, окружающая среда – это, фактически, набор воздействующих на организм экологических факторов.

Из многих существующих классификаций экологических факторов целесообразно использовать следующую (рис. 2.6.)