2. Экосистемы

Экосистема - это совокупность видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать необозримо длительное время.

В экосистему включают две важнейшие составляющие – биоценоз и биотоп.

Биотоп – это природное, относительно однородное жизненное пространство, которое включает минеральные и органические вещества, климатические факторы, физико-химические свойства субстрата.

Биоценоз – биологическая система, представляющая собой совокупность популяций разных биологических объектов, населяющих определенный биотоп и связанных с ним обменом веществ и энергии. Биоценоз совместно с биотопом образует диалектическое единство экосистемы, устойчивость которой определяется гомеостазом между  биотопом и биоценозом

Примером экосистемы может служить пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, донными отложениями, с характерными для него изменениями температуры, количества растворённого в воде кислорода, состава воды и т.п., с определённой биологической продуктивностью.

 Биологическая продуктивность, экологическое и общебиологическое понятие, обозначающее воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав экосистемы; в более узком смысле — воспроизведение диких животных и растений, используемых человеком. Биологическая продуктивность реализуется в каждом отдельном случае через воспроизведение видовых популяций растений и животных, идущее с некоторой скоростью, что может быть выражено определённой величиной — продукцией за год (или в иную единицу времени) на единицу площади (для донных водных организмов) или на единицу объёма (для организмов, обитающих в толще воды). Продукция определённой видовой популяции может быть отнесена также к её численности или биомассе. Биологическая продуктивность различных водных экосистем проявляется во многих формах. Человек обычно заинтересован в повышении биологической продуктивности экосистем, т.к. это увеличивает возможности использования биологических ресурсов природы. Однако в ряде случаев высокая биологическая продуктивность может приводить к вредным последствиям (например, чрезмерное развитие в высокопродуктивных водах фитопланктона определённого видового состава — сине-зелёных водорослей в пресных водах, токсичных видов перидиней — в морях).

Перидинеи:

Пирофитовые водоросли: 1 - Peridinium bipes; 2- Polikrikos schwrtzii; 3-Pyrocystis lunula; 4 – Dinotrix paradoxa; 5- Cryptomonas sp.	Панцирные жгутиконосцы:  a – Gyrodinium pavillardi; б – Ceratium hirudinella.

Пирофитовые водоросли живут в пресных водах и морях, где служат пищей беспозвоночным животным; могут быть причиной цветения воды и гибели рыб. Видовой состав панцирных жгутиконосцев разнообразнее в тропиках, но биомасса их в северных морях почти в 100 раз выше, чем в южных. Часть видов панцирных жгутиконосцев вызывает цветение воды, свечение моря, окраску прибрежного песка.

Экосистема характеризуются видовым составом, численностью особей отдельных видов, их биомассой, распределением и сезонной динамикой. Начиная с 40—50-х гг. 20 в. развернулись исследования, позволяющие количественно характеризовать функциональные особенности экосистем, прежде всего цепи питания, через которые осуществляется биологическая трансформация вещества и энергии. Количеств. выражение интенсивности и эффективности этих процессов с помощью современной методов, в частности математического моделирования экологических систем, — необходимая основа решения актуальных вопросов рационального использования биологических ресурсов природы и сохранения среды обитания человека.

Существование экосистемы возможно благодаря постоянному притоку энергии извне - таким источником энергии, как правило, является солнце, хотя не для всех экосистем это справедливо. Устойчивость экосистемы обеспечивается прямыми и обратными связями между ее компонентами, внутренним круговоротом веществ и участием в глобальных круговоротах.

Знание о функционировании экосистем, механизмах их устойчивости чрезвычайно важно для понимания роли человека в биосфере, планирования природоохранной деятельности и определения оптимальных нагрузок на естественные экосистемы. Такие важные понятия как биологическое разнообразие, устойчивость биосферы теснейшим образом связаны с пониманием того, как устроены экосистемы и почему они устойчивы.