Экосистемы и их роль в организации биосферы.

Определение экосистемы предложено английским фитоценологом А. Тенси (1935), который сформулировал его так:

«экосистема = биотоп + биоценоз».

Экосистема - совокупность специфического физико-химического окружения (биотопа) и живых организмов (биоценоза), объединенных в единое функциональное целое, которое возникло на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными компонентами.

Биотоп - неорганический субстрат, на котором развиваются организмы (группировка организмов) или участок земной поверхности (суши или водохранилища) с однотипными условиями среды, занятой определенными группировками организмов - биоценозом.

Биоценоз - популяции (группы организмов определенного вида), которые занимают этот участок суши или водохранилища. Биоценоз включает в себя сосуществование растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробоценоз), которые могут находиться в разных соотношениях (симбиоз, паразитизм и т.д.) и по разному приспособленные к условиям окружающей среды (например, биоценоз озера, леса и т.д.)

В ЭС (экосистема) живые и косные вещества связаны между собой обменом веществ и энергии. Понятие экосистемы применяется к природным объектам различной сложности и размерности: Мировой океан или небольшое озеро (или даже аквариум), тайга или участок дубовой рощи и т.д. Различают;

- микроэкосистемы (ствол гниющего дерева),

- мезоэкосистемы (коралловый риф),

- макроэкосистемы (весь океан).

- глобальные ЭС (биосфера в целом).

Можно предположить, что существует две модели окружающей среды: открытая и закрытая (замкнутая).

Замкнутая модель окружающей среды создана природой миллионы лет тому назад и предусматривает целиком безотходное производство.

Открытая модель окружающей среды начала существовать с тех пор, когда человек провозгласил себя «царем природы». С того времени он начала поворачивать течения рек, выравнивать горы, насыпать терриконы, загрязнять отходами окружающую среду. Например, легковушка на 1000 км пробега сжигает столько кислорода, сколько нужно человеку для дыхания в течение года; при этом этот автомобиль способен выбросить в атмосферу до 20 кг вредных веществ. 97% всех лесных пожаров возникает по вине человека. После посещения человеком природных ландшафтов костер не зарастет травой на протяжении 5-7 лет, консервная банка - больше 90 лет, целлофановый пакет - больше 200 лет, стекло - больше 1000 лет.

Биогеоценоз. Термин «биогеоценоз» был предложен российским ученым В.М. Сукачовым (1944). Очень точное определение предложили Е. М. Лавренко и М. В. Дилис (1968):

«Биогеоценоз – это экосистема в пределах фитоценоза».

Существует несколько вариантов определения биогеоценоза, однако все они, по-сути сводятся к тому, что биогеоценоз - это участок земной поверхности с относительно однородной растительностью, животным миром, климатическими и грунтовыми условиями; эти вместе взятые компоненты рассматривают как единый организм. Определения «биогеоценоза» и «экосистемы» можно считать синонимами лишь в том случае, когда они рассматриваются как биоценоз, который занимает определенный участок земной поверхности с подобными атмосферными, литосферными, гидросферными и педосферными условиями, характеризуется однородностью взаимосвязей, взаимовлияний внутри биоценоза, а также связей с его средой обитания, наличием в этом комплексе живой и неживой природы, кругооборота вещества и энергии.

Итак, биогеоценоз - это совокупность растительного, животного мира, микроорганизмов и определенного участка земной поверхности, которые связаны между собой обменом веществ и энергии.

Экотон. В ЭС (биогеоценозов) нет четких границ и между двумя соседними экосистемами выделяется переходная зона, где характеристики обеих экосистем перекрещиваются. Эти переходные зоны называются экотонами ( между лесом и степью, между степью и пустыней, между озером и лесом и т.д.).

Биом. Сложное и тесное взаимодействие между климатом, живыми организмами и физическим субстратом приводят к образованию характерных региональных группировок или больших системно-географических подразделов в пределах почвенно-климатических зон, то есть биомов. Наиболее значительные биомы: тундра; хвойные леса; лиственные леса; степи; районы с мягкой дождевой зимой и длинным жарким и сухим летом, с вечнозелеными растениями с жесткой, толстой листвой; пустыни. Биомы - это большей частью поверхности, чем объемы, поэтому БС нельзя рассматривать как совокупность континентальных и морских биомов.

Экологические факторы. Жизнь живых организмов зависит от экологических факторов, которые делятся на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы включают климатические (солнечная радиация, изменение освещенности, влажность атмосферного воздуха и количество осадков, оптимальный газовый состав воздуха, температура, ветер и атмосферное давление) и эдафические (количество в грунте элементов минерального потребления, содержание гумуса, насыщенность грунта воздухом и химический состав этого воздуха, рН грунтового раствора и др.). Абиотические компоненты составляют экотоп.

К биотическим факторам относится вся совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие, как внутри видов, так и между видами. Наиболее распространенным межвидовым отношением является хищничество - поедание одних видов другими; сюда можно отнести и поедание растений, и паразитизм – питание одного организма другим, но без немедленной гибели хозяина. Очень распространен также коменсализм, при котором один вид питается остатками пищи другого. В отдельных случаях такое «сотрудничество» доходит до мутуализма, или симбиоза, при котором организмы один без одного существовать не могут (например, симбиоз бобовых растений с бактериями-азотфиксаторами; растения создают для бактерий специальные пузырьки на своих корнях и обеспечивают их углеводами, а бактерии обеспечивают растения нитратом). Очень распространена конкуренция, как между видами, так и внутри видов за пищу, свет, воду, территорию и жилье. При таком типе взаимоотношений, как аменсализм, один организм (ингибитор) губит другой (аменсал), не получая для себя никакой выгоды; человек все больше становится не только хищником, но и ингибитором по отношению к живым организмам.

Разнообразие форм человеческой деятельности (запланированной и случайной, современной и прошлой) которые меняют биотические и абиотические элементы природы являются антропогенные факторы. Вообще антропогенные факторы - это влияния человека на ЭС, которые предопределяют у ее компонентов (биотических и абиотических) существенные отклики (реакции).

Среда, окружающая человека – это совокупность на данный момент физических, химических, биологических, а также социальных факторов, способных осуществлять прямое или косвенное, немедленное или отдаленное влияние на живые существа и деятельность человека.

Среда, окружающая человека представляет собой систему ландшафтов (биогенных, абиогенных и техногенных) или территориальных образований.