5.Экосистемы
Поняття "экосистема" уведено англійським ботаніком А. Тенсли (1935), що позначив цим терміном будь-яку сукупність спільно, що живуть організмів, і навколишнє їхнє середовище.
По сучасних поданнях, экосистема як основна структурна одиниця біосфери - це взаємозалежна єдина функціональна сукупність живих організмів і середовища їхнього перебування, або врівноважене співтовариство живих організмів і навколишнього неживого середовища. У цьому визначенні підкреслена наявність взаємин, взаємозалежності, причинно-наслідкових зв'язків між біологічним співтовариством і абиотической середовищем, об'єднання їх у функціональне ціле. Біологи вважають, що экосистема - сукупність всіх популяцій різних видів, що проживають на загальній території, разом з навколишнім їхнім неживим середовищем.
В.Н. Сукачевым (1972) як структурна одиниця біосфери запропонована біогеоценоз. Біогеоценози - природні утворення із чіткими границями, що складаються із сукупності живих істот (біоценозів), що займають певне місце. Для водних організмів - це вода, для організмів суши - ґрунт і атмосфера.
Поняття "біогеоценоз" і "экосистема" певною мірою однозначні, але вони не завжди збігаються по обсязі. Экосистема - широке поняття, экосистема не пов'язана з обмеженою ділянкою земної поверхні. Це поняття застосовне до всіх стабільних систем живих і неживих компонентів, де відбувається зовнішній і внутрішній круговорот речовин і енергії. Так, до экосистемам ставляться крапля води з мікроорганізмами, акваріум, горщик із квітами, аэротенк, біофільтр, космічний корабель. Біогеоценозами ж вони не можуть бути. Экосистема може включати й кілька біогеоценозів (наприклад, біогеоценози округу, провінції, зони, ґрунтово-кліматичної області, пояса, материка, океану й біосфери в цілому). Таким чином, не кожну экосистему можна вважати біогеоценозом, тоді як усякий біогеоценоз є екологічною системою.
Масштаби экосистем різні: мікросистеми (наприклад, болотна купина, дерево, покритий мохами камінь або пень, горщик із квіткою й т.п.), мезоэкосистемы (озеро, болото, піщана дюна, ліс, луг і т.п.), макроэкосистемы (континент, океан і т.п.). Отже, існує своєрідна ієрархія макро-, мезо- і мікросистем різних порядків. Біосфера - экосистема вищого рангу, що включає, як уже було відзначено, тропосферу, гідросферу й верхню частину літосфери в межах "поля" існування життя. Вона має громаднейшее розмаїтість співтовариств, у структурі яких виявляються складні сполучення
рослин, тварин і мікроорганізмів з різними способами життя.
У цій мозаїці, насамперед, виділяються экосистемы наземні й водні. Відповідно до сформульованого В.В. Докучаєвим (1896) закону географічної зональності на земній поверхні закономірно поширені різні природні співтовариства, які в комплексі й утворять єдину экосистему нашої планети. У межах великих територій, або зон, природні умови зберігають загальні риси, змінюючись від зони до зони. Клімат, рослинність і тварини розподіляються на земній поверхні в строго певному порядку.
Для наземних экосистем установлена наступна ієрархія: біосфера - экосистема суши - кліматичний пояс - біокліматична область - природна ландшафтна зона - природний (ландшафтний) округ природний (ландшафтний) район - природний (ландшафтний) підрайон - биогеоценотический комплекс - экосистема.
Экосистемы, змінені діяльністю людини, називають агроэкосистемами (полезахисні лісосмуги, поля, зайняті сільськогосподарськими культурами, сади, городи, виноградники й ін.). Їхньою основою є культурні фітоценози - багаторічні й однолітні трави, зернові й інші сільськогосподарські культури. Вони одержують додаткову енергію у вигляді обробки ґрунту, внесення добрив, поливних вод, пестицидів і від інших меліорації, що істотно перетворить ґрунту, змінює видовий состав, структуру флори й фауни. У результаті замість стійких экосистем формуються менш стійкі. Дотації енергії новим агроэкосистемам, можливості меліорації природних экосистем повинні ґрунтуватися на нормах співвідношення ріллі, лугів, лісу й вод відповідно до ґрунтово-кліматичних і господарських умов, а також на законах, правилах і принципах екології.
Розглянемо біогеоценоз - як певний ранг экосистемы, экосистема в границях рослинного співтовариства. Основу экосистемы становлять автотрофні зелені рослини - продуценти (виробники), що синтезують органічні речовини з неорганічних. Результат їхньої діяльності - фіксація сонячної енергії, перетворення її в потенційну енергію хімічних зв'язків синтезованих органічних речовин.
Готову органічну речовину використовують консументы (споживачі) - гетеротрофні організми: растительноядные (консументы I порядку), хижаки (II, ІІІ порядків і т.д.). Накопичена ними біомаса характеризує вторинну продуктивність. Органічні залишки продуцентів і консументов руйнуються гетеротрофними редуцентами (бактеріями, грибами) і перетворюються в мінеральні з'єднання, знову доступні рослинам. Так здійснюється круговорот речовин і енергії в экосистеме
Не можна забувати про те, що экосистемы перебувають у стані динамічної рівноваги й здатні протистояти змінам природного середовища. Порушення будь-якої ланки экосистемы неминуче відіб'ється на экосистеме в цілому, тому втручання в життя экосистемы може привести до її необоротних змін і загибелі.
Все різноманіття экосистем біосфери, особливо планетарних (суша й
океан), а також провінційн і зональних, необхідно вивчати,
зіставляючи їхню продуктивність.
Системний підхід складається з наступних етапів: визначення состава экосистемы й об'єктів навколишнього середовища, які впливають на неї; визначення сукупності внутрішніх зв'язків і зв'язків з навколишнім середовищем. Одним з основних методів є спостереження. Спостереження проводять за станом окремих экосистем і компонентів экосистемы в конкретних умовах (у поле), за їхні взаємозв'язки в різних ландшафтах. Визначають видовий состав всіх організмів экосистем і умови їхнього існування. Установлюють зв'язку між видами, неживими компонентами, між організмами різних видів і природно-кліматичних умов. Особливу увагу приділяють кількісним характеристикам - температурі, вологості, чисельності й щільності популяцій і ін. Виділяють різні залежності, зв'язки між елементами экосистемы й зовнішніми умовами, а також постійно досліджують динаміку (сезонну, річну, багаторічну) всіх організмів экосистем.
Дослідження экосистем у формі спостереження, експерименту, моделювання мають величезне практичне значення для життя людини.
Інформація, отримана в екологічних дослідженнях, може й повинна бути використана людиною з метою захисту навколишнього середовища.
Экосистемы (біогеоценози) - це об'єкти забруднення першого порядку, а сама людина, рослини, тварини, мікроорганізми, що входять у їхній состав є об'єктами забруднення другого порядку. Саме результатом діяльності людини є ті негативні зміни, які ми називаємо забрудненням навколишнього середовища, тобто небажані зміни фізичних, фізико-хімічних і біологічних характеристик повітря, ґрунтів, вод, які можуть несприятливо впливати на життя людини, необхідних йому рослині, тварин і культурне надбання, виснажувати або псувати його сировинні ресурси. Вони переривають або порушують процеси обміну й круговороту речовин, їхню асиміляцію, розподіл енергії, у результаті міняються властивості навколишнього середовища, умови існування організмів, знижується продуктивність або ж руйнуються экосистемы. Прямо або побічно такі перетворення впливають на людину через біологічні ресурси, води й продукти. Завдання людини - зберегти здорове навколишнє середовище для нинішнього й майбутнього поколінь
Питання для самоконтролю:
Назвіть із яких підрозділів складається екология?
Що вивчає демэкология?
Предмет дослідження синэкологии
Що таке экосистема, біогеоценоз?
Список літератури:
Грицай М. В. та інш. Основи екологічної безпеки: Навч. посіб. - Суми: Вид-У Сумду, 2003. - 267 с.
Гумилев Л. Н. Етногенез і біосфера Землі.- Л.: Наука. 1989.196с.
Гюнтер Э. і ін. Основи загальної біології. - М.: Мир, 1982. - 440 с.
Дажо Р. Основи екології. - М.: Прогрес, 1975. -415 с.
Злобш Ю. А., Кочубей Н. В. Загальна екологія: Навч. посіб. - Суми: ВТД "Університ. книга", 2003. - 416 с.