3. Понятия «Экосистема» и «Популяция»

В связи с тем, что экология является наукой, изучающей общие закономерности функционирования систем различного уровня и их взаимосвязей, возникла необходимость введения термина, обозначающего эти взаимодействия. Термин "экосистема" был введен английским геоботаником Э. Тенсли в 1935 г. для обозначения сообществ живых организмов и среды их обитания, объединенных в единое целое.

Современная экология дает следующую трактовку термина:

ЭКОСИСТЕМА - это пространственно-определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенная вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями. Таким образом, экосистема имеет пространственно-территориальные границы, в которых живые элементы (растения, животные) и неживые ее элементы взаимодействуют, как единое функциональное целое и связаны между собой путем обмена веществом и энергией.

Экосистемы могут быть естественными и искусственными, изолированными и открытыми, наземными и водными, сложными и простыми. Для простых экосистем, с небольшим количеством элементов, применяют термин «биогеоценоз» - это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и неживых компонентов и динамическим взаимодействием между ними (например, березовая роща, сосновый бор, ковыльная степь, тундра, сфанговое болото и т.п.).

Экосистема состоит из абиотической (неживой) составляющей (ландшафт, климат, почва), которая называется БИОТОП, и биотической (живой) составляющей, которая является совокупностью всех живых организмов, и называется БИОЦЕНОЗ. Биоценоз состоит из множества растений, животных и микроорганизмов. Составляющие биоценоза называются автотрофы и гетеротрофы.

АВТОТРОФЫ – самопитающиеся организмы (растения), которые образуют органическое вещество своего тела из неорганических веществ (СО2, Н2О, минеральных веществ) в результате фотосинтеза и хемосинтеза. Они являются основными производителями органической продукции или продуцентами.

ГЕТЕРОТРОФЫ – это организмы, потребляющие готовое органическое вещество или использующие продукты жизнедеятельности других организмов. Их подразделяют на консументы I группы (растительноядные животные – фитофаги); консументы II группы (плотоядные животные – зоофаги, хищники); паразиты – это организмы, живущие за счет веществ, выделяемых организмом хозяина; детритофаги – питаются мертвой органикой; редуценты – это бактерии, завершающие деструктивную работу по разложению органики до исходных веществ (СО2 , Н2О и минеральных веществ).

Растения используют в ходе фо­тосинтеза, в среднем, лишь около 1% солнечной энергии света. Животное, съев­шее растение, получает запасен­ную им энергию не полностью. Часть пищи не переваривается и выделяется в виде экскрементов. Обычно усваивается от 20 до 60% растительного корма. Усвоенная энергия идет на поддержание жиз­недеятельности животного. Работа клеток и органов сопровождается выделением тепла, поэтому значи­тельная доля энергии пищи вскоре рассеивается в окружающее про­странство. Лишь небольшая часть усвоенной пищи идет на рост, т. е. на построение новых тканей, на запасы в виде отложения жиров. У молодых животных эта доля несколько боль­ше, чем у взрослых. Следовательно, уже на первом этапе происходит значительная по­теря энергии из пищевой цепи. Хищник, съевший растительнояд­ное животное, представляет третий трофический уровень. Он получает только ту часть энергии из энергии, накопленной растением, которая задержалась в теле его жертвы в виде прироста. На этапе передачи по пищевой цепи теряется примерно 90% вещества и энергии, и только около одной десятой доли ее переходит очередному потребителю. Это правило передачи энергии в пищевых связях организмов называют правилом десяти процентов.

Совокупность особей одного биологического вида, населяющих одну территорию, имеющих общий генофонд и возможность свободно скрещиваться, называется ПОПУЛЯЦИЕЙ.

Экосистемы подчиняются следующим основным закономерностям:

1. Чем разнообразнее биотоп, тем больше видов содержит экосистема.

2. Чем больше видов содержит экосистема, тем меньше особей в популяции каждого вида.

3. Чем более разнообразен биоценоз, тем более устойчива экосистема.

4. Агроценозы с земледельческими монокультурами неустойчивы и не способны самоподдерживаться.

5. Если из экосистемы исчезает какой-либо вид, то на его месте оказывается другой, более адаптированный вид, выполняющий те же функции – это правило замещения.

6. Если изменяется географическая обстановка в результате природной катастрофы или деятельности человека, то биоценоз последовательно изменяется до восстановления первоначальной экосистемы - это правило сукцессии (последовательного изменения и замещения).

Экосистема не может существовать без какой-либо своей части, и, если один вид исчезает, то экосистема может разрушиться. Однако, естественные экосистемы обладают большим запасом прочности и способны к самовосстановлению.