1 Визначення екосистеми. Властивості екосистеми. Структура екосистеми. Різноманітність екосистем біосфери
Предметом екології є вивчення умов закономірностей існування, формування і функціонування екосистем. Об'єктом екології є екосистема.
Термін екосистема був запропонований А. Тенсли в 1935 році, який вважав, що екосистема - це єдина відкрита функціональна система, утворена організмами і середовищем їхнього життя з якої вони активно взаємодіють.
Екосистема - це будь-яка сукупність живих істот і середовище їхнього життя, об'єднана в єдине функціональне ціле, що виникає на основі взаємозалежності та причинно-наслідкових зв'язків, що існують між окремими екологічними компонентами.
Сукупність специфічного фізико-хімічного оточення (біотопу) з спільнотою живих організмів (біоценозів) і утворює екосистему.
Тенсли запропонував наступне співвідношення
Біотоп + біоценоз = екосистема.
Екосістема- система живих організмів і навколишніх їх неорганічних тіл, пов'язаних між собою потоком енергії і кругообігом речовин (рис. 2).
Біотоп - певна територія з властивими їй абіотичних факторів середовища проживання (клімат, грунт). Біогеоценоз - сукупність біоценозу і біотопу (рис. 1). Термін «екосистема» був запропонований англійським вченим А. Тенсли (1935), а термін «біогеоценоз» - російським вченим В.М. Сукачова (1942).
Мал. 2. Функціональна схема екосистеми
«Екосистема» та «біогеоценоз» - поняття близькі, але не синоніми. Біогеоценоз - це екосистема в межах фітоценозу. Екосистема - поняття більш загальне. Кожен біогеоценоз - це екосистема, але не кожна екосистема - біогеоценоз. У нашій країні і за кордоном ідея про взаємозв'язок і єдність всіх явищ і предметів на земній поверхні, т. Е. Про природних комплексах, виникла в якійсь мірі майже одночасно, з тією лише різницею, що в СРСР вона розвивалася як вчення про біогеоценозах , а в інших країнах - як вчення про екосистему.
Біогеоценоз і екосистема - поняття подібні, але не тотожні. В обох випадках - це взаємодіючі сукупності живих організмів і середовища, але екосистема - поняття безрозмірне. Мурашник, акваріум, болото, біосфера в цілому, кабіна космічного корабля і т. П все це екосистеми. У вітчизняній літературі прийнято характеризувати біогеоценоз як екосистему, межі якої визначені фітоценозів, т. Е. Звужений до меж фітоценозу ділянку биогеоценотического покриву Землі. Іншими словами, біогеоценоз - це окремий випадок, певний ранг екосистеми. Біогеоценоз - складний природний комплекс живих істот, що знаходяться в залежності від неорганічного середовища і взаємодіючих з нею матеріально-енергетичними зв'язками. За своєю сутністю це динамічна, врівноважена, взаємопов'язана і стійка в часі система, яка є результатом тривалої і глибокої адаптації складових компонентів і в якій може здійснюватися кругообіг речовин. Біогеоценоз - не просте сукупність живих організмів і їх середовища проживання, а особлива, узгоджена форма существова-ня організмів і навколишнього середовища, діалектична єдність усіх екологічних компонентів, об'єднаних в єдине функціональне ціле на основі взаємозалежності та причинно-наслідкових зв'язків. Біогеоценози земної кулі утворюють биогеоценотический покрив, який вивчає биогеоценология. Засновником цієї науки був видатний радянський вчений В. М. Сукачов. Сукупність усіх біогеоценозів (екосистем) нашої планети створює гігантську глобальну екосистему, яка називається біосферою.
Біогеоценози можуть формуватися на будь-якій ділянці земної поверхні, сухопутному і водному. Біогеоценози бувають степовими, болотними, луговими і т. Д.
Єдина екосистема нашої планети називається біосферою. Біосфера - екосистема вищого порядку.
Виділяють мікро, мезо і мегаекосістеми ЕС.
При цьому менші за розміром входять в якості підсистем в більші функції, утворюючи ієрархію в якій кожен рівень організації взаємопов'язані з відсутністю чітких меж між ними таким чином ієрархія екосистеми в біосфері та їх взаімоподчіняемость в порядку укрупнення і ускладнення. Звідси випливає в міру об'єднання компонентів в більші у нових одиниць, виникають якісно нові властивості, які відсутні на попередньому рівні. Прикладом мегаекосістеми (глобальної) є біосфера.
Структурна організація екосистеми
Структурою екосистеми прийнято називати сукупність її системоутворюючих зв'язків. З огляду на характер взаємодій між біотичних і абіотичних компонентами, можна виділити кілька аспектів єдиної внутрішньої структури екосистеми:
- енергетичну (сукупність енергетичних потоків в екосистемі);
- речову (сукупність потоків речовини);
- інформаційну (сукупність внутріекосістемних інформаційних потоків);
- просторову (що характеризує просторовий розподіл потоків енергії, речовини та інформації всередині екосистеми);
- динамічну (визначальну зміна внутріекосістемних потоків у часі).
З точки зору трофічної структури екосистему можна розділити на два яруси - автотрофний і гетеротрофних (по Ю. Одум, 1986).
1. Верхнійавтотрофний ярус, або «зелений пояс», що включає рослини або їх частини, що містять хлорофіл, де переважають фіксація енергії світла, використання простих неорганічних сполук і накопичення складних органічних сполук.
2. Ніжнійгетеротрофний ярус, або «коричневий пояс» грунтів і опадів, що розкладаються речовин, коренів і т.д. в якому переважають використання, трансформація і розкладання складних з'єднань.
З біологічної точки зору в складі екосистеми зручно виділити наступні компоненти (по Ю. Одум, 1986):
повітряне, водне та субстратную середовище;