Экосистемы и основы их жизнедеятельности

Для того, чтобы понять – на сколько наши действия вредят биосфере мы не можем изучать ее всю. Поэтому биосфера как бы делится на отдельные частички, которые называются экосистемами. Экосистема (экологическая система) - это сообщество определенной группы организмов (биота или биоценоз), рассматриваемое во взаимодействии с физической средой его обитания (экотопом). Иными словами, это совокупность живых организмов и среды их обитания, связанных причинно-следственными связями, обменом веществ и энергии. Понятие экосистема ввел английский ученый А.Тенсли в 1935 году. Сторонники системного подхода для обозначения природных комплексов использовали и другие термины: биокосное тело (В.И.Вернадский, 1944 год), холон (А.Каспер, 1969 год) и др. А в 1940 году советский ученый А.Н.Сукачев ввел понятие биогеоценоз, которое иногда употребляют как экосистема. Биогеоценоз – однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов в динамическом взаимодействии между ними (обменом веществ и энергии). Но здесь появились новые понятия, такие как сообщество, биоценоз, биота.

Биота или биоценоз – совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой и приспособленностью в условиях окружающей среды.

Сообщество – все популяции живых организмов, занимающие определенный участок и взаимодействующие друг с другом.

Популяция – совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

Особь – наименьшая неделимая единица биологического вида, подверженная действию факторов эволюции.

Вид – естественная биологическая единица, всех членов которой связывает воедино участие в общем генофонде.

Гомеостаз –способность биологической системы к авторегуляции при изменении условий среды.

Экосистема может иметь гигантские размеры (например, море, Уральские горы и др.) или крошечное сообщество живых существ в дождевой луже или в лабораторной колбе. Границы между отдельными экосистемами условны, все зависит от выбора пространственного и временного масштабов рассмотрения, а это определяется установками и задачами исследования.

В экологии сообществ и экосистем развиваются 2 основных направления:

- структурное - анализ структуры сообществ (количество видов или групп, количественное соотношение между ними), их классификация, распределение в пространстве, временная динамика;

- функциональное - анализ потоков вещества и энергии, изменение сообществами абиотической среды на функционирование сообществ.

Распространены два основных взгляда на сообщество:

- органицизм - сообщество - это “сверхорганизм”, обладающий большой степенью целостности, границы между сообществами достаточно четкие;

- редукционизм - целостность сообществ невелика, структура сообществ определяется взаимодействием популяций; резких границ между сообществами нет.

Состав экосистемы представлен двумя группами компонентов: абиотическими - компонентами неживой природы и биотическими – компонентами живой природы.

Абиотические компоненты (или экотоп) – это следующие основные компоненты неживой природы:

- неорганические вещества и химические элементы, участвующие в обмене веществ между живой и мертвой материей (диоксид углерода, вода, кальций, магний, калий, натрий, железо, азот, фосфор, сера, хлор и др.);

- органические вещества, связывающие абиотическую и биотическую части экосистем (углеводы, жиры, аминокислоты, белки, гуминовые вещества и др);

- воздушная, водная или твердая среда обитания;

- климатический режим и др.

Биотические компоненты состоят из трех функциональных групп организмов: