Определение и понятие экосистемы.
Экологическая система, или экосистема, — основная функциональная единица в экологии.
Термин «экосистема» был введен в употребление А. Тенсли в 1935 г. Экологической системой, или экосистемой, называется совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, обусловленной обменом веществ и распределением потока энергии.
Экосистема — это функциональное единство живых организмов и среды их обитания. Основные характерные особенности экосистемы — ее безразмерность и безранговость.
Единицей классификации экосистем является биом — это крупная, региональная или субконтинентальная природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных (Ю. Одум, 1986).
Каждая экосистема может характеризоваться определенными границами (экосистема елового леса, экосистема низинного болота). Однако само понятие «экосистема» безранговое. Она обладает признаком безразмерности, ей не свойственны территориальные ограничения. Обычно экосистемы разграничиваются элементами абиотической среды, например рельефом, видовым разнообразием, физико-химическими и трофическими условиями и т.н. Размер экосистем не может быть выражен в физических единицах измерения (площадь, длина, объем и т.д.). Он выражается системной мерой, учитывающей процессы обмена веществ и энергии. Термин «экосистема» применяется и по отношению к искусственным образованиям, например экосистема парка, сельскохозяйственная экосистема (агроэкосистема).
Особая экосистема — биогеоценоз — участок земной поверхности с однородными природными явлениями. Составными частями биогеоценоза являются климатоп, эдафотоп, гидротоп (биотоп), а также фитоценоз, зооценоз и микробоценоз (биоценоз).
В отечественной литературе широко применяется термин «биогеоценоз», предложенный в 1940 г. B. Н Сукачевым. По его определению, биогеоценоз — «совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».
В биогеоценозе В.Н. Сукачев выделял два блока: экотоп — совокупность условий абиотической среды и биоценоз — совокупность всех живых организмов (рис. 1). Экотоп часто рассматривают как абиотическую среду, не преобразованную растениями (первичный комплекс факторов физико-географической среды), а биотоп — как совокупность элементов абиотической среды, видоизмененных средообразующей деятельностью живых организмов.
Экосистемы можно разделить по масштабам на: микроэкосистемы (подушка лишайника, дерево в лесу, прибрежные заросли водных растений), мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь, болото, сосновый лес, ржаное поле), макроэкосистемы (континент, океан, море, пустыня) и, наконец, глобальную экосистему (биосфера Земли) или э косферу – интеграция всех экосистем мира.
С целью получения продуктов питания человек искусственно создает агроэкосистемы. Они отличаются от естественных малой устойчивостью и стабильностью, однако более высокой продуктивностью.
Природные экосистемы.
В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем – гидрологические и физические особенности.
А) Наземные экосистемы.
Размещение по земной поверхности основных наземных биомов определяют два абиотических фактора – температура и количество осадков.
1. Тундры (в северном полушарии к северу от тайги).
2. Бореальные хвойные леса (тайга).
3. Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса).
4. Степи умеренной зоны (в Евразии) и их аналоги: прерии (в Северной Америки), пампасы (в Южной Америки), туссоки (в Новой Зеландии).
5. Чапараль.
6. Тропический грасленд и саванны.
7. Пустыни травянистая и кустарниковая.
8. Полувечнозеленые сезонные листопадные тропические леса.
9. Вечнозеленые тропические дождевые леса.
Б) Пресноводные экосистемы:
Распределение организмов в водных экосистемах зависит от степени освещенности. Выделяются следующие зоны:
· литоральная зона (толща воды, где солнечный свет доходит до дна),
· лимническая зона (толща воды до глубины, куда проникает всего 1% от солнечного света и где затухает фотосинтез),
· эвфотическая зона (вся освещенная толща воды – включает литоральную и лимническую зоны),
· профундалъная зона (дно и, толща воды, куда не проникает солнечный свет).
В проточных водоемах выделяют:
· перекаты (мелководные участки с быстрым течением: дно без ила, встречаются преимущественно прикрепленные формы перифитона и бентоса),
· плесы (глубоководные участки: течение медленное, на дне мягкий илистый субстрат и роющие животные).
По количеству проникающего света водоемы подразделяют на две горизонтальные зоны:
· верхнюю или эфотичесую (до 100–200 м),
· нижнюю или афотическую, простирающуюся до больших глубин, где света для фотосинтеза недостаточно.
Лентические экосистемы (озера, пруды, водохранилища и др.).
· Литоральная зона.
· Лимническая зона.
· Профундальная.
2. Лотические экосистемы (реки, родники, ручьи и др.) отличаются от стоячих водоемов следующими особенностями:
· наличие течения;
· более активный обмен между водой и сушей;
· более высокое содержание кислорода и более равномерное его распределение;
· преобладание детритных цепей питания (здесь более 60% энергии консументы получают от привнесенного материала).
3. Заболоченные участки и болота бывают низинные (имеют, как правило, питание подземными водами) и верховые (питаются атмосферными осадками).
В) Морские экосистемы.
1. Открытый океан.
2. Глубоководные рифтовые зоны.
3. Область континентального шельфа является самой богатой в фаунистическом отношении. Прибрежная зона очень благоприятна по условиям питания, даже в дождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни, как здесь.
4. Районы апвеллинга.
