Впервые представления об экологических системах были изложены в 30-е гг. прошлого века А. Тексли (1935). В нашей стране близкое по содержанию понятие о биоценозах сформулировал В.Н. Сукачев (1944).
В современном понимании экологические системы (экосистемы) представляют собой совокупность живых и неживых элементов на определенной территории. Экологические системы - это элементарные единицы биосферы. Таковы озеро, лесной массив и т. д. Любая экосистема:
- имеет энергетический вход, через который в нее поступает солнечная энергия;
- испытывает те же динамические процессы, что и ее популяции и сообщества: цикличность, смену популяций и биоценозов и др.
Цикличность — это суточная, сезонная и многолетняя периодичность внешних условий и проявление внутренних (эндогенных) ритмов организмов, флуктуации популяций:
- суточные циклы наиболее выражены в условиях климата высокой континентальности
- сезонная цикличность проявляется в "выпадении" групп животных и целых популяций, которые впадают в спячку, период диапауз или оцепенений;
- многолетнюю цикличность вызывают изменения (флуктуации) климата.
В развитии экосистем большую роль играет сукцессия. Благодаря различным изменениям в экосистемах появляются новые виды растений и животных, одни экосистемы разрушаются, а затем на этом месте появляется новая экологическая система.
Главными составляющими в экосистеме считаются абиотические параметры — это могут быть элементы минерального питания, вода и свет для растений, элементы рельефа и т. п.
Особая роль в развитии экосистемы принадлежит процессам взаимодействия живых и неживых компонентов.
Между экосистемами обычно нет четких границ и одна экосистема постепенно переходит в другую. Большие экосистемы состоят из экосистем меньшего размера.
Самой большой экосистемой выступает биосфера — оболочка планеты. Русский ученый В.И. Вернадский доказал, что живые организмы за 4 млрд лет существования их на Земле произвели огромные преобразования: в атмосфере появился кислород, раковины моллюсков образовали осадочные горные породы. Под влиянием жизнедеятельности организмов в биосфере постоянно происходит круговорот воды, кислорода, азота, фосфора и других веществ.
Однако усиливающееся влияние человека на природу приводит к нарушению круговорота веществ, что влечет за собой глобальное ухудшение состояния биосферы.
В экосистеме в процессе эволюции устанавливается постоянный баланс процессов синтеза и распада органических веществ.
Каждая экосистема, как правило, состоит из 4 основных компонентов:
- абиотическая (неживая) среда - вода, газы, минеральные вещества, гумус;
- продуценты (производители) — живые существа, способные из неорганических веществ производить органические вещества. Это в основном зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза за счет солнечной энергии вырабатывают органические вещества для своего питания;
- консументы - потребители растительной продукции. Их, в свою очередь, подразделяют на:
• консументы первого порядка — питаются только растениями;
• консументы второго порядка — животные, питающиеся только мясом;
- редуценты (разлагатели) — группа организмов, разлагающих остатки существ: растительные остатки и трупы животных. В процессе их жизнедеятельности все эти остатки превращаются в исходное сырье — воду, минеральные вещества и углекислый газ.
Ландшафт
Ландшафт, как географическое понятие, представляет собой территориально ограниченный участок суши, в пределах которого все компоненты природы тесно взаимосвязаны, образуют характерное единое целое и существуют как замкнутые системы.
Ландшафты подразделяют на горные, лесные, степные, пустынные, тундровые. В пределах этих типов существуют комплексные и переходные типы ландшафтов (лесостепь, горно-лесные и т. д.).
С точки зрения экологии выделяют следующие виды ландшафтов:
- антропогенный ландшафт. Сложился на базе природных ландшафтов в результате хозяйственной деятельности и проживания на них человека. Это такие природно-территориальные комплексы, в которых на всей или большей части территории происходят коренные изменения под воздействием деятельности человека. К элементам антропогенных ландшафтов относятся почвы, растения, рельеф, города, поселки, промышленные объекты;
- аграрный ландшафт — это сравнительно однородная по своему составу территория антропогенного ландшафта, используемая под полевые культуры, луга, пастбища, плодовые и овощные культуры. Таким образом, аграрный ландшафт является частью антропогенного ландшафта. Поэтому агроландшафт выступает основным объектом исследования и оценки в агроэкологии.
На землях сельскохозяйственного использования выделяют следующие элементы ландшафта:
- фация — это элементарная единица агроландшафта, т. е. элементарный природно-территориальный комплекс. Расположена в пределах одного элемента рельефа с одинаковыми типами почвы, составами почвообразующих пород, гидротермическим режимом и одним биоценозом;
- подурочище — природно-территориальный комплекс, который состоит из сопряженных (взаимосвязанных) по своему положению, составу и свойствам 1 мм рельефа, одной экспозиции склона, с одинаковым гидротермическим режимом и т. д.;
- урочище — природно-территориальный комплекс, отличающийся от окружающих участков какими-либо значительными признаками (болото, лес среди поля). Простое урочище расположено на одном элементе рельефа с почвенно-растительным покровом;
- сложное урочище — состоит из подурочищ и отдельных фаций.
Местность и ее типы
Местность — это природно-территориальный комплекс, состоящий из урочищ и фаций, образующих характерное пространственное сочетание в границах одного ландшафта (лесостепная долина, равнина, овражно- балочная система).
Различают следующие типы местности:
- плакорный (т. е. плоский, равнинный) тип — это водоразделы со склонами до 2°;
- междуречный тип — незатронутые эрозией местности иногда с высокими возвышенностями и неглубоким залеганием грунтовых вод (до 3—5 м); часто заболоченные на севере и засоленные на юге страны; в
лесостепной и степной местности этот тип представлен черноземно- луговым, иногда с наличием участков леса;
- останцево-водоразделъный тип — отличается наличием на водоразделах бугров и сопок; используется преимущественно под пастбища и естественные сенокосы;
- пологосклонный тип - до 3—5°; слабо-покатый (5-10°); покатый (10-15°) и сильно-покатый (более 15°);
- надпойменно-террасовый тип - формируется на надпойменных террасах, расположен в незаливаемых водой частях долины реки. Характерные урочища этого типа местности: пары, пески, сухие плоскодонные балки, степные западины;
- пойменный тип (пойма) - урочища, расположенные в заливаемой части. Используются под сенокосы, пастбища и огороды.
