Понятие экосистемы, биогеоценоза, биогеоценологии. Структурно-функциональная организация экосистем

Глава 6

УЧЕНИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ (БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ)

6.1. Понятие экосистемы,  биогеоценоза, биогеоценологии

Основной объект экологии – экологические системы, или экосистемы. Экосистема – это основная структурная и функциональная единица биосферы.

     Экосистема – это пространственно-определенная совокупность организмов разных видов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями.

Совокупность физико-химического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) образует экосистему. Биотоп включает в свой состав почву (эдафотоп), воду (гидротоп) и воздух с климатическими факторами (климатотоп).

Термин «экосистема» ввел в науку английский ученый А.Тенсли (1935).

Он предложил следующую формулировку экосистемы:

Экосистема = Биотоп + Биоценоз

Термин «экосистема» можно применить к объектам разной степени сложности – от капли воды до реки, озера, луга, леса, океана и всей планеты Земля в целом.

Естественная  экосистема характеризуется тремя признаками: 1 – она представляет собой совокупность живых и неживых компонентов; 2 – в пределах экосистемы осуществляется полный цикл круговорота веществ и энергии, начиная с продукции органического вещества и кончая его минерализацией; 3 – экосистема сохраняет устойчивость в течение определенного промежутка времени.

Параллельно с термином «экосистема» в экологии применяется термин «биогеоценоз», который ввел  в науку выдающийся русский ученый академик В.Н.Сукачев в 1942 г. Он является основоположником науки о биогеоценозах – биогеоценологии.

По определению В.Н.Сукачева биогеоценоз – это исторически сложившаяся совокупность на известной протяженности земной поверхности однородных природных явлений – атмосферы, горной породы, гидрологических условий, растительного и животного мира, мира микроорганизмов и почвы.  Это элементарная наземная  экосистема, единица биосферы, главная форма существования природных экосистем.

Таким образом, экосистема - это  исторически сложившаяся совокупность биоценоза и биотопа, основу которой составляет метаболизм ее компонентов – обмен веществом и энергией.

По определению А.Тенсли экосистема – это любая совокупность организмов разных видов, органических и неорганических компонентов, в которых возможно осуществление круговорота веществ и превращение энергии. Поэтому понятие «экосистема» шире, чем понятие «биогеоценоз».

6.2.  Структурно-функциональная организация экосистем

Экологическая система представляет собой непрерывно обновляющееся при смене поколений и меняющее среду обитания сообщество, живущее за счет притока энергии и круговорота веществ, организуемого самим сообществом. Экосистема может существовать только при условии движения через нее потока вещества, энергии и информации.

Экосистема представляет собой структурно-функциональное единство биоценоза и биотопа.

Каждая экосистема имеет свое материально-энергетическое обеспечение и определенную структуру, основанную на пищевых (трофических) взаимоотношениях в определенных физико-химических условиях среды.

Эта структура образована несколькими группами автотрофных и гетеротрофных организмов (продуценты, консументы, редуценты), каждая из которых выполняет свою работу в круговороте веществ и энергии.

В экосистеме все организмы связаны между собой и образуют пищевые (трофические) цепи и пищевые (трофические) сети.

Каждый биогеоценоз характеризуется определенным видовым составом, пространственным размещением и функциональными особенностями в конкретных условиях биотопа.

По размерам можно выделить микроэкосистемы (гниющее дерево в лесу); мезоэкосистемы (болото, сосновый лес, озеро); макроэкосистемы (океан, море, пустыня).

6.3. Основные типы экосистем

Все экосистемы планеты Земля можно разделить на 3 группы в зависимости от условий существования: 1 – наземные, 2 – пресноводные, 3 – морские.

     Классификация экосистем. Американский эколог Ю.Одум (1986) предложил следующую классификацию экосистем:

Наземные экосистемы (биомы):

1.  Тундра (арктическая и альпийская).

2.  Бореальные хвойные леса.

3.  Листопадный лес умеренной зоны.

4.  Тропические степи (грасленд) и саванны.

5.  Чаппарель – регионы с дождливой зимой и засушливым летом.

6.  Пустыня (тропическая и кустарниковая).

7.  Полувечнозеленый тропический лес (влажный и сухой).

8.  Вечнозеленый тропический дождевой лес.

Пресноводные экосистемы:

1.  Летнические (стоячие воды): озера, пруды.

2.  Лотические (текучие воды): реки, ручьи.

3.  Заболоченные угодья (болота и болотистые леса).

Морские экосистемы:

1.  Открытый океан (пелагическая зона).

2.  Воды континентального шельфа (прибрежные воды).

3.  Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством).

4.  Эстуарии, или лиманы (прибрежные бухты, проливы, устья рек).

Наземные экосистемы. Наземные экосистемы представлены крупными сочетаниями экосистем однородных ландшафтных и природно-климатических регионов – биомами.  Главным фактором выделения биомов является особенность растительности определенного региона.

По определению американского эколога Ю.Одума биом– это крупная региональная или субконтинентальная биосистема, характеризующаяся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта (например, биом лиственных лесов умеренного пояса).

Биом – это природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных, составляющих географическое единство.

Биом  представляет собой объединение наземных экосистем определенных природно-климатических зон (тундры, тайги, степей, пустынь, тропических лесов и др.). Для разграничения биомов используют различия в физико-географических