Конспект урока: Экосистемная организация живой природы

Рис. 1. Портрет А. Тенсли

Биогеоценоз и экосистема

 

Термин «экосистема» впервые был предложен английским экологом А. Тенсли в 1935 г. Экосистемы считаются основными структурными единицами природы на Земле.

Для обозначения подобных систем на однородных участках суши русский геоботаник В. Н. Сукачёв в 1942 г. предложил термин «биогеоценоз».

Рис. 2. Портрет В. Н. Сукачёва

 

Как видно из приведённого определения, биогеоценоз включает две структурные части — биоценоз и биотоп. Каждая из этих частей состоит из определённых компонентов, которые между собой взаимосвязаны.

 

Биогеоценоз и экосистема — близкие понятия, обозначающие биосистемы одного уровня организации. Однако они не являются синонимами.

Рис. 3. Схема биогеоценоза

Экосистемы имеют разную степень сложности, разные масштабы, они могут быть естественными (природными) и искусственными (созданными человеком). Экосистемы не имеют определённой размерности. Гниющий пень с населяющими его беспозвоночными, грибами и бактериями представляет собой экосистему небольшого масштаба ( микроэкосистема ). Озеро с водными и околоводными организмами является экосистемой среднего масштаба ( мезоэкосистема ). А море с его многообразием водорослей, рыб, моллюсков, ракообразных — экосистема крупного масштаба ( макроэкосистема ).

Биогеоценоз отличается от экосистемы территориальной ограниченностью. Его границы определяются наземным растительным покровом ( фитоценозом ). Изменение растительности свидетельствует об изменении условий в биотопе и о границе с соседним биогеоценозом. 

Например, переход от древесной растительности к травянистой свидетельствует о границе между лесным и луговым биогеоценозами. Биогеоценозы выделяют только на суше, так как их обязательным компонентом является почва.

С точки зрения обеспечения питательными веществами биогеоценозы более автономны (независимы от других биогеоценозов), чем экосистемы. В каждом из устойчивых (существующих длительное время) биогеоценозов осуществляется достаточно полный круговорот веществ, сопоставимый по характеру с круговоротом веществ в биосфере планеты Земля, но только в гораздо меньшем масштабе. Экосистемы же более открыты для притока и оттока вещества и энергии. Это ещё одно отличие биогеоценозов от экосистем.

Следовательно, понятие «экосистема» более широкое, чем «биогеоценоз». Экосистемой можно назвать любой биогеоценоз, а вот биогеоценозом можно назвать только наземные экосистемы.

Компоненты экосистемы

Круговорот веществ в экосистеме возможен благодаря наличию в каждой системе следующих четырёх обязательных компонентов:

1. Абиотический компонент , или экотоп , — это определённая территория или акватория со всем набором и особенностями почв, грунтов, воды, микроклимата и других факторов, т. е. комплекс факторов неживой природы;
    
2. Продуценты , или производители , — это автотрофные организмы, которые в процессе жизнедеятельности синтезируют из неорганических веществ органические соединения, используя в качестве источника углерода углекислый газ. 
   
   Биомассу, образованную в экосистеме автотрофными организмами, называют первичной продукцией . Она служит пищей и источником энергии для остальных организмов сообщества. Основными продуцентами являются зелёные растения, использующие главный источник энергии на Земле — солнечный свет.
   
   Для каждой крупной экосистемы характерны свои специфические растения, осуществляющие фотосинтез, т. е. свои продуценты;
    
3. Консументы , или потребители , — это гетеротрофные организмы, которые используют синтезированную продуцентами биомассу для собственной жизнедеятельности. Съедая и перерабатывая растения, консументы получают энергию и образуют вторичную продукцию экосистемы.
   
   К консументам относят самые разные живые организмы — от микроскопических бактерий до крупных млекопитающих, от простейших до человека. С точки зрения структуры экосистемы и той роли, которую играют разные консументы в поддержании её равновесия, всех консументов можно разделить на несколько подгрупп.
    
4. Редуценты , или разлагатели , — это организмы, перерабатывающие мёртвое органическое вещество ( детрит ) в минеральные соединения, которые снова могут быть использованы продуцентами. 
   
   Плесневые грибы и почвенные бактерии разлагают мертвую органику (детрит) до минеральных веществ. Например, древесина гниёт и разлагается в процессе жизнедеятельности грибов и бактерий.
   
   Когда грибы и другие редуценты отмирают, они сами превращаются в детрит и служат пищей и источником энергии для других редуцентов.

Наличие данных компонентов является обязательным условием стабильного существования любой экосистемы, так как благодаря их взаимодействию обеспечивается главное свойство экосистем — способность к самоподдержанию.