История термина “экосистема”

Впервые этот термин был употреблен в 1935 году британцем Артуром Тенсли, одним из первых в мире экологов. Позднее он был доработан русским геологом Василием Васильевичем Докучаевым. А с 1944 года в отечественной науке стало общепринятым понятие “биогеоценоз”, введенное Владимиром Николаевичем Сукачевым.
Важно! По своей сути экосистема и биогеоценоз обозначают одно и то же, но в биогеоценозе большее значение уделяется части суши или воды, где располагается флора и фауна.

Строение экосистемы

Экосистема состоит из экотопа (абиотической части) и биоценоза (биотической). Лучше понять связь можно с помощью рис.1. Рис. 1. Экотоп и Биоценоз - схема, предложенная Сукачевым
Рис. 1. Экотоп и Биоценоз - схема, предложенная Сукачевым
Основу биоценоза составляют продуценты - существа, использующие энергию внешних источников для собственных нужд. Продуценты составляют собой первый трофический уровень (порядок). Классический пример продуцента - дерево (рис.2). Оно получает энергию за счет преобразования солнечного света фотосинтеза, а также потребления минеральных веществ из почвы. Второй трофический уровень и последующие формируются за счет консументов. Консументы не способны производить энергию, поэтому получают ее, преобразуя вещества, произведенные другими организмами. Консументы второго трофического уровня поедают организмов первого, консументы третьего питаются консументами второго и так далее. Последний трофический уровень представлен редуцентами - существами, преобразующими неживое органическое вещество в простейшие химические соединения. Типичными представителями редуцентов являются грибы и некоторые виды бактерий.
Важно! Редуценты отличаются от консументов-падальщиков тем, что не оставляют органических непереваренных отходов жизнедеятельности - экскрементов. Они просто преобразуют отмершие останки живых существ в минеральные вещества.
Рис. 2. Пример продуцента и его деятельности
Рис. 2. Пример продуцента и его деятельности

Типы экосистем

Экосистемы делятся на естественные, которые способны самостоятельно поддерживать свое существование, и искусственные, которые существуют благодаря воздействию человека.

Естественные

Они подразделяются на наземные и водные. Основные типы наземных экосистем:
  • Тундра. Наиболее северная экосистема. Характеризуется крайне скудным разнообразием видов, низкими температурами.
  • Тайга. Обладает такими особенностями, как обилие хвойных деревьев, температуры ниже нуля по полгода, кислые почвы.
  • Хвойные леса. Находятся южнее тайги. Отличаются малым количеством кустарников и отсутствием широколиственных деревьев.
  • Смешанные леса. Расположены в умеренном климате. Смесь хвойных и широколиственных деревьев, обилие кустарников.
  • Широколиственные леса. Находятся во влажном и умеренном климате с необходимым уровнем осадков. Отличаются тем, что растения представлены разными видами, образуют ярусы по высоте. В этой зоне встречаются дубы и клены, ясени и вязы, а также дикорастущие фруктовые деревья - груши, яблони.
  • Тропические лиственные леса. Размещены в тропических широтах. Из особенностей можно отметить большое разнообразие флоры и фауны, обилие кустарников.
  • Тропические дождевые (вечнозеленые) леса. То же, что и тропические леса, но уровень осадков - более 2000 мм в год. От тропических лесов отличаются еще большей густотой и обилием высоких деревьев.
  • Саванны. Луга, находящиеся в тропических широтах. Имеют сезон засухи, а также малое количество отдельных деревьев, растущих на значительных расстояниях друг от друга.
  • Прерии (умеренные луга). Расположены в засушливом климате. Крупные деревья и кустарники почти отсутствуют. Имеется травяной покров различной высоты.
  • Степные луга. Расположены вблизи пустынь. Низкая растительность, кустарники и деревья встречаются возле рек и озер.
  • Пустыни. Находятся в засушливом климате. Количество осадков - до 250 мм в год. Высокая температура, засушливость, небольшое разнообразие флоры и фауны.
Основные типы водных систем:
  1. Пресноводная:
    • Лентические. Так называют водоемы со стоячей водой. Обычно это пруды или озера. Флора и фауна в них подвержены стратификации, то есть разделению по месту проживания в определенных слоях водной толщи с разной плотностью. Изменения в них если и происходят, то длительные или сезонные.
    • Лотические. Водоемы с текучей водой. Отсутствие четких структур, какие наблюдаются в стоячих водах. Более или менее равномерное распределение кислорода по всей глубине.
    • Естественные заболоченные водоемы. Болота и их разновидности.
  2. Морские:
    • Океаны.
    • Шельфовые воды.
    • Моря.

Искусственные

К искусственным экосистемам относятся те, которые не способны самостоятельно поддерживать свое существование без вмешательства человека. Развитие промышленности и сельского хозяйства - причина, почему подобных экосистем становится все больше. К ним относятся, например, пашни, сады, огороды или даже аквариумы. Еще одна их особенность - цикл часто не замкнут, так как некоторые компоненты экосистемы человек изымает. Например, пожинает урожай или отбирает скот на убой.

Временные изменения экосистем

Экосистемы, как и все прочее, изменяется со временем. На одном экотопе биоценозы могут сменяться постепенно, в течение нескольких десятков лет, а могут за несколько месяцев или даже дней. (например, в результате лесного пожара). Постепенная смена одних экосистем какими-то другими на одном биотопе называется сукцессией.

Классификация экосистем по масштабу

  • Микроэкосистема. Экосистемы, обладающие самым маленьким размером. Они представляют собой небольшой пруд, дерево и т.д.
  • Мезоэкосистема. Совокупность нескольких микросистем на схожей территории. Например, болото, луг и т.д.
  • Биом. Большая экосистема или совокупность нескольких схожих экосистем. Представляет собой, например, тундровый биом, таежный биом. Всего выделяют от 8 до 30 биомов, в зависимости от классификации.
  • Биосфера. Самая большая экосистема, совокупность всех экосистем планеты. Термин был придуман Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX века, а полноценное учение о биосфере было сформулировано Владимиром Ивановичем Вернадским.
Рис. 3. Экотоны
Рис. 3. Экотоны

Граница между экосистемами

Граница между различными естественными экосистемами в природе часто размыта и сложно определяется. Поэтому системы флоры и фауны, расположенные на плавном переходе между другими экосистемами, принято обозначать термином “экотон”. Экотоны (рис.3) имеют некоторые свойства тех экосистем, между которыми они расположены. Это называется краевым эффектом или эффектом опушки. На рисунке показан наглядный пример взаимодействия экосистем. Так, первые 2 сегмента - это простые экотоны, в которых идут равные гомогенные поверхности. 3 и 4 сегмент уже отображает, как одни биоценозы вторгаются к другим, за счет чего создаются экотоны. 5 и 6 - характеризует окраину лесов или берегов водоемов, то есть экотоны увеличены, но не происходит чрезмерного изменения окружающей среды. А 7 наглядно показывает, как происходит массовое проникновение 2 биоценозов. завершающий 8 - это пример экотона, созданного животными, которые видоизменяют окружающую среду. Подводя итоги вышесказанного, можно сказать, что экосистема действительно хорошо подходит на роль структурной единицы биосферы, так как обладает всеми необходимыми для этого качествами, такими как устойчивость и целостность. Также конкретные условия той или иной экосистемы важны с точки зрения источника и основы для всего живого. Также про экосистемы можно посмотреть в этом видео.