Концепция экосистемы

Любую совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в устойчивой закономерной взаимосвязи друг с другом, называют экологической системой или экосистемой. Термин «экосистема» впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тэнсли. Любая экосистема включает живую часть – биоценоз и его физическое окружение – экотоп (биотоп).

В 1944 г. академиком В. Н. Сукачевым было разработано учения о«биогеоценозе».

Биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая специфику взаимодействий слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией между собой и с другими явлениями природы.

Понятие «экосистема» и «биогеоценоз» близки друг к другу, но не являются синонимами. По определению А. Тэнсли, экосистемы – это безразмерные устойчивые системы живых и неживых компонентов, в которых совершается внешний и внутренний круговорот веществ и энергии. Таким образом, экосистема – это и капля воды с ее микробным населением, и горшок с цветком, и космический пилотируемый корабль, и индустриальный город. Под определение биогеоценоза они не подпадают, так как им не свойственны многие признаки этого определения. Экосистема может включать несколько биогеоценозов. Таким образом, понятие «экосистема» шире, чем «биогеоценоз», то есть любой биогеоценоз является экологической системой, но не всякая экосистема может считаться биогеоценозом, причем биогеоценозы – это сугубо наземные образования, имеющие свои четкие границы.

Экосистема может обеспечить круговорот вещества только в том случае, если включает необходимые для этого четыре составные части:

1) запасы биогенных элементов

2) продуценты

3) консументы

4) редуценты

Продуценты – это зеленые растения, создающие из биогенных элементов органическое вещество, т.е. биологическую продукцию, используя потоки солнечной энергии. Консументы – потребители этого органического вещества, перерабатывающие его в новые формы. В роли консументов выступают обычно животные. Различают консументов первого порядка – растительные виды и второго порядка – плотоядных животных. Редуценты – организмы, окончательно разрушающие органические соединения до минеральных. Роль редуцентов выполняют в биоценозах в основном грибы и бактерии, а также другие мелкие виды, перерабатывающие мертвые остатки растений и животных.

С точки зрения процессов преобразования энергии природная экосистема может рассматриваться как любая физическая система, для которой должны выполняться законы термодинамики. Первый закон гласит, что энергия может превращаться из одной формы (например, света) в другую (например, потенциальную энергию пищи), но не может быть создана или уничтожена. Второй закон утверждает, что не может быть ни одного процесса, связанного с превращением энергии, без потерь некоторой ее части. Определенное количество энергии в таких превращениях рассеивается в недоступную тепловую энергию, а следовательно, теряется.