Существуют два основных подхода к выделению экосистем:

1. Функциональный подход (при котором главное внимание уделяется вопросам функционирования системы, а не особенностям её строения)

Экосистема (от греч. oikos – жилище, местопребывание и systema – сочетание, объединение), экологическая система – живые организмы и среда их обитания, функционирующие (и изучаемые) как единое целое, как единая биокосная система, способная поддерживать земную жизнь. Основная функциональная единица в экологии. Иногда экологию называют «учением об экосистемах».

  • Функциональное понятие экосистема (по Ф. Эвансу, 1956) применимо к объектам разного размера и сложности, в которых наблюдается закономерное взаимодействие живого и неживого, – как к биосфере или Мировому океану, так и к гниющему пню или пересыхающей луже с её обитателями. Критерии, позволяющие установить границы экосистемы, заранее жестко не заданы (они определяются самим исследователем), поэтому количество экосистем и их расположение для любой территории заранее не регламентировано и зависит от целей и задач исследования.

  • Сказанное выше вовсе не означает, что «экологическая система не имеет границ». В Федеральном законе Российской Федерации «Об охране окружающей среды» специально подчеркивается, что «естественная экологическая система – объективно существующая часть природной среды, которая имеет пространственно-территориальные границы и в которой живые (растения, животные и другие организмы) и неживые её элементы взаимодействуют как единое функциональное целое и связаны между собой обменом веществом и энергией».
  • В современной экологии абсолютно преобладает представление об экосистеме как основной функциональной единице, что отличается от первоначального использования термина.

Характеризуя экосистему как основную функциональную единицу в экологии, американский эколог Ю. Одум (1986) подчеркивает следующие моменты:

«Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение неразрывно связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии. Любая единица (система), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создаёт чётко определённые биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями, представляет собой экологическую систему, илиэкосистему.


Экосистема – основная функциональная единица в экологии, поскольку в неё входят и организмы, и неживая среда – компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые для поддержания жизни в той форме, которая существует на Земле. Если мы хотим, чтобы наше общество перешло к целостному решению проблем, возникающих на уровне биомов и биосферы, то должны прежде всего изучать экосистемный уровень организации. Экосистемы представляют собой открытые системы, поэтому важной составной частью концепции являются среда на выходе и среда на входе».

2. Хорологический подход (при котором выделяется наименьшая самостоятельная ячейка биосферы Земли, подобная клетке в живом организме, элементарная пространственная (хорологическая) единица). Такую экосистему мы будем называтьбиогеоценозом (по В.Н. Сукачёву, 1942) или элементарной экосистемой.

Основоположником биогеоценологии (и ряда других научных направлений в ботанике, общей биологии и географии) был выдающийся ученый, академик Владимир Николаевич Сукачёв (1880 – 1967 гг.). Он писал: «… С начала 20-го века в зарубежных странах идёт разработка не только понятия географического ландшафта, но и близкого к биогеоценозу понятия об экосистеме. … Эти термины не вполне равнозначны, но все они применяются к природным объектам, близким между собой. …За рубежом наиболее распространён термин «экосистема», а у нас – «биогеоценоз» … среди географов бытует также термин «фация» (ландшафтная) … 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 свою, особую специфику взаимодействия этих слагающих её компонентов … (Сукачёв, 1964).


Понятие биогеоценоз (по В.Н. Сукачёву), строго говоря, применимо лишь к элементарным природным единицам, своеобразным ячейкам или клеточкам биогеосферы. Критерии, позволяющие установить границы биогеоценоза (элементарной экосистемы), заранее жестко заданы, поэтому их количество и расположение для любой территории строго регламентировано.

По положению в пространстве (хорологически) биогеоценозу приближённо соответствуют: в геохимии ландшафта –элементарный ландшафт (по Б.Б. Полынову, 1956); в ландшафтоведении – ландшафтная фация.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЛАНДШАФТ (по Б.Б. Полынову) – «определённый элемент рельефа, сложенный одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определенным растительным сообществом. Все эти условия создают определённую разность почвы …». Соответствует понятиям ландшафтная фация и биогеоценоз.

ЛАНДШАФТ ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ – основная категория территориального деления географической оболочки, одно из фундаментальных понятий географии, природная система. Ландшафт географический – конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и закономерным набором морфологических частей – фаций и урочищ.

iv>

ФАЦИЯ ЛАНДШАФТНАЯ – элементарная морфологическая единица ландшафта, структурная часть урочища. Обычно совпадает с одним элементом мезорельефа (например, вершиной холма, верхней частью его северного склона и т. п.) или с отдельной формой микрорельефа и характеризуется однородностью материнской породы, микроклимата, водного режима, почвы и расположением в пределах одного биоценоза.

УРОЧИЩЕ – сопряженная система ландшафтных фаций, объединяемых общей направленностью процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате.

Общие свойства экологических систем

Источник: ozl.mgou.ru

Общая концепция понятия

Что такое экосистема? Что входит в это понятие? Значение слова объясняется довольно просто: это система, заселенная живыми организмами в естественных для них условиях обитания, внутри которой происходит постоянный обмен информацией и энергией.

Кто является основоположником концепции экосистемы
Владимир Николаевич Сукачев

Есть разные типы экосистем, однако общий принцип одинаков: в ней есть биотоп – региональный компонент, имеющий одинаковый ландшафт, местность, климат, и биоценоз – обитатели группы, постоянно проживающие в данном биотопе. Раздельно эти два понятия рассматривать просто не имеет смысла, так как биотоп и биоценоз не существуют отдельно друг от друга. А вот они вместе образуют природную схему, под названием биогеоценоз. Это понятие ввел в научный обиход ученый-биолог В.Н. Сукачев.

Поскольку природные системы способны существовать очень длительное время, для них важна слаженная работа всех составляющих, правильные обменные процессы, а также взаимодействие с окружающей средой – для освобождения накопившейся энергии и подпитки извне. Разнообразие экосистем велико, каждая из них индивидуальна, но все они имеют общие факторы – построение и составляющие.

Экосистемой называют отдельную структурную единицу, объединяющую биотические и абиотические факторы, которая имеет свою линию саморазвития, обеспечения жизненно важными материалами и определенную организацию.

Типы экосистем

Системы обмена различными веществами могут быть разных видов.

Какие бывают экосистемы по источнику происхождения компонентов? Их всего две: природные и искусственные.

Живая группа представляет собой полностью автономный комплекс живых организмов, обитающих в комфортных условиях. В такой структуре все ее составляющие выполняют свою функцию самостоятельно, без какого-либо вмешательства извне. Подобная концепция экосистемы носит название естественной или природной.

>

А вот антропогенные группы в биологии имеют полностью искусственное происхождение, часто их именно так и называют – искусственными. Каковы существенные признаки такой системы? Все очень просто: они были созданы искусственно, человеком. Обитатели экосистемы здесь не могут сами обеспечить необходимый обмен информацией и собственные условия проживания, все это поддерживается извне.

Теперь рассмотрим подробнее, в чем различие этих двух видов.

Естественная

Естественные экосистемы дополнительно подразделяются по методу получения энергии извне. Одна группа является полностью зависимой от энергии солнца, вторая – получает питание не только от солнечного светила, но и из других источников дополнительно.

Экология сообществ и экосистем, на сто процентов зависящих от небесного светила, не особенно продуктивна в плане переработки веществ, однако обходиться без них невозможно. Функции экосистемы подобного типа формируют климат на планете и общее состояние воздушного слоя вокруг Земли. Обычно природные комплексы существуют в своем естественном виде, занимают большие территории, такие, какими они были созданы.

Природные биомы подразделяют на три основные группы:

  1. Наземная,
  2. Пресноводная,
  3. Морская.

Кто является основоположником концепции экосистемы
Глубоководная котловина Черного моря – пример морского биома

Каждая из них основана на естественных и экологических факторах, а их совокупная работа является главным условием возникновения и существования глобальной экосистемы. Данные типы умышленно разбиты в экологии по условиям существования – таким образом единая экосистема слагается из основных возможных сред обитания в природных условиях. В данном контексте будут, безусловно, интересны примеры экосистем из каждой группы.

Наземные

Крупные наземные экосистемы, известные как естественные:

  • тундра,
  • хвойный лес,
  • пустыня,
  • саванна.
Кто является основоположником концепции экосистемы
Тундра

Таких представителей достаточно много, общий смысл их понятен: это природная система, расположенная на земле и полностью самостоятельно функционирующая.

Пресноводные

Пресноводная группа более разнообразна и включает в себя еще несколько отдельных типов:


  1. Лентические экосистемы. К ним относят объекты со стоячей водой, чаще всего это пруды или озера. Подвержены стратификации, поскольку вода в таких водоемах практически не движется – кроме небольших по времени, сезонных периодов. Поэтому подобные биомы, хотя и важны для экологии планеты, но по действию своему довольно статичны и имеют длительный срок обменных процессов.
  2. Лотические экосистемы. Здесь как раз наоборот – речь идет о текучих водах: различные виды рек, ручьи и тому подобные. Благодаря своему основному свойству – течению – такие группы более активны, чем предыдущие. Из-за того, что воды не застаиваются, здесь более объемный обмен между водой и сушей, а также равномерный круговорот кислорода по всей площади.
  3. Заболоченные естественным образом водоемы. То есть, собственно, сами болота и их разновидности. Различаются по признаку расположения: могут быть низинными – их основа это подземные воды, или верховыми – образованными где угодно, даже после проливных дождей или других природных катаклизмов.
Кто является основоположником концепции экосистемы
Верховое, переходное и низинное болота в пойме рр. Манкурка и Боровая — болотный комплекс верхового типа

Концепция функционирования у пресноводных биомов совершенно аналогичная наземным: совокупность живых организмов в своей природной среде обитания, выполняющих обменные процессы внутри экологического комплекса.

Морские

Морской тип, соответственно, включает в себя:

  • океаны,
  • моря,
  • шельфовые воды,
  • другие водоемы с морской водой.

Кто является основоположником концепции экосистемы
Тихий океан — самый большой по площади и глубине океан на Земле

Это – основные типы естественных систем. Однако, в природе встречаются и некоторые другие – их количество настолько мизерное, что освещать их нет смысла.

Каждая из природных систем обладает собственным климатом, растительностью и животным миром.

Искусственная

Однако живая экосистема не всегда может полностью функционировать самостоятельно, зачастую при потере хотя бы одного из ключевых факторов она обречена на гибель. Жизнь экосистемы будет постепенно угасать, выводя из цепочки очередные ее звенья до тех пор, пока она не перестанет функционировать совсем.

Так происходило в ранние периоды развития природных процессов, до тех пор, пока в их естественное течение не вмешался человек. Именно с его участием и были созданы, так называемые антропогенные природные комплексы – их также называют искусственными.


Такие виды экосистем на деле очень похожи, имеют одинаковый принцип действия и смысловую нагрузку, главной особенностью искусственного типа является то, что основная, решающая роль в ней принадлежит вмешательству извне.

Пример экосистемы антропогенного типа найти не сложно – они везде.

Возьмем сельское или фермерское хозяйство. С одной стороны, все процессы в них происходят естественным образом: семена растений созревают под воздействием солнечного ультрафиолета и обмена веществ почв, воздуха и осадков. Но в то же время, человеческая составляющая влияния здесь неотъемлема: аграрная обработка почв, уничтожение вредителей, сбор урожая – каждый фактор играет существенную роль в жизни этого комплекса, и он не может быть обеспечен природой самостоятельно.

Кто является основоположником концепции экосистемы
Фермерское хозяйство в Тюменской области

Говоря об искусственных комплексах, нельзя упустить из виду городские и промышленные экосистемы. Это яркие примеры антропогенных групп.

В частности, городские экосистемы возникали в последнее время в процессе урбанизации населения – из сельскохозяйственных угодий жители перебирались в города, создавая крупные, в том числе и промышленные центры. Последние имеют огромный негативный вклад в экологию всей нашей планеты.

Индустриально загрязненные города – настоящая угроза экологическому состоянию Земли, всех ее сфер. Они не только убивают возможность протекания естественных процессов в природе, но и оказывают свое вредное воздействие на прилегающие к ним регионы, постепенно выживая натуральную природную среду.

Яркий пример промышленных экосистем – район Донбасса и ему подобные. По сравнению с ними обыкновенные городские экосистемы – хоть и искусственные, но не насколько угрожающие для экологии.

Примеры

Понятие экосистемы существует в науке уже давно, и с течением времени схема экосистемы постепенно усложняется. Это происходит и по естественным причинам, и из-за вмешательства прогрессивных аспектов. К понятию данного термина вполне подходит обозначение совокупности факторов, взаимодействующих друг с другом и создающих свой круговорот обмена веществ и информации.

Рассмотрим основные экосистемы земли и их особенности. Самая большая экосистема на Земле – биосфера планеты, так называется совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом, используя биотическую и абиотическую модели поведения.  

Экологическая система в природе – это: массивы естественных насаждений, образующие различные типы лесов – тайга, лиственные и сосновые леса. Функция экосистемы в данных случаях обеспечивается наличием группы организмов, отвечающих за ее жизнеспособность. Здесь обязательна взаимосвязь живых организмов и компонентов неживой природы: представителей фауны, растительной флора, которой они питаются, бактерий, живущих за счет получения питательных веществ из мертвого органического вещества.

Примеры экосистем антропогенного типа найти еще проще! Здесь также основная роль отводится естественным процессам, однако протекают они не самостоятельно. Типы и составляющие таких комплексов, могут быть какими угодно.

Самый простой пример экосистемы в этом разделе – обычный аквариум. Вроде бы он и совершенно естественен (у него живая экосистема из рыб, моллюсков, растений, воды и воздуха), но фактор, формирующий тип антропогенной схемы здесь – человек. От него поступает корм обитателям аквариума, он же обеспечивает освещение, очистку и другие необходимые факторы.

Кто является основоположником концепции экосистемы
Аквариум

Или возьмем пример огорода, который по сути своей близок к понятию естественного процесса: овощи растут из семян, используя природный механизм. Определение антропогенности здесь элементарное – это натуральная схема, созданная человеком.

Отдельный пример искусственных комплексов – инженерные экосистемы. Сюда в первую очередь нужно отнести очистные сооружения, ветряные мельницы, горные экосистемы, созданные людьми. Здесь неживые части экосистемы вырабатывают или преобразуют энергетические потоки специально для обеспечения жизнедеятельности человечества.

Также нельзя не отметить колоссальное влияние на экологию, которое оказывают техногенные экосистемы. Концепции их таковы, что деятельность любого подобного комплекса приносит пользу человечеству и прогрессу, но в то же время наносит, зачастую непоправимый, вред естественным экосистемам планеты, экологической обстановке в отдельных регионах, всему живому и объектам неживой природы, в том числе.

Источник: ecobloger.ru

Вопрос 6. Пространственная структура екосистем

Самым простым критерием, с помощью которого можно выделить две главных компоненты экосистемы, является критерий жизни, т. е. в экосистеме следует видеть две компоненты: живую (биотическую) и неживую (абиотическую). Обе компоненты тесно связаны и взаимодействуют друг с другом. Абиотические компоненты лимитируют и регулируют жизнедеятельность и само существование живых организмов. Они находятся как вне, так и внутри живых организмов и образуют постоянный поток между биотической и абиотической компонентами.

Однако такой подход дает, по существу, мало информации, поэтому используют другие критерии, связанные с пространственной характеристикой, а также с функционированием экосистем.

Популяции, входящие в состав биоценоза, вступают в сложные взаимоотношения, которые не исчерпываются трофическими. Пространственная структура биоценоза обусловливает образование топических связей.

Пространственные масштабы биоценоза отражает понятие о биотопе.

Биотоп — определенное трехмерное пространство в экосистеме, т. е. имеет как горизонтальную, так и вертикальную структуру.

Совокупность биоценоза и биотопа — биогеоценоз.

В биогеографии выделяют крупномасштабные пространственные структуры, характерные для обширных климатических зон, называемых биомами.

Вертикальную структуру биоценоза называют ярусами. Так, Ю. Одум выделяет два трофических яруса: верхний – автотрофный(растения,фиксирующие энергию света,использующие простые неорг.соединения и накапливающие органические) и нижний – гетеротрофный(использование сложных органических соединений)

В конечном итоге органические вещества, синтезированные автотрофами, возвращаются в среду в виде неорганических и вновь вовлекаются в круговорот. В результате этих процессов образуется постоянный поток биогенных элементов и органических соединений между ними.

Горизонтальная структура биоценоза отражается в неравномерном распределении популяций по площади, что обусловлено различиями состава почв, обеспеченностью водой и минеральными веществами.

Источник: StudFiles.net