Энциклопедический словарь
юного биолога

       

Экосистема и биогеоценоз

Экосистема (от греческого слова oikos — жилище, местопребывание) — любой природный комплекс (биокосная система). Он состоит из живых организмов (биоценоз) и среды их обитания: косной (например, атмосфера) или биокосной (почва, водоем и т. п.), связанных между собой потоками вещества, энергии и информации. Гниющий пень со всеми его многочисленными обитателями (грибами, микроорганизмами, беспозвоночными) — экосистема небольшого масштаба. Озеро с водными и околоводными организмами (в том числе птицат ми, питающимися водными животными, прибрежной растительностью) — тоже экосистема, но большего масштаба. Самая большая экосистема — вся биосфера в целом.

Схема взаимоотношений компонентов биогеоценоза на участке верхового болота. 1 — расход энергии через транспирацию, испарение, фотосинтез и др.; 2 — подземная фитомасса: сосны — 3 т/га, кустарничков и трав — 2 т/га; 3 — содержание в метровом слое: общего азота — 7,8 т/га, кальция — 2,8 т/га, магния — 0,6 т/га, фосфора — 0,7 т/га, калия — 0,8 т/га; 4 — содержание в 1 г абсолютно сухого торфа: бактерий — около 4 млрд. экз., грибов — около 200 тыс. экз.; 5 — на 1 м2 поверхности болота встречается в среднем: энхитреид — 267 экз., коллембол — 4619, акарин — 668, нематод — 238 экз.

В экосистеме всегда есть энергетический вход и выход. Большая часть энергии для существования экосистем поступает за счет энергии Солнца, первично улавливаемой автотрофами, основную массу которых составляют зеленые растения. По пищевым цепям эта энергия и вещество включаются в круговорот, характерный для каждой экосистемы.

Первичные и вторичные гетеротрофы (травоядные и плотоядные животные) используют накопленную энергию и созданное автотрофами вещество, которое затем вновь поступает в круговорот после его разложения и минерализации гетеротрофами-сапрофитами (грибами, микроорганизмами). Выход из этого круговорота — в осадочные породы (см. Круговорот веществ в природе).

Термин «экосистема» предложил в 1935 г. английский ботаник А. Тенсли. В 1944 г. советский биолог В. Н. Сукачев ввел близкое к нему понятие «биогеоценоз». Биогеоценоз, в понимании В. Н. Сукачева, отличается от экосистемы определенностью своего объема.

Поток энергии, проходящий через лиственный лес.

Экосистема может охватывать пространство любой протяженности — от капли прудовой воды до биосферы. Биогеоценоз — определенный участок территории, через который не проходит ни одна существенная биоценотическая (см. Биоценоз), гидрологическая, климатическая, почвенная или геохимическая граница.

Биогеоценозы — это кирпичики, из которых сложена вся биосфера. На суше границы биогеоценоза обычно выделяют по характеру растительного покрова: изменение растительности маркирует почвенные, геохимические и другие границы.

Размеры биогеоценозов различны — от нескольких сотен квадратных метров до нескольких квадратных километров, а по вертикали — от нескольких сантиметров (на скальных породах) до нескольких сотен метров (в лесах).

Совокупность популяций организмов, входящих в экосистему (обычно в пределах биогеоценоза), жизнь которых тесно связана с каким-то одним, центральным видом, называется консорцией (от латинского слова consortium — сообщество). Обычно в роли центрального вида консорции выступает растение, которое определяет весь характер биогеоценоза: в ельниках — ель, в сосняках — сосна, в ковыльной степи — ковыль и т. д. Связь между центральным видом и остальными в консорции может быть самая разная: через пищевые цепи, как местообитание (лишайник на стволе сосны), создание комфортных микроклиматических условий (влажность, тень под пологом дерева).

Первичная продуктивность основных природных местообитаний (в граммах на 1 м2 поверхности в сутки): а — пустыни; б — луга, глубокие озера, горные леса, пашни; в — леса, степи, орошаемые сельхозугодья, мелкие озера; г — эстуарии, коралловые рифы, интенсивные культуры; д — моря на шельфе; е — глубокие моря.

Биогеоценоз, как и любая другая экосистема, — незамкнутая система, характеризую- щаяся, однако, стабильностью структуры во времени и пространстве. Между соседними биогеоценозами осуществляется обмен веществ в виде обмена газами, водными растворами, твердыми веществами (перенос частиц грунта ветром или водой), а также в своеобразной форме «живого вещества», посредством миграции животных, например. В ходе развития экосистемы закономерно изменяются и сменяют друг друга (см. Сукцессия).

Изучению экосистем посвящен раздел экологии — синэкология, или биогеоценология.

Одна из важных характеристик экосистемы — ее биомасса, т. е. выраженное в единицах массы или энергии количество «живого вещества», приходящееся на единицу площади или объема. Другая важнейшая характеристика экосистемы — ее продуктивность, т. е. количество органического вещества, образуемого в единицу времени. Первичная продуктивность — количество вещества, образуемого автотрофами, колеблется от 0,5 г/м3/сут (в пустынях) до 20 г/м3/сут (на коралловых рифах и некоторых высокоурожайных полях в сельском хозяйстве).

Рейтинг@Mail.ru