Організація (структура) екосистем

Розглянуті вище взаємозв'язку організмів та інші питання організації живої речовини дозволяють дати більш повне визначення екосистеми. Це єдиний природний або природно-антропогенний комплекс, який виступає як функціональне ціле і утворений живими організмами і середовищем існування.

Для того щоб екосистема функціонувала (існувала) необмежено довго, вона повинна мати властивості зв'язування і вивільнення енергії, а також кругообігом речовин. Екосистема, крім цього, повинна мати механізми, що дозволяють протистояти зовнішнім впливам (збурень, перешкод), гасити їх. Для розкриття цих механізмів познайомимося з різними видами структур та іншими характеристиками (властивостями) екосистем.

Блокова модель екосистеми. Будь-яка екосистема складається з двох блоків. Один з них представлений комплексом взаємопов'язаних живих організмів - біоценозів, а другий - факторами середовища - біотопом або екотопів. В такому випадку можна записати: екосистема = біоценоз + біотоп (екотопів). В. Н. Сукачов блокову модель в ранзі біогеоценозу представляв наступною схемою (рис. 6).

Мал. 6 дозволяє повернутися до розгляду відмінностей, характерних для понять "екосистема" і "біогеоценоз. Біогеоценоз, відповідно до визначення автора терміна - В. Н. Сукачова -включає всі представлені на малюнку блоки і їх ланки. Він не мислимо без основної ланки - фитоценоза , або рослинного співтовариства. в той же час екосистема може бути і без рослинного співтовариства, а також і грунтів (наприклад, труп тварини, стовбур дерева в стадіях розкладання і кількістю населення різними організмами). З цим пов'язаний і часовий чинник існування характер ізуемих систем. Біогеоценоз у всіхвипадках потенційно безсмертний, оскільки він весь час поповнюється енергією за рахунок рослинних (фото- або хемосинтезирующих) організмів. Існування екосистеми без рослин закінчується одночасно з вивільненням в процесі кругообігу речовин всієї накопиченої енергії. Ще раз нагадаємо, що будь-який біогеоценоз може бути названий екосистемою, в той час як не кожна екосистема може бути названа биогеоценозом, якщо керуватися тим змістом, який вкладав в поняття "біогеоценоз" ег про автор - В. Н. Сукачов. Треба разом з тим мати на увазі, що в даний час терміни "екосистема" і "біогеоценоз" нерідко розглядаються як синоніми.

Видова структура екосистем. Під видовий структурою розуміється кількість видів, що утворюють екосистему і співвідношення їх численностей. Точних даних про кількість видів, що утворюють екосистеми, немає. Це пов'язано з тим, що важко врахувати видове різноманіття, властиве дрібним організмам (особливо мікроорганізмів). Але в цілому воно обчислюється сотнями і десятками сотень. Видове різноманіття зазвичай тим значніше, чим багатша умови (біотоп), характерні для екосистеми. В цьому відношенні найбагатшими за видовим розмаїттям є, наприклад, екосистеми дощових тропічних лісів. Тільки число видів рослин обчислюється в них сотнями.

Мал. 6. Схема біогеоценозу (екосистеми) по В. Н. Сукачова

Багатство видів залежить також від віку екосистем. Молоді екосистеми, що виникають, наприклад, на такому ізна

чільного безжиттєвому субстраті, як відвали порід, які з глибинних шарів земної кори при видобутку корисних копалин, вкрай бідні видами. Надалі в міру розвитку екосистем їх видове багатство збільшується. Але в добре сформованих екосистемах воно може трохи зменшуватися. До цього часу зазвичай виділяється один або 2-3 види, які явно переважають за чисельністю особин. Наприклад, в ялиновому лісі - ялина, в змішаному - ялина, береза і осика, в степу - ковила і типчак. Ці види займають більшу частину простору, залишаючи менше місця для інших видів.

Види, явно переважають за чисельністю особин, звуться домінант (лат. Домінантіс - панівний). Поряд з домінантами в екосистемах виділяються види-едифікатори (лат. Едіфікатор - будівельник). До них відносять ті види, які є основними образователями середовища. Зазвичай вид-домінант одночасно є і едифікатором. Наприклад, ялина в ялиновому лісі поряд з домінантністю володіє високими едіфікаторнимі властивостями. Вони виражаються в її здатності сильно затінювати грунт, створювати кисле середовище своїми кореневими виділеннями і при розкладанні мертвої органічної речовини утворювати специфічні для кислого середовища підзолисті ґрунти. Внаслідок високих едіфікаторних властивостей їли під її пологом можуть жити тільки види рослин, які здатні миритися з мізерним освітленням (тіньовитривалі і тіньолюбні). У той же час під пологом ялинового лісу домінантою може бути, наприклад, чорниця, але вона не є суттєвим едифікатором.

Видове різноманіття - дуже важлива властивість екосистем. З ним, як зазначалося вище, пов'язана стійкість систем до несприятливих факторів середовища. Різноманітність забезпечує як би підстрахування, дублювання стійкості. Вид, який присутній в числі одиничних екземплярів, при несприятливих умовах для широко представленого виду, в тому числі і домінантного, може різко збільшити свою чисельність і таким чином заповнити простір, що звільнився (екологічну нішу), зберігши екосистему як єдине ціле, хоча і з дещо іншими властивостями.

Трофічна структура екосистем. Ланцюги харчування. Будь-яка екосистема включає кілька трофічних (харчових) рівнів, або ланок. Перший рівень представлений рослинами. Їх називають автотрофами (грец. Аутос - сам; трофо - їжа) або продуцентами (лат. Продуція - створює). Другий рівень представлений тваринами організмами. Їх називають гетеротро-фамі (грец. Геторос - інший), фитофагами (грец. Фітон - рослина, фагосом - пожирає) або коісументамі першого порядку. Третій рівень (іноді четвертий, п'ятий) представлений хижаками (зоофаги) або консументами другого (третього, четвертого) порядку. Останній рівень в основному представлений організмами і грибами, що харчуються мертвим речовиною. Їх називають сапрофагов (грец. Сапрос - гнилої) або редуцентамі (лат. Редуцере - повертати).

Взаємопов'язаний ряд трофічних рівнів представляє ланцюг харчування, або трофічну ланцюг (рис. 7). Головне властивість ланцюга харчування - здійснення біологічного кругообігу речовин і вивільнення

Ріс.7.Функціональная структура екосистеми

(ланцюг харчування) і круговорот речовини в ній

запасеної в органічній речовині енергії. Важливо підкреслити, що ланцюг харчування не завжди може бути повною. У ній можуть бути відсутні рослини (продуценти). Така ланцюг харчування характерна, як зазначалося вище, для спільнот, що формуються на базі розкладання трупів тварин або рослинних залишків, наприклад, що накопичуються в лісах на грунті (лісової підстилки).

У ланцюзі харчування дуже часто відсутні або представлені невеликою кількістю тварини (гетеротрофи). Наприклад, в лісах відмирають рослини або їх частини (гілки, листя та ін.) Відразу включаються в ланка редуцентов, які розкладають органічну речовину до вихідних мінеральних речовин і вуглекислоти, завершуючи кругообіг.

Виходячи з положення: різноманітність - синонім стійкості, можна зробити висновок, що екосистеми з більш довгими ланцюгами харчування характеризуються підвищеною надійністю і більш інтенсивним кругообігом речовин.

| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |