Экологические системы 3

Экологические системы

Впервые представления об экологических системах
сформулированы в 30-е гг. А. Тенсли (1935) .
В нашей стране близкое понятие о биогеоценозах сформулировал в 1944 г. В. Н. Сукачев (1880—1967). В наше время под экологическими системами понимают
совокупность живых и неживых элементов на определенной территории.
Экологические системы состоят из живых организмов (биоценозов) и среды обитания — косной (атмосфера) и бикосной (почва, водоем
и т. д.). Они иногда отделены одна от другой, но часто между ними имеются
переходы. Примерами экологических систем являются озеро, лесной массив и т. д.
От экосистем следует отличать биомы, под которыми, как показано выше, понимают
значительные сообщества организмов, приуроченные к определенным географическим
районам с их климатическими и почвенными зонами.

Экологические системы являются элементарными единицами
биосферы . В то же время они являются элементарными единицами биогеохимической активности,
протекающей в биосфере. Любая экологическая система имеет энергетический ввод,
через который в нее поступает энергия солнечного света. Световая энергия,
поступающая в экосистему через ввод, поддерживает порядок в этой системе,
предупреждая повышение энтропии (рис. 213).

Рассмотрим экологическую систему на примере озера (рис. 214). Как и любая экологическая система, озеро
состоит из абиотической и биотической частей.

Абиотическая (неживая) часть экосистемы представлена
воздухом, почвой, водой, растворенными в воде кислородом, двуокисью углерода,
неорганическими солями (фосфаты и хлориды натрия, калия и кальция) и органическими
соединениями. Абиотической частью является также температура, свет, ветер и
гравитация, которые оказывают влияние на живую часть.

Биотическая (живая) часть озера представлена
организмами-производителями (продуцентами), организмами-потребителями
(коксумен-тами) и организмами-разрушителями (редуцентами). Организмами-производителями
являются автотрофы — прибрежная растительность,
водные многоклеточные и одноклеточные плавучие растения (фитопланктон), живущие
до глубин, куда еще проникает свет. За счет энергии, поступающей через ввод,
организмы-производители в процессе фотосинтеза синтезируют органическое вещество
из воды и углекислого газа. Основным показателем мощности экосистемы является
ее продуктивность, под которой понимают массу органического вещества в телах
организмов-продуцентов. Продуктивность экосистемы зависит от количества света,
воды, богатства почвы или воды органическими и минеральными соединениями.

Организмами-потребителями (коксументами) органического
вещества служат гетеротрофы , среди которых различают потребителей первого и
второго порядка. Первичными потребителями служат травоядные животные, вторичными — плотоядные, которые питаются первичными
потребителями. Организмы-разрушители —
это бактерии и грибы, которые разлагают «мертвую» протоплазму (органические
соединения) клеток погибших организмов-производителей и организмов-потребителей
вплоть до низкомолекулярных органических и неорганических соединений.
Органические соединения затем используются самими организмами-разрушителями,
тогда как неорганические — зелеными
растениями. Итак, в экологической системе в процессе ее функционирования
происходит круговорот веществ и энергии.

Мы рассмотрели в качестве экологической системы природную
систему (озеро), не уделяя внимания участия в ней человека. Однако большинство
экологических систем функционирует с участием человека. В связи с этим различают
экологию отдельных индивидуумов и сообществ людей.

Экология отдельных индивидуумов заключается в том, что
каждый индивидуум должен «подогнать» свою внутреннюю физиологию к меняющимся условиям
среды обитания. Индивидуум получает энергию с пищей и расходует ее для
обеспечения своих физических и интеллектуальных усилий, метаболических
процессов, протекающих в организме, роста и т. д. Благодаря нейрогуморальной
регуляции в организме индивидуума поддерживается постоянная температура тела,
оптимальные концентрации воды, кислорода, двуокиси углерода, NaCI, углеводов, белков и других важных соединений.
Проникновению в организм индивидуума патогенных факторов препятствует кожа, антитела, фагоциты
и другие факторы защиты. Органы чувств, нервная система и локомоторные органы
позволяют индивидууму обезопасить пищу, найти друзей, избегать врагов,
создавать ситуацию, наиболее благоприятную для выживания. Каждый индивидуум
способен адаптироваться к измененным климатическим условиям. Все это приводит к
тому, что между внутренней физиологией индивидуума и условиями окружающей среды
устанавливается динамический эквилибриум .

Однако люди объединены в сообщества. В состав этих
сообществ входят также окружающие их растения и животные, которые являются
источником пищи и других необходимых материалов для людей. Следовательно, с
учетом абиотических факторов экологическую систему, в которой функционирует человек, составляют сообщества людей и среда их обитания. Экологические
системы, в которых человек занимает важное место, чрезвычайно разнообразны по
размерам, содержанию и ор