6.4. Экосистема и биогеоценоз
В истории экологии 20-40-е годы XX столетия примечательны тем, что именно в это время многие экологи искали ту основную структурную единицу природного целого, которая может лежать в основе биосферных процессов. Англичанин Тенсли предложил такой единицей считать экосистему. В России, а затем и в Советском Союзе развитие теоретической экологии шло по несколько иному руслу.
Еще в 1899 г. В.В. Докучаев писал, что в последнее время все больше формируется и обособляется одна из наиболее интересных дисциплин в области современного естествознания, а именно учение о многогранных соотношениях и взаимоотношениях (а одновременно и о законах, управляющих вековыми изменениями), которые существуют между неживой и живой природой: между поверхностными горными породами, пластикой земли, почвами, наземными и почвенными водами, климатом страны и растительными и животными организмами, в том числе и человеком, гордым венцом природы.
Такой дисциплиной, возникшей в недрах лесной геоботаники и оформившейся впоследствии в фундаментальную науку со своими задачами и методами, является биогеоценология (от греч. bios - жизнь, ge - земля, koinos - общий). Основоположником биогеоценологии стал выдающийся геоботаник, лесовод и эколог академик Владимир Николаевич Сукачев, предложивший свою трактовку структурной организации биосферы. Сукачев посвятил свою жизнь разработке общих вопросов фитоценологии - науки о растительных сообществах (фитоценозах). В своих работах он придавал большое значение изучению межвидовых и внутривидовых взаимоотношений растений в растительных сообществах.
Биогеоценоз по В.Н.Сукачеву - участок земной поверхности с однородными природными явлениями (атмосфера, горная порода, растительность, животный мир, микроорганизмы, почва, гидрологические условия), которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.
Сущность биогеоценоза Сукачев видел в процессе взаимного обмена веществом и энергией между составляющими его компонентами, а также между ними и окружающей внешней средой. Важная особенность определения биогеоценоза - то, что он связан с определенным участком земной поверхности.
Исходным понятием при определении биогеоценоза был геоботанический термин «фитоценоз» - растительное сообщество, группировка растений с однородным характером взаимоотношений между ними самими и между ними и средой. Растения развиваются на вполне конкретном субстрате - почве, представляющем собой органико-минеральное естественноисторическое природное образование, которое населено микроорганизмами. Еще одним природным компонентом, с которым непосредственно контактируют растения, является атмосфера. Также важны для характеристики биогеоценоза условия увлажнения. Любой фитоценоз всегда населен разнообразными животными.
Объединяя все указанные составляющие в одно целое, мы получим структуру биогеоценоза. Она включает следующие функционально связанные части. Это фитоценоз - растительное сообщество (автотрофные организмы, продуценты); зооценоз - животное население (гетеротрофы, консументы) и микробоценоз - различные микроорганизмы, представленные бактериями, грибами, простейшими (редуценты). Эту живую часть Б. Сукачев относил к биоценозу. Неживую, абиотическую часть биогеоценоза слагают совокупность климатических факторов данной территории – климатоп, биокосное образование - эдафотоп (почва) и условия увлажнения (гидрологические факторы) - гидротоп. Такая совокупность абиотических компонентов биогеоценоза носит название биотоп. Все взаимодействия компонентов биогеоценоза связаны между собой совокупностью пищевых цепей и взаимообусловлены. Каждый компонент в природе неотделим от другого. Главным созидателем живого вещества в пределах биогеоценоза является фитоценоз - зеленые растения. Используя солнечную энергию, зеленые растения создают огромную массу органического вещества. Состав и масса такого вещества зависят главным образом от особенностей атмосферы и почвенных условий, которые определяются, с одной стороны, географическим положением (зональность, отражающаяся существованием определенных типов биомов), а с другой - рельефом местности и расположением фитоценоза. От состава и характеристики растительности зависит существование комплекса гетеротрофов. В свою очередь биоценоз в целом определяет состав и количество органического вещества, попадающего в почву (степные богатые черноземы, слабогумусированная почва бореальных лесов и крайне бедные почвы влажного тропического леса). Животные в процессе своей жизнедеятельности также оказывают разнообразное влияние на растительность. Исключительно важны взаимодействия между микроорганизмами и растительностью, микроорганизмами и позвоночными и беспозвоночными животными.
Таким образом, развивая идею биогеоценоза и теорию биогеоценологии, В.Н.Сукачев под биогеоценозом понимал сообщество животных и растений вместе с отвечающими ему условиями почвы и атмосферы.
Биогеоценоз, как структурная единица биосферы сходен с предложенной Тенсли трактовкой экосистемы. Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не одинаковые. Биогеоценоз следует рассматривать как иерархически элементарную комплексную, т.е. состоящую из биотопа и биоценоза, экосистему. Каждый биогеоценоз является экосистемой, но не каждая экосистема соответствует биогеоценозу. В основе обеих формулировок лежит принцип единства живых и неживых компонентов биологических систем.
Прежде всего, любой биогеоценоз выделяется только на суше. На море, в океане, и вообще в водной среде биогеоценоз не выделяются. Биогеоценоз имеет конкретные границы. Они определяются границами растительного сообщества – фитоценоза. Образно говоря, биогеоценоз существует только в рамках фитоценоза. Там, где нет фитоценоза, нет и биогеоценоза. Понятия экосистема и биогеоценоз совершенно тождественны (одинаковы) только для таких природных образований, как, к примеру, лес, луг, болото, поле. Лесной биогеоценоз = лесная экосистема; луговой биогеоценоз = луговая экосистема и т.п. Для природных образований, меньших или больших по объему, нежели фитоценоз, либо там, где фитоценоз выделить нельзя, применяется только понятие экосистема. Например, кочка на болоте – экосистема, но не биогеоценоз. Текущий ручей – экосистема, но не биогеоценоз. Точно также только экосистемами являются море, тундра, влажный тропический лес и т.п. В тундре, в лесу можно выделить не один фитоценоз, а множество. Это совокупность фитоценозов, представляющих более крупное образование, нежели биогеоценоз.
В этом отличие биогеоценоза от экосистемы. Экосистема может быть пространственно и мельче, и крупнее биогеоценоза. Экосистема - образование более общее, безранговое. Это может быть и участок суши или водоема, прибрежная дюна или небольшой пруд, и вся биосфера в целом. Биогеоценоз ограничен границами растительного сообщества – фитоценоза и обозначает конкретный природный объект, занимающий определенное пространство на суше и отделенный пространственными границами от таких же объектов. Это реальная природная зона, в которой осуществляется биогенный круговорот.
- Предисловие
- Глава 1. Предмет и содержание экологии
- Что изучает экология?
- 1.2. Краткая история экологического знания
- 1.3. Современное определение экологии
- 1.4. Структура экологии
- 1.5. Предмет и объекты изучения экологии
- Вопросы для повторения
- Что изучает экология?
- Глава 2. Среда обитания
- 2.1. Понятие о среде обитания
- 2.2. Среды жизни
- 2.3. Водная среда
- 2.4. Наземно-воздушная среда
- 2.5. Почвенная среда
- 2.6. Живые организмы как среда обитания
- Вопросы для повторения
- Глава 3. Факторы окружающей среды
- 3.1. Понятие об экологических факторах
- 3.2. Абиотические факторы
- 3.3. Биотические факторы
- 3.4. Антропогенные факторы
- 3.5. Законы воздействия экологических факторов на живые организмы
- 3.6. Адаптации организмов к факторам среды
- 3.7. Жизненные формы организмов
- Вопросы для повторения
- Глава 4. Экология популяций
- 4.1. Определение и сущность популяции
- 4.2. Структура и характеристика популяций
- 4.3. Взаимодействия между популяциями
- 4.4. Конкуренция. Закон конкурентного исключения Гаузе
- Вопросы для повторения
- Глава 5. Биоценоз
- 5.1. Понятие биоценоза
- 5.2. Видовая структура биоценоза
- 5.3. Пространственная структура биоценоза
- 5.4. Экологическая ниша
- Вопросы для повторения
- Глава 6. Концепция экосистемы
- 6.1. Сущность экосистемы
- 6.2. Динамика и развитие экосистем
- 6.3. Поток энергии, пищевые цепи, экологические пирамиды
- 2. Консументы (от лат consumo - потребляю), потребители - гетеротрофные организмы, которые питаются готовым органическим веществом.
- 6.4. Экосистема и биогеоценоз
- 6.5. Агроэкосистемы
- Вопросы для повторения
- Глава 7. Биосфера
- 7.1. Понятие биосферы. Учение в.И.Вернадского о биосфере
- 7.2. Происхождение жизни и эволюция биосферы
- 7.3. Живое вещество биосферы
- 7.4. Распределение жизни в биосфере
- 7.5. Стабильность биосферы и основные круговороты вещества
- 7.6. Биологическое разнообразие – основа устойчивости биосферы
- 7.7. Концепция ноосферы
- Вопросы для повторения
- Глава 8. Природные ресурсы
- 8.1. Понятие природных ресурсов
- 8.2. Водные ресурсы Беларуси
- 8.3. Почвенные ресурсы Беларуси
- 8.4. Растительные ресурсы Беларуси
- 8.5. Состояние ресурсов животного мира Беларуси
- Вопросы для повторения
- Глава 9. Основные тенденции глобального экологичесКого кризиСа
- 9.1. Экологические проблемы современности
- 9.2. Понятие экологического кризиса
- 9.3. Определение и классификация загрязняющих веществ
- 9.4. Воздействие на атмосферу: смог, кислотные осадки
- 9.5. Проблема глобального потепления (парниковый эффект)
- 9.6. Состояние озонового экрана
- Вопросы для повторения
- Глава 10. Проблемы охраны природы.
- 10.1. Охрана флоры и фауны
- 10.2. Красная книга
- 10.3. Система особо охраняемых природных территорий (оопт)
- 10.4. Особо охраняемые территории мира и Беларуси
- Вопросы для повторения
- Глава 11. Энергосбережение в республике беларусь
- 11.1. Понятие топливно-энергетических ресурсов
- Топливно-энергетические ресурсы Беларуси
- 11.3. Топливно-энергетический комплекс Беларуси
- Основные направления экономии энергоресурсов
- Эффективное использование энергии в населенных пунктах
- Энергосбережение в быту
- Вопросы для повторения
- Примерная тематика докладов и рефератов для семинарских занятий
- Экология популяций.
- Рекомендуемая литература