Екосистема - це функціональна єдність живих організмів і середовища їх проживання. Основні характерні особливості екосистеми - її безрозмірність і безранговость. Заміщення одних біоценозів іншими протягом тривалого періоду часу називається сукцесій. Сукцесія, що протікає на новоутвореному субстраті, називається первинною. Сукцесія на території, вже зайнятої рослинністю, називається вторинною.
Одиницею класифікації екосистем є биом - природна зона чи область з певними кліматичними умовами і відповідним набором домінуючих видів рослин і тварин.
Особлива екосистема - біогеоценоз - ділянка земної поверхні з однорідними природними явищами. Складовими частинами біогеоценозу є кліматоп, едафотоп, гідротоп (біотоп), а також фітоценоз, зооценоз і микробоценоз (біоценоз).
З метою отримання продуктів харчування людина штучно створює агроекосистеми. Вони відрізняються від природних малою стійкістю і стабільністю, однак більш високою продуктивністю.
Природно-географічні зони.
частина географічної оболонки Землі та географічного пояса, що має характерні складові її природні компоненти і процеси. Це - клімат, рельєф, гідрологічні та геохімічні умови, а також грунту, рослинність і тваринний світ. Кліматичні умови (температура, зволоження, циклічність їх змін) є визначальними факторами.
Взаємодії і взаємини між організмами в екосистемі і між екосистемами.
Екологічна система, або екосистема, - основна функціональна одиниця в екології, так як в неї входять організми і
нежива п'ятниця - компоненти, взаємно впливають на властивості один одного, і необхідні умови для підтримки життя в тій її формі, яка існує на Землі. Термін екосистема вперше був запропонований в 1935 р англійським екологом А. Тенсли.
Таким чином, під екосистемою розуміється сукупність живих організмів (спільнот) і середовища їх проживання, що утворюють завдяки круговороту речовин, стійку систему життя.
Спільноти організмів пов'язані з неорганічної середовищем щонайтіснішими матеріально енергетичними зв'язками. Рослини можуть існувати тільки за рахунок постійного надходження в них вуглекислого газу, води, кисню, мінеральних солей. Гетеротрофи живуть за рахунок автотрофів, але потребують надходження таких неорганічних сполук, як кисень і вода.
У будь-якому конкретному місці проживання запасів неорганічних сполук, необхідних для підтримки життєдіяльності населяють його організмів, вистачило б ненадовго, якби ці запаси не поновлювалися. Повернення біогенних елементів в середу відбувається як протягом життя організмів (в результаті дихання, екскреції, дефекації), так і після їх смерті, в результаті розкладання трупів і рослинних залишків.
Отже, спільнота утворює з неорганічної середовищем певну систему, в якій потік атомів, що викликається життєдіяльністю організмів, має тенденцію замикатися в круговорот.
Мал. 8.1. Структура біогеоценозу і схема взаємодії між компонентами
У вітчизняній літературі широко застосовується термін «біогеоценоз», запропонований в 1940 р B. НСукачевим. За його визначенням, біогеоценоз - «сукупність на відомому протязі земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, грунту і гідрологічних умов), що має особливу специфіку взаємодій цих становлять її компонентів і певний тип обміну речовиною і енергією їх між собою та іншими явищами природи і представляє собою внутрішньо суперечливе діалектичну єдність, що знаходиться в постійному русі, розвитку ».
В біогеоценозах В.Н. Сукачов виділяв два блоки: екотопів - сукупність умов абіотичного середовища і біоценоз - сукупність усіх живих організмів (рис. 8.1). Екотоп часто розглядають як абиотическую середовище, не перетворену рослинами (первинний комплекс факторів фізико-географічного середовища), а біотоп - як сукупність елементів абіотичного середовища, видозмінених средообразующей діяльністю живих організмів.
Існує думка, що термін «біогеоценоз» в значно більшій мірі відображає структурні характеристики досліджуваної макросистеми, тоді як в поняття «екосистема» вкладається, перш за все, її функціональна сутність. Фактично ж між цими термінами відмінностей немає.
Слід зазначити, що сукупність специфічного фізико-хі-мічного оточення (біотопу) з спільнотою живих організмів (біоценозів) і утворює екосистему:
Екосистема = Біотоп + Биоценоз.
Рівноважний (сталий) стан екосистеми забезпечується на основі кругообігу речовин (див. П. 1.5). У цих круговоротах безпосередньо беруть участь всі складові екосистем.
Для підтримки круговороту речовин в екосистемі необхідна наявність запасу неорганічних речовин в засвоюваній формі і трьох функціонально різних екологічних груп організмів: продуцентів, консументів і редуцентов.
Продуцентами виступають автотрофні організми, здатні будувати свої тіла за рахунок неорганічних сполук (рис. 8.2).
Мал. 8.2. продуценти
Гетеротрофи - гетеротрофні організми, які споживають органічну речовину продуцентів або інших консументів і трансформують його в нові форми.
Редуценти живуть за рахунок мертвого органічної речовини, переводячи його знову в неорганічні сполуки. Класифікація ця відносна, так як і консументи, і самі продуценти виступають частково в ролі редуцентов протягом життя, виділяючи в навколишнє середовище мінеральні продукти обміну речовин.
В принципі круговорот атомів може підтримуватися в системі і без проміжної ланки - консументів, за рахунок діяльності двох інших груп. Однак такі екосистеми зустрічаються скоріше як виключення, наприклад на тих ділянках, де функціонують спільноти, сформовані тільки з мікроорганізмів. Роль консументов виконують в природі в основному тварини, їх діяльність з підтримки та прискорення циклічної міграції атомів в екосистемах складна й різноманітна.
Масштаби екосистеми в природі дуже різні. Неоднакова також ступінь замкнутості підтримуваних в них кругообігів речовини, тобто багаторазовість залучення одних і тих же елементів в цикли. В якості окремих екосистем можна розглядати, наприклад, і подушку лишайників на стовбурі дерева, і руйнується пень з його населенням, і невеликий тимчасовий водойму, луг, ліс, степ, пустелю, весь океан і, нарешті, всю поверхню Землі, зайняту життям.
У деяких типах екосистем винос речовини за їх межі настільки великий, що їх стабільність підтримується в основному за рахунок припливу такої ж кількості речовини ззовні, тоді як внутрішній круговорот малоефективний. Такі проточні водойми, річки, струмки, ділянки на крутих схилах гір. Інші екосистеми мають значно повніший круговорот речовин і відносно автономні (ліси, луки, озера і т.п.).
Екосистема - практично замкнута система. У цьому полягає принципова відмінність екосистем від спільнот і популяцій, які є відкритими системами, що обмінюються із середовищем проживання енергією, речовиною та інформацією.
Однак жодна екосистема Землі не має повністю замкнутого кругообігу, оскільки мінімальний обмін масою із середовищем проживання все-таки відбувається.
Екосистема є сукупністю взаємопов'язаних енергоспоживачів, що здійснюють роботу з підтримки її нерівноважногостану щодо довкілля за рахунок використання потоку сонячної енергії.
Відповідно до ієрархією спільнот життя на Землі проявляється і в ієрархічності відповідних екосистем. Екосистемна організація життя є одним з необхідних умов її існування. Як уже зазначалося, запаси біогенних елементів, необхідних для життя організмів на Землі в цілому і на кожній конкретній ділянці на її поверхні, не безмежні. Лише система кругообігів могла надати цим запасам властивість нескінченності, необхідне для продовження життя.
Підтримувати і здійснювати круговорот можуть тільки функціонально різні групи організмів. Функціонально-екологічне різноманітність живих істот і організація потоку витягають із навколишнього середовища речовин в цикли - найдавніше властивість життя.
З цієї точки зору стійке існування багатьох видів в екосистемі досягається за рахунок постійно відбуваються в ній природних порушень середовища існування, що дозволяють новим поколінням займати знову простір, що звільнився.