Екологічна система - закрита, функціонально єдина сукупність організмів (рослин, тварин і мікроорганізмів), що населяють загальну територію і здатних до тривалого існування при повністю замкнутому круговороті речовин (т. Е. При відсутності матеріального обміну через її кордони).
Поняття «екосистема» можна застосувати до об'єктів різної складності і розміру. Екосистемою може бути окрема купина на болоті і все болото, калюжа, озеро і океан, луг, ліс і Земля в цілому. Таким чином, кожна конкретна екосистема характеризується визначеними межами (екосистема ялинового лісу, екосистема низинного болота). Однак саме поняття «екосистема» має ознаку безрозмірності, їй не властиві територіальні обмеження. Зазвичай екосистеми відмежовують один від одного елементами абіотичного середовища, наприклад, рельєфом, видовою різноманітністю, грунтовими умовами і т. П. Термін «екосистема» застосовується і по відношенню до штучних утворень, наприклад, екосистема парку, сільськогосподарська екосистема.
Екосистеми за розмірами можна розділити на мікроекосистеми (екосистема гниючого пня або дерева в лісі, прибережні зарості водних рослин), мезоекосістеми (болото, сосновий ліс) і макроекосистеми (океан, море, пустеля).
Для природної екосистеми характерні три ознаки:
1. екосистема обов'язково являє собою сукупність живих і неживих компонентів;
2. в рамках екосистеми здійснюється повний цикл кругообігу речовин, починаючи зі створення органічної речовини і закінчуючи його розкладанням на неорганічні складові;
3. екосистема зберігає стійкість протягом певного часу.
Таким чином, будь-яка екосистема включає в себе дві принципово відрізняються компоненти: живу - біоценоз; неживу - екотопів;
Екотоп - включає в себе водне середовище, геологічне середовище і грунтово-грунти, клімат у всіх його різноманітних проявах, в тому числі мікроклімат.
Біогеоценоз - це сукупність рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, грунту і атмосфери на однорідному ділянці суші, які об'єднані обміном речовин і енергії в єдиний природний комплекс. Важливою особливістю біогеоценозу є те, що він пов'язаний з певною ділянкою земної поверхні. Біогеоценоз - це один з варіантів наземної екосистеми.
Структура біогеоценозу. Біогеоценоз включає живу частину, або біоценоз - сукупність живих організмів, і неживу, абиотическую частина, яку складають кліматичні чинники даної території, грунт і умови зволоження (біотоп). Біогеоценоз і екосистема - поняття подібні, але не однакові. Кожен біогеоценоз є екосистемою. Але не кожна екосистема відповідає біогеоценозу. Будь біогеоценоз виділяється тільки на суші. На море, в океані і взагалі у водному середовищі біогеоценози не виділяються. Біогеоценоз має конкретні кордону. Вони визначаються межами рослинного співтовариства - фітоценозу. Образно кажучи, біогеоценоз існує тільки в рамках фитоценоза. Там, де немає фитоценоза, немає і біогеоценозу. Поняття «екосистема» і «біогеоценоз» тотожні тільки для таких природних утворень, як ліс, луг, болото, поле. Лісовий біогеоценоз = лісова екосистема; луговий біогеоценоз = лугова екосистема і т. д.
Для природних утворень, менших або великих за обсягом, ніж фітоценоз, або там, де фітоценоз виділити не можна, застосовується тільки поняття «екосистема». Наприклад, купина на болоті - екосистема, але не біогеоценоз. Поточний струмок - екосистема, але не біогеоценоз. Точно так же тільки екосистемами є море, тундра, вологий тропічний ліс і т. Д. У тундрі, тропічному лісі можна виділити не один фітоценоз, а безліч. Це сукупність фітоценозів, що представляють більш велике освіту, ніж біогеоценоз. Екосистема може бути просторово і дрібніше, і крупніше біогеоценозу. Таким чином, екосистема - освіту більш загальне.
Екологічний фактор - умова середовища, на яке живе реагує пристосувальними реакціями. Екологічні фактори визначають умови існування організмів. Розрізняють абіотичні, біотичні, природні та антропогенні екологічні фактори. Вплив екологічних факторів на живий організм дуже різноманітне. Одні фактори роблять більш сильний вплив, інші діють слабше; одні впливають на всі сторони життя, інші - на певний життєвий процес. Проте, в характері їх впливу на організм і в відповідних реакціях живих істот можна виявити ряд загальних закономірностей, які укладаються в деяку загальну схему дії екологічного чинника на життєдіяльність організму. До складу будь-якої екосистеми або біоценозу зазвичай входить безліч видів рослин, тварин, грибів, бактерій, кожен з яких представлений тут популяцією. Всі живі організми зазнають впливу з боку організмів, як свого, так і інших видів. Усередині однієї популяції між організмами можуть існувати як позитивні взаємодії, т. Е. Співробітництво, без якого популяція не може існувати, так і негативні взаємодії, які проявляються в конкуренції і внутрішньовидової боротьби. Взаємодії між різними популяціями можуть також бути як позитивними, так і негативними. У деяких випадках взаємодія виявляється позитивним для обох популяцій (мутуалізмом), іноді позитивним для однієї і негативним для іншого (хижацтво, паразитизм), негативним для обох (конкуренція) або позитивним для однієї і байдужим для іншої (комменсализм). Сукупність усіх взаємодій між організмами становить біотичні чинники, які діють в екосистемі.
Конкуренція - це взаємовідносини, що виникають між організмами одного або різних видів в однакових умовах середовища або з подібними екологічними вимогами. Наприклад, саранові, гризуни і копитні, які харчуються травами, вступають між собою в конкурентні відносини. Такі взаємовідносини існують між хижими птахами і лисицями, основною їжею яких служать мишоподібні гризуни. У організмів, які є потенційною жертвою для хижаків, відбувається конкуренція за кращі способи захисту. У рослин постійно відбувається конкуренція за світло, вологу, кращий захист від поїдання тваринами. Конкуренція - єдина форма екологічних відносин, що негативно впливає на обох взаємодіючих партнерах. Зазвичай, якщо два види з однаковими потребами опиняються в одному співтоваристві, рано чи пізно один конкурент витісняє іншого.
Хижацтво - пряме знищення одного виду іншим або одноразове використання видобутку хижаком таким чином, що використовуваний організм гине. Відносини типу «хижак-жертва» - це прямі харчові зв'язку, які для одного з партнерів мають негативні, для іншого - позитивні наслідки. Хижаками зазвичай називають тварин, що харчуються іншими тваринами, яких вони ловлять і вбивають. Для хижака характерно мисливське поведінка.
Паразитизм - це форма взаємовідносин між орга-нізм різних видів, при якій один організм (паразит) використовує інший організм (хазяїна) як середовище існування і джерело живлення, завдаючи йому шкоди, але, як правило, не знищуючи його. Паразитичний спосіб життя зазвичай служить специфічною ознакою виду, він властиво всім особам без винятку і закріплений в еволюції. Форми прояви паразитизму надзвичайно різноманітні. Паразити можуть жити в різних тканинах і органах господаря, харчуватися його тканинами або перевареної їжею, проводити на тілі або в тілі господаря все своє життя або тільки частина її, а також бути постійними або тимчасовими паразитами. Паразитизм широко поширений в природі, існує 60-65 тис. Видів тварин, які ведуть паразитичний спосіб життя, що становить 6-7% від загального числа всіх видів, що живуть на Землі. Кількість паразитичних форм у різних типів тваринного світу неоднаково. Найбільше число паразитів встановлено у типу найпростіших, плоских і круглих черв'яків, а також членистоногих. Паразитичними організмами є всі віруси, деякі бактерії і гриби. Навіть серед вищих рослин зустрічаються паразитичні, що поселяються на інших рослинах, наприклад, невелика, вовчок і ін.
Комменсализм - використання партнера в якості житла і в якості джерела живлення, але без шкоди для нього. Комменсализм, заснований на споживанні залишків їжі господарів, називають ще нахлебничества. Наприклад, комменсаламі великих акул є супроводжуючі їх риби-прилипали; прісноводна риба гірчак відкладає ікринки в раковину молюсків, ікринки розвиваються, не завдаючи шкоди господареві; деякі морські кишковопорожнинні - поліпи, поселяясь на великих рибах, використовують в їжу їх випорожнення. Важливим фактором стабілізації екосистеми є генетична різноманітність особин популяцій. Зміна умов зовнішнього середовища може викликати загибель більшості особин популяції, адаптованих до колишніх умов існування. Тому чим більше генетично різнорідної є та чи інша популяція екосистеми, тим більший шанс у неї мати організми з алелями, відповідальними за появу ознак і властивостей, що дозволяють вижити і розмножуватися в нових умовах і відновити колишню чисельність популяції. Час, необхідний для відновлення популяції, буде залежати від швидкості розмноження особин, так як зміна ознак відбувається тільки шляхом відбору в кожному поколінні.
Стабільність екосистеми залежить також від ступеня коливань умов зовнішнього середовища. У тропіках і субтропіках стабільні і оптимальні для багатьох видів температурні умови, вологість, освітленість. Тому тропічні екосистеми з високим біологічним різноманіттям входять до них організмів відрізняються високою стійкістю. І, навпаки, тундрові екосистеми менш стійкі. Їм властиві різкі коливання чисельності популяцій різних видів. Здатність екосистеми до саморегуляції і підтримання динамічної рівноваги називається гомеостазу. Гомеостаз екосистеми виражається в здатності зберігати сталість видового складу і чисельності особин, підтримувати відносну стабільність і цілісність генетичної структури в мінливих умовах зовнішнього середовища. Порушення природних ланцюгів харчування під впливом антропогенного чинника, непродумане втручання людини в екосистеми можуть привести до неконтрольованого зростання або зниження чисельності особин певних популяцій і до порушення природних екосистем.