48. Концепция экосистемы

Определения Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение нераздельно связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии. Любое единство, включающее все организмы (т. е. «сообщество») на данном участке и взаимодействующее с физической средой таким образом что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ (т. е. обмен веществами между биотической и абиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую систему, или экосистему. С точки зрения трофические (от греч. трофе — питание) отношений экосистема имеет два компонента (которые обычно частично разделены во времени и пространстве): 1) автотрофный компонент (автотрофный — самостоятельно питающийся), для которого в основном характерны фиксация световой энергии, использование простых неорганических веществ и построение сложных веществ, и 2) гетеротрофный компонент (гетеротрофный— питаемый другими), для которого характерны утилизация, перестройка и разложение сложных веществ. Для удобства описания целесообразно выделять в составе экосистемы следующие компоненты: 1) неорганические вещества (С, N, СОг, НгО и т. д.), включающиеся в круговороты; 2) органические соединения (белки, углеводы, липиды, гуминовые вещества и т. д.), связывающие биотическую и абиотическую части; 3) климатический режим (температура и другие физические факторы) ; 4) продуценты — автотрофные организмы, главным образом зеленые растения, которые способны создавать пищу из простых неорганических веществ; 5) макроконсументы, или фаготрофы (от греч. фагос — пожирающий), —гетеротрофные организмы, главным образом животные, которые поедают другие организмы или частицы органического вещества; 6) микроконсументы, сапротрофы (от греч. сапро — разлагать), или осмотрофы (от греч. осмо — проходить через мембрану),— гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные соединения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты разложения и высвобождают неорганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами, а также органические вещества, способные служить источниками энергии, ингибиторами или стимуляторами для других биотических компонентов экосистемы. Первые три группы — неживые компоненты, а остальные составляют биомассу (живой вес). Другое полезное подразделение гетеротрофов на две категории предложили Вигерт и Оуэне (1970): они выделили биофаги, т. е. организмы, поедающие другие живые организмы, и сапрофаги — организмы, питающиеся мертвым органическим веществом. Как будет разъяснено ниже, эта классификация принимает во внимание разрыв во времени между потреблением живого и мертвого вещества. С функциональной точки зрения экосистемы целесообразно анализировать в следующих направлениях: 1) потоки энергии; 2) пищевые цепи; 3) структура пространственно-временного разнообразия; 4) круговороты питательных элементов (биогеохимические круговороты); 5) развитие и эволюция и 6) управление (кибернетика). Экосистема есть основная функциональная единица экологии, поскольку она включает в себя экологические сообщества), и абиотическую среду, причем каждая из этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни в том виде, в каком она существует на Земле.