16 Март 2011

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ»




2.1.5. Структура водной и наземной экосистем
Экосистемы, как наземные, так и водные, не являются совершенно однородными структурами и в пространстве, и во времени.
Наземные экосистемы многоярусны, то есть для них характерно вертикальное расслоение на разновысокие структурные части. Так, в лесу соответственно размещению корней, стволов, крон деревьев можно выделить ряд ярусов: деревья первой величины, подлесок из кустарников и молодого поколения деревьев, живой надпочвенный покров (травянистые растения и кустарники), мхи. Аналогично можно расчленить и луговые сообщества. Животные, обитающие в лесу, также занимают различные ярусы. Ряд птиц гнездится непосредственно на земле или около нее (дрозды, козодой), другие — в стволах деревьев (дуплогнездники, дятлы, некоторые утки), третьи — в кронах деревьев.
В пределах каждого яруса наблюдается достаточно тесная взаимосвязь оби-тающих здесь растений, позвоночных и беспозвоночных животных. Горизон-тальные структурные части наземных биогеоценозов называют синузиями. Горизонтальная неоднородность, например, лесного биогеоценоза, связана с особенностями мезо- и микрорельефа, а следовательно, с динамикой влажности, температуры. Поэтому в лесу деревья очень часто растут группами, состоящими из одной или нескольких пород. В подобных случаях говорят о парцеллярности биогеоценоза, причем отдельным парцеллам присущи свои синузиальные группировки животных.
Кроме пространственного разделения, основные функции компонентов экосистемы частично разделены и во времени, поскольку возможен значительный временной разрыв между продуцированием органического вещества автотрофными организмами и его потреблением гетеротрофами. Например, основной процесс в пологе лесной экосистемы — фотосинтез. Лишь малая часть продуктов фотосинтеза немедленно и непосредственно используется самим расте-нием, растительноядными животными и паразитами, питающимися листвой и другими, активно растущими тканями растения. Большая часть синтезированного материала (листьев, древесины, запасов пищи, отложенных в семенах и корневищах) не подвергается немедленному потреблению и постепенно пере-ходит в подстилку и почву.
Участие разных видов в составе сообщества также неодинаково: одни виды преобладают, или доминируют, занимая ведущее положение; другие виды живут за счет доминантов и называются предоминантами. Кроме того, в биогеоценозе могут быть и так называемые эдификаторы, которые не просто доминируют здесь, а играют роль «образователей» сообщества, определяя режим температуры, влажности, освещенности, специфику почвенно-грунтовых условий.
Все сказанное по поводу структуры экосистем касается и водных систем. Из-вестно, что разные виды рыб и другие водные животные, а также растительные организмы обитают на разной глубине. Вместе с тем в строении водных и наземных экосистем есть существенная разница, проистекающая из специфики «образующей» среды — воды или воздуха.
Прежде всего, водоёмы подразделяются на две большие группы: стоячие водоёмы, или лентическая среда, к которым относятся озёра, пруды, болота; и проточные водоёмы, или лотическая среда, куда входят реки и ручьи.
В любом лентическом водоёме можно выделить три главные зоны: литоральную — мелководные участки, куда свет проникает до дна и где обычно располагаются высшие растения и некоторые водоросли; лимническую — т.е. предельную толщу воды, глубины которой достигает активный свет; профундальную — глубоководные участки, куда свет не проникает.
В реках и ручьях в основном выделяют две зоны: мелководные перекаты и глубоководные плесы. Каждой из этих зон свойственны свои обитатели и свои со-общества организмов.
2.1.6. Кибернетическая природа и стабильность экосистем
Признание экосистемы специфическим предметом экологии с необходимостью приводит к тому, что методологической основой этой науки становится системный подход как особое направление исследования, ориентированное на изучении специфических характеристик сложноорганизованных объектов, многообразие связей между элементами, их разнокачественность и соподчинение.
Формированию на естественнонаучной базе системного подхода, получив-шего различные конкретные воплощения в работах В.И.Вернадского, Л. Берталанфи, У. Росс Эшби, Н.А. Бернштейна и др., в немалой степени способствовало проникновение в биологию идей кибернетики.
Помимо потоков энергии и круговоротов веществ, о которых мы уже гово-рили, экосистемы характеризуются развитыми информационными сетями, включающими потоки физических и химических сигналов, связывающих все части системы и управляющих ею как одним целым. Поэтому можно считать, что экосистемы имеют кибернетическую природу, хотя в отличие от созданных человеком кибернетических устройств её управляющие функции сосредоточены внутри её и диффузны (а не направлены вовне и специализированы).