З екосистемних позицій, озеро, ліс або якісь інші елементи природи представляються нам складаються з двох основних компонентів: автотрофне компонента (автотрофний - значить самопітающійся), здатного фіксувати світлову енергію і використовувати в їжу прості неорганічні речовини, і геротрофного компонента (гетеротрофних значить живиться готовими органічними речовинами), який розкладає, перебудовує і використовує складні речовини, синтезовані автотрофними організмами.
Ці функціональні компоненти розташовані у вигляді налягають один на одного шарів, причому найбільше число автотрофніорганізмів розташоване у верхньому шарі, куди надходить світлова енергія, тоді як інтенсивна гетеротрофну діяльність зосереджена в місцях скупчення органічної речовини в грунті і в мулі.
З точки зору структури, зручно виділити чотири компоненти екосистеми: 1) абіотичні речовини - основні елементи і складові частини середовища; 2) виробники - продуценти, автотрофні елементи (в основному зелені рослини); 3) великі споживачі, або макроконсументи, - гетеротрофні організми (головним чином тварини, які пожирають інші організми або подрібнюючі органічні речовини); 4) разлагателі, або мікроконсументи (звані також сапрофіти або сапробності організмами), гетеротрофні організми (в основному бактерії і гриби), які розкладають складні складові компоненти мертвої протоплазми, абсорбують продукти розпаду і звільняють прості речовини, використовувані продуцентами.
Ці екосистеми - найбільш крайні типи, що зустрічаються в біосфері; вони сильно підкреслюють подібності та відмінності всіх екосистем. Наземна екосистема (представлена полем, зображеним ліворуч) і відкрита водна система (представлена або озером, або морем, зображеним справа) населені абсолютно різними організмами, за винятком, може бути, деяких бактерій, здатних жити і в тій і в іншому середовищі.
Незважаючи на це, в обох типах екосистем присутні і діють основні екологічні компоненти. На суші автотрофи зазвичай представлені великими рослинами, що володіють корінням; тоді як в глибоких водоймах роль автотрофов беруть на себе мікроскопічні зважені у воді рослини, що носять назву фітопланктону (phyton - рослина; plankton - зважений). При певній кількості світла і мінеральних речовин за певний період часу найдрібніші рослини здатні утворювати таку ж кількість їжі, як і великі рослини. Обидва типи продуцентів забезпечують життя однаковій кількості консументов і разлагателі. Надалі подібності та відмінності сухопутних і водних екосистем будуть розібрані більш детально.
Для того щоб зрозуміти взаємовідношення будови і функції, необхідно оцінити структуру екосистеми з різних точок зору. Зв'язок продуцентів і консументів є один тип структури, званої трофічної (trophe - харчування), і кожен «харчової» рівень носить назву трофічного рівня. Кількість живого матеріалу на різних трофічних рівнях або в популяції носить назву «врожаю в поле», термін, однаково застосовується як до рослин, так і до тварин. «Урожай в поле» може бути виражений або кількістю організмів на одиницю площі, або кількістю біомаси, т. Е. Маси тіла організмів (жива вага, суха вага, суха вага без зольного залишку, вага вуглецю, кількість калорій), або в будь- або інших одиницях, придатних для цілей порівняння. «Урожай в поле» не тільки представляє собою потенційну енергію, але відіграє велику роль в зниженні коливань фізичних умов, а також і як житло, або життєвий простір, для організмів. Таким чином, дерева в лісі не тільки є запасами енергії, які забезпечують їжу або паливо, але змінюють клімат і створюють притулку для птахів і людей.
Кількість неживого матеріалу, як-то: фосфору, азоту і т. Д. Наявне в даний час, може розглядатися як стан стабільності, або стабільна кількість. Необхідно розрізняти кількості матеріалів і організмів, наявних в той чи інший момент часу в середньому на протязі певного періоду, і швидкість змін стану стабільності і «урожай в поле» за одиницю часу. Функції зміни швидкостей будуть в деталях розглянуті після знайомства з деякими іншими аспектами структури екосистеми.
Кількість і розподіл як неорганічних, так і органічних речовин, зосереджених або в біомасі, або в навколишньому середовищі, повинні вважатися важливою характеристикою будь-якої екосистеми. Про це в загальній формі можна було б говорити як про біохімічної структурі. Так, наприклад, величезний екологічний інтерес представляє знання кількості хлорофілу на одиницю земної або водної поверхні. Вкрай важливо знати також кількість органічної речовини, розчиненого у воді. Крім цього, необхідно представляти видову структуру екосистеми. Екологічна структура відображає не тільки число тих чи інших видів, але і видове різноманіття екосистеми. Останнє проявляється у формі відносин між видами і числом індивідів або біомасою і в формі розсіювання (просторового розподілу) індивідів всіх видів, що входять до складу спільноти.
Треба підкреслити, що екосистеми можуть бути обмежені різними розмірами. Об'єктами дослідження може бути невеличкий ставок, велике озеро, ділянка лісу і навіть маленький акваріум. Екосистемою можна вважати будь-яку одиницю, якщо в ній присутні провідні і взаємодіючі компоненти, що створюють хоча б на короткий час функціональну стабільність. Наша біосфера як ціле являє собою серію переходів - градієнтів (від гір до долин, від узбереж до глибин моря і т. Д.), Які в сумі створюють «Хемостат», а саме константность хімічного складу повітря і води протягом довгого періоду часу. Не дуже важливо, де проводити кордону між градієнтами, оскільки екосистема в першу чергу є функціональну єдність. Треба, звичайно, вказати, що в природі часто зустрічаються розриви в градієнтах, які забезпечують зручні і функціонально логічні кордону. Так, наприклад, берег озера може бути зрозумілий як правильна межа між двома різко відмінними екосистемами, а саме озером і лісом. Чим більше і чим різноманітніше екосистема, тим вона стабільніше і відносно незалежні від дії прилеглих систем. Так, озеро цілком може розглядатися як більш самостійна одиниця, ніж частина озера, проте для цілей дослідження можна вважати екосистемою навіть окрему частину озера.
Поділіться посиланням з друзями