Біогеоценози (екосистеми) - основні структурні одиниці біосфери

3.1 Порівняльна характеристика понять „біогеоценоз" і „екосистема"

Біоценоз з певною частиною поверхні Землі (біотопом) утворюють біогеоценоз (БІ'Ц) або екосистему (ЕС).

Термін „біогеоценоз" був запропонований російським вченим В.М. Сукачовім (1944). Усі варіанти визначення БГЦ зводяться до того, що біогеоценоз - це ділянка земної поверхні з відносно однорідною рослинністю, тваринним світом, кліматичними і ґрунтовими умовами. Отже, БГЦ — це сукупність рослинності, тваринного світу, мікроорганізмів і певної ділянки земної поверхні, які пов 'язані між собою обміном речовини та енергії [79].

Поняття «екосистема» вперше було вжите англійським вченим А Тенслі (1935), який запропонував таке визначення: «екосистема = біотоп ⁺ біоценоз». ЕС - сукупність специфічного фізико-хімічного оточення (біотопу) і сукупності живих організмів (біоценозу), об'єднаних у єдине функціональне ціле, що виникло на основі взаємозалежності й причинно-наслідковіїх зв'язків, існувавших між окремими компонентами. У ЕС жива та косна речовини пов'язані між собою обміном речовин. Поняття ЕС застосовується до природних об'єктів різної складності й розмірності:

Світовий океан або невелике озеро (або навіть акваріум), тайга чи то ділянка дубового гаю і т.д. Розрізнюють мікроекосистеми (стовбур гниючого дерева), мезоекосистеми (кораловий риф), макроекосистеми (увесь океан) та глобальні ЕС (біосфера у цілому).

ЕС є основним об'єктом вивчення екології. Найчастіше терміни «екосистема» і «біогеоценоз» уживають як синоніми. Приблизно цим поняттям відповідають «біокосне тіло», «біокосна система», «голоцен», «холон» [З]. Незважаючи на те, що БГЦ і ЕС можна розглядати як синонім (Ю. Одум, В.П. Кучерявий та ін.), окремі дослідники вкладають у ці поняття різний зміст. Терміни „біогеоценоз" і „екосистема" можна вважати синонімами лише в тому випадку, коли вони розглядаються як біоценоз, якій займає певну ділянку земної поверхні з подібними атмосферними, гідросферними, педосферними і літосферними умовами і характеризується однорідністю взаємозв'язків і взаємовпливів всередині біоценозу та зв'язків з його середовищем місцезростання, наявністю в цьому комплексі живої і неживої природи кругообігу речовини і енергії. З одного боку, БГЦ мають певну просторову (вертикально-горизонтальну) структуру, а з іншого боку вони часто не мають чітких меж між собою. Е.М. Лавренко і М.В. Диліс (1968) запропонували дуже влучне визначення:

„біогеоценоз - екосистема в межах фітоценозу". Межі БГЦ проводяться по межах конкретного рослинного угруповання, в той час як ЕС є більш широким і менш певним поняттям, бо відноситься як до краплі води зі ставка, так і до БС загалом.

Науку про БГЦ (ЕС) називають біогеоценологією (синекологією). Вона вивчає біоценотичні процеси, які відбуваються в кожному конкретному БГЦ (ЕС), зокрема продуктивність, обмін речовиною і енергією.

3.2 Структура біогеоценозу (екосистеми)

Взаємодія компонентів живих організмів (рослин, тварин і мікроорганізмів) творить в БГЦ цілий блок (підсистему) — біоценоз, який складається із трьох елементів" фітоценозу, зооценозу та мікробоценозу. Німецький біолог К. Мебіус (1877), який запропонував цей термін, розумів під ним організовану групу популяцій організмів, пристосованих до сумісного проживання в межах певного об'єму простору.

Р. Дамсо [14] вважає, синонімом біоценозу такі терміни як асоціація, угруповання. Біоценоз — це сукупність рослин, тварин і мікроорганізмів, які заселяють дану ділянку суші або водоймища і характеризуються певними стосунками між собою, пристосованістю до оточуючого середовища. Таким чином, біоценоз - це конкретна спільність живих організмів на певному просторі суші або акваторії. Цей простір з конкретними умовами місцезростання і є біотопом - середовищем існування біоценозу. Угруповання можна назвати біоценозом лише тоді, коло воно відповідає таким критеріям: має характерний видовий склад; має необхідний набір видів; характеризується певною тривалістю в часі; має свою територію і межі [7]. Перехід від одного біоценозу до іншого може бути поступовим, однак у всіх випадках існує перехідна зона (наприклад, перехід від поля до лісу, вкритий чагарником; між лісом і степом; між степом і пустелею; між озером і лісом і т.д.). Цю перехідну зону називають екотопом.

Абіотичне середовище, з яким взаємодіє біоценоз або його окремі елементи, творить інший блок (підсистему) - біотоп, В.М. Сукачов виділяє едатоп (грунтові умови) і кліматоп (метеорологічні) умови (наприклад, БГЦ березового гаю, заплавної луки, пшеничного поля, лісосмуги тощо). Біотоп - неорганічний субстрат, на якому розвиваються організми (угруповання організмів) або ділянка земної поверхні (суші або водоймища) з однотипними умовами середовища, зайнята певним угрупованням організмів - біоценозом.

Місце існування біотичного угруповання, яке являє собою комбінацію екологічних факторів (див. 2.1) та їхніх режимів в межах однорідної ділянки зовнішнього середовища, називають екотопом [16].

Ю. Одум [3] деталізує структуру ЕС, відділяючі в ній такі компоненти: 1) неорганічні речовини (С, N, СО₂, Н₂О та ін.), які включається в кругообіг; 2) органічні сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди, гумінові речовини тощо); 3) кліматичний режим (температура та інші фізичні фактори); 4) продуценти - автотрофні організми, головним чином зелені рослини, здатні в процесі фотосинтезу створювати корм (фітомасу) з простих неорганічних сполук; 5) макроконсументи або фаготрофи (від грецьк. fagos - той, що пожирає), гетеротрофні організми, головним чином тварини, які поїдають інші організми або частинки органічної речовини; 6) мікроконсументи або сапрофіти (від грецьк. sapro - розкладати) - гетеротрофні організми, переважно бактерії і гриби, які розкладають складові сполуки мертвої протоплазми, поглинають деякі продукти розкладу і вивільняють неорганічні поживні речовини, придатні для використання продуцентів, а також органічні речовини, здатні служити джерелом енергії, інгібітором чи стимулятором для інших біотичних компонентів ЕС (див. 2.1.2).

Динаміка БГЦ (ЕС) полягає у взаємодії біотичного і абіотичного блоків, через які протікають речовина і енергія, творячи біогеохімічні кругообіги й енергетику БГЦ (ЕС).