§ 24. Классификация экосистем

Определения и обозначения

Экосистема — совокупность живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и энергии. Это не просто участок территории, а система взаимодействий между растениями, животными, микроорганизмами, почвой, водой и воздухом. Понятие помогает рассматривать живую природу как единое целое.

Биогеоценоз — природная экосистема в пределах однородного участка земной поверхности. Например, лесной участок с характерными почвой, климатом и организмами можно описать как биогеоценоз. Термин нужен, чтобы подчеркнуть природное происхождение системы и её определённые территориальные границы.

Агроэкосистема — искусственная экосистема, созданная и поддерживаемая человеком для получения сельскохозяйственной продукции. К ней относятся поле, сад, теплица или пастбище, если их существование заметно связано с хозяйственными действиями. Это понятие позволяет оценивать не только урожай, но и зависимость системы от ухода.

Биосфера — глобальная экосистема Земли, включающая все живые организмы и области их обитания. В ней связаны между собой наземные, водные и почвенные экосистемы. Понятие показывает самый крупный уровень организации жизни и общий круговорот веществ на планете.

Как это устроено

По происхождению экосистемы делят на природные и искусственные, потому что их состав и устойчивость формируются по-разному. Природные возникают в результате длительного взаимодействия организмов со средой без целенаправленного создания человеком. Искусственные создаются ради определённой цели, поэтому человек выбирает виды, изменяет условия и регулирует процессы. Такое разделение помогает понять, почему поле нельзя оценивать так же, как естественный лес.

Размер экосистемы отражает масштаб связей между её компонентами. Микроэкосистема занимает очень небольшое пространство, например отдельный участок почвы, а мезоэкосистема охватывает объект вроде леса или озера. Макроэкосистема включает большие территории, например природную зону, а глобальная экосистема представлена биосферой. Границы уровней условны: они зависят от того, какие связи и процессы мы изучаем.

По среде обитания выделяют наземные и водные экосистемы, поскольку суша и вода создают разные условия жизни. На суше особенно важны свойства почвы, влажность, температура и доступность света, а в воде — глубина, солёность, течение, содержание кислорода и освещённость. Эти факторы определяют состав организмов и способы их взаимодействия. Поэтому озеро и лес могут иметь сходные пищевые связи, но относятся к разным группам по среде.

Природные экосистемы обычно отличаются большим разнообразием видов и сложной сетью взаимосвязей. Если один организм становится редким, его функцию иногда частично выполняют другие, поэтому система сохраняет работу круговоротов. В искусственной системе человек часто оставляет ограниченное число нужных ему видов и удаляет остальные. Поэтому ей требуются полив, удобрения, защита от вредителей или другие меры поддержки.

Одну экосистему можно одновременно отнести к нескольким группам, потому что классификация проводится по независимым основаниям. Лес, например, природен по происхождению, наземен по среде и может быть мезоэкосистемой по размеру. Ни один из этих признаков не отменяет остальные, поскольку каждый отвечает на свой вопрос. Полное описание объекта получают, сочетая характеристики.

Основные классификации экосистем

При работе с таблицей сначала выберите основание классификации, а затем найдите подходящую группу. Один объект нужно проверять по нескольким строкам, потому что его признаки относятся к разным основаниям. Так описание получается точнее, чем ответ одним словом «природная» или «водная».

Разбор задач

Задача 1. Лес

Определим, к каким группам по происхождению, размеру и среде обитания относится лес. Нужно не угадывать один общий тип, а последовательно применить три основания классификации. Будем считать лес отдельной достаточно крупной природной территорией с устойчивыми связями организмов.

1. По происхождению лес относим к природным экосистемам, если он сформировался без целенаправленной посадки и постоянного хозяйственного управления.
2. По размеру обычный лес или лесной массив чаще относят к мезоэкосистемам, а огромный лесной регион может рассматриваться как макроэкосистема.
3. По среде обитания лес является наземной экосистемой, поскольку главные условия задаются сушей, почвой и атмосферным воздухом.

Ответ: естественный лес — природная наземная мезоэкосистема; крупный лесной регион может быть макроэкосистемой. Если лес создан посадками и постоянно управляется, по происхождению он будет искусственным, хотя по среде останется наземным.

Задача 2. Луг и пшеничное поле

Сравним естественный луг и пшеничное поле по типу, устойчивости и роли человека. Внешнее сходство травяного покрова не означает одинакового происхождения и устройства. Нужно обратить внимание на разнообразие видов и круговорот веществ.

1. Луг, возникший естественно, — природная наземная экосистема; поле — агроэкосистема, то есть искусственная наземная система.
2. На лугу много видов растений, животных и почвенных организмов, поэтому пищевые связи и круговороты разнообразнее.
3. На поле преобладает культурное растение, а человек вспахивает почву, вносит удобрения, уничтожает сорняки и защищает урожай.
4. Следовательно, устойчивость луга в основном поддерживается внутренними связями, а устойчивость поля — ими и регулярной деятельностью человека.

Ответ: естественный луг обычно разнообразнее и устойчивее, а пшеничное поле продуктивно благодаря управлению человеком. После прекращения ухода поле постепенно изменяется и может начать превращаться в другой тип сообщества.

Задача 3. Уровни экосистем

Распределим муравейник, озеро, лесной массив, природную зону и биосферу по масштабу. Размер определяют не только по площади, но и по самостоятельности связей внутри объекта. Спорные случаи объясняются тем, что границы уровней могут зависеть от цели исследования.

1. Муравейник можно рассматривать как микроэкосистему, если изучаются муравьи, связанные с почвой, растениями и мелкими организмами на небольшом участке.
2. Озеро и лесной массив обычно относят к мезоэкосистемам: это достаточно крупные комплексы с собственными потоками энергии и круговоротами.
3. Природная зона — макроэкосистема, объединяющая множество сходных по климату и растительности участков.
4. Биосфера — глобальная экосистема, включающая все остальные уровни.

Ответ: муравейник — микроэкосистема, озеро и лесной массив — мезоэкосистемы, природная зона — макроэкосистема, биосфера — глобальная экосистема. Озеро иногда называют макроэкосистемой, если речь идёт о гигантском водоёме и его бассейне.

Типичные ошибки

Любую территорию считают экосистемой. Ошибка возникает, когда площадь принимают за главный признак. Проверьте, есть ли на территории организмы и взаимосвязи между ними и средой, включая обмен веществ и энергии.

Природную систему путают с искусственной по внешнему виду. Поле и луг могут выглядеть одинаково зелёными, но их происхождение и управление различаются. Узнайте, создавал ли человек систему целенаправленно и насколько она зависит от ухода.

Биогеоценоз считают полностью равным экосистеме. Эти слова близки, однако биогеоценоз подчёркивает природность и однородный участок земной поверхности. Если объект водный, искусственный или не имеет строгих территориальных границ, точнее употребить более общее слово «экосистема».

Экосистему относят только к одной группе. Так происходит, когда ученик выбирает лишь происхождение или только среду обитания. Проверьте объект по трём вопросам: как возник, какого размера и в какой среде существует.

Связь с другими темами

Для понимания классификации нужны знания о компонентах экосистемы, пищевых цепях, круговороте веществ и потоке энергии. Тема помогает объяснить устройство биосферы, значение биоразнообразия, устойчивость природных комплексов и последствия деятельности человека. С географией она связана через природные зоны и типы ландшафтов, которые можно рассматривать как крупные природные экосистемы.

Что запомнить

• Экосистемы классифицируют по происхождению, размеру и среде обитания.
• Природные экосистемы формируются без целенаправленного создания человеком.
• Искусственные экосистемы поддерживаются деятельностью человека.
• Биогеоценоз — природная экосистема на однородном участке территории.
• Биосфера — крупнейшая, глобальная экосистема Земли.
• Одна экосистема может одновременно иметь несколько классификационных характеристик.
• Устойчивость экосистемы связана с разнообразием организмов и сложностью взаимосвязей.