Розділ «2.2. Локальні природні екосистеми»

2.2.1. Типи локальних природних екосистем

Однією з обов'язкових умов існування природної екосистеми є відносна сталість у часі. Термін "відносна" враховує динамізм природи, її постійну зміну. Змінюються і природні екосистеми. Але змінюються по-різному в залежності від своїх розмірів - чим більша система, тим більше часу потрібно на її зміну. Якщо для глобальних змін потрібні десятки і сотні років, то для екосистем степу з однолітніми рослинами це буде менше року. Цю обставину треба враховувати, визначаючи межі локальної екосистеми. Але головне, що визначає межі і декомпозицію системи, - це мета розгляду системи. Тому на практиці ми маємо безліч локальних природних екосистем, різних за походженням, структурою, стійкістю, географічними особливостями та іншими класифікаційними ознаками. Приймемо за основну класифікацію локальних природних екосистем, запропоновану М.А. Голубцем, в якій передбачені консорційні, парцелярні, біогеоценозні, ландшафтні та провінційні екосистеми.

Консорція - це елементарна природна екологічна система з одним центральним організмом - ядром консорції. Як приклад наводиться дерево, з існуванням якого пов'язане життя білки, дятла, сови, зайця, метелика, короїда, лишайника, черв'яка, землерийки, лялечки. Всі вони впливають на життєдіяльність дерева і один на одного, але термін існування консорційної екосистеми визначається віком дерева. Відживе свій вік дерево - і зникне екосистема, бо якісь її складові загинуть разом з ядром, а живі перейдуть в інший "дім".

Парцелярна екосистема - це найменша територіально вирізнена система, яка характеризується специфікою зв'язків компонентів на всій товщині, включаючи її надземну і фунтову частину. Розміри такої ділянки можуть коливатись від кількох десятків до тисяч квадратних метрів. Близьким за змістом до таких систем є поняття "біогеоценоз".

Біогеоценоз, за визначенням В.М. Сукачова, - це сукупність на певній ділянці земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринного світу і світу мікроорганізмів, ґрунту і гідрологічних умов), яка має свою особливу специфіку взаємодії компонентів, з котрих вона складається, і певний тип обміну речовини та енергії їх між собою та іншими явищами природи і являє собою внутрішню суперечливу діалектику.

Розрізняють повночленні та неповночленні біогеоценозні екосистеми. У перших наявні всі природні компоненти, внаслідок чого реалізується повноцінний цикл біогеохімічного обміну, синтезу та ресинтезу органічної речовини. У других - відсутній якийсь із компонентів.

За стійкістю до впливу зовнішніх чинників ці системи ділять на стійкі та нестійкі.

Ландшафтна екосистема - це сукупність на однорідній за геологічними, фунтово-гідрологічними, кліматичними показниками ділянці земної поверхні біогеоценотичних екосистем, поєднаних між собою генетичними (за походженням), історичними (історія розвитку), геохімічними (геохімічне сполучення, стік води, перенесення органічних і мінеральних речовин) та біотичними (міграція тварин, перенесення діаспор і живого рослинного матеріалу) зв'язками. Залежно від мети аналізу ландшафтними екосистемами можна називати територіальні об'єднання споріднених біоценозів, наприклад, схилових, заплавних, басейнових (басейн озера, річки чи їх частин), окремих гір, гірських хребтів, горбів тощо.

Провінційна екосистема - сукупність ландшафтних екосистем у межах фізико-географічної провінції. В межах України виділяють 12 провінційних екосистем. Це Поліська, Західно-Українська лісостепова, Днісфовсько-Дніпровська північностепова, Донецька північностепова, Задонецько-Донська північностепова, Причорноморська середньостепова, Причорноморсько-Приазовська сухостепова і Кримська степова. Крім того, відмічають дві гірські країни - Кримські гори і Українські Карпати.

2.2.2. Зв'язки локальної екосистеми і характеристики складових

Аналіз особливостей локальних природних екосистем продовжимо на прикладі системи, представленої на рис. 2.4, яка за класифікаційними ознаками належить до біогеоценозних. Підсистема Q - це парцела, в якій окреме дерево з прилеглим довкіллям є консорційною природною екосистемою. На рис. 2.6 представлена схема цієї системи, доповнена, порівняно з рис. 2.4, деякими компонентами, притаманними дереву. Екологічна система являє собою найпростішу дворівневу, всі складові якої є організмами - складними біологічними системами. Але для екології вони - елементи, тобто найдрібніші неподільні компоненти, внутрішні процеси, які вивчають спеціальні науки. Для екології це "чорні ящики" з біологічними характеристиками.

В ієрархічній схемі системи всі елементи рівнозначні. Але в консорційній системі елемент-ядро відіграє провідну роль, тому на схемі (рис. 2.6) складова 1 виділена розміром і центральним місцем розташування. Такі елементи довкілля, як ґрунт і атмосферне повітря, не включені до складу систем, а їх вплив враховується так само, як і вплив Сонця, - у вигляді зовнішніх зв'язків. На рис. 2.7 показані зовнішні зв'язки ядра системи, які враховують забезпечення дерева сонячною енергією, вологою, поживною речовиною з ґрунту і атмосфери у вигляді прямих зв'язків. Зворотний вплив дерева на довкілля показує повернення в фунт органічної речовини у вигляді опаду листя з дерева та виділення кисню у повітря.

Ці зв'язки визначаються рівнянням фотосинтезу (7) та біологічними характеристиками дерева. На рис. 2.8 представлена характеристика

інтенсивності надходження поживної фунтової речовини в залежності від температури ґрунту.

При температурі до десяти градусів усі процеси в ґрунті пригнічені, в інтервалі від 10 до 20-25°С їх інтенсивність зростає.

Після 25°С живлення починає різко зменшуватись. Діапазон оптимальної температури дуже вузький - 5-7 градусів.

У середньому з ґрунту лісові рослини беруть за рік з одного гектара 3-14 кг фосфору, 6-24 кг кальцію, 13-50 кг азоту.

Газоспоживання дерева залежить від багатьох причин, однією з головних є вид дерева. В табл. 2.5 наведені дані, які характеризують поглинальні властивості деяких рослин.

Таблиця 2.5 Газопоглинальна спроможність дерев