Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

«Любая единица (биосистема), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями, представляет собой экологическую систему, экосистему…»

«Экосистема — это часть биосферы, где существует хорошо упорядоченный обмен энергией и материалами между организмами и окружающей средой».

Английской эколог А. Тенсли, который и ввел в обиход термин «экосистема», определил ее как «взаимодействие живого населения с окружающей средой обитания».

Академик В. М. Сукачев в 1940 г. дал такое определение экосистемы (он употреблял термин «биогеоценоз»): «Однотипное растительное сообщество вместе с населяющим его животным миром, включая микроорганизмы, с соответствующим участком земной поверхности, с особыми свойствами микроклимата, геологического строения почвы и водного режима». Правда, В. М. Сукачев делал различие между экосистемой и биогеоценозом: «Биогеоценозы, в отличие от экосистемы — дискретные биохорологические единицы, в той или иной степени отделенные друг от друга различными границами».

Таким образом, экологическая система включает в себя:

1. Неорганические вещества (С, N, СО₂, Н₂О и др.). Они находятся в непрерывном круговороте веществ в природе. Это косное вещество.

2. Органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и т. д.). Эти органические вещества связывают между собой биотическую и абиотическую части экосистемы, то есть живое и косное вещество. Органические соединения — это биокосное вещество.

3. Воздушную, водную и субстратную среду, которая включает в себя климатический режим, а также другие физические факторы. Естественно, это косное вещество.

4. Продуценты, которые могут производить пищу из простых органических веществ. Это, прежде всего, зеленые растения.

5. Консументы (как макроконсументы, так и микроконсументы). Продуценты и консументы подробно уже были рассмотрены. Ясно, что они составляют живое вещество.

Напомним, как понимал живое, косное и биокосное вещество В. И. Вернадский. Живое вещество — совокупность всех живых существ, населяющих планету (от простейших вирусов и клеточных до человека). Живое вещество характеризуется элементарным химическим составом, массой и энергией. Оно трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот. Косное вещество — это неживое и не связанное с жизнью вещество, к которому относятся глубинные породы, выбрасываемые вулканами в процессе горообразования, газы и т. д. При контакте с живым веществом косное вещество постепенно превращается в биокосное.

Биокосное вещество — вещество, имеющее минеральную основу, которая коренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов. К нему относится почвенный покров, плодородие которого обусловлено наличием органических веществ, а также воздух и вода. По определению самого В. И. Вернадского, это вещество, «которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами» и является «закономерной структурой из живого и косного вещества».

Вещества биокосного происхождения — это чаще всего трупы, отмершие части животных и растений, каменный уголь, нефть, торф, сланцы (в основном горючие вещества, слабо реагирующие с остальными веществами).

Имеется и космическое вещество, которое поступает из открытого космоса, главным образом в виде космической пыли, реже в виде метеоритов и еще реже в виде болидов. Оно легко «усваивается» биосферой.

В. И. Вернадский показал, что масса вещества, вовлекаемого в жизненные процессы, постепенно увеличивается в процессе эволюции биосферы (первый закон В. И. Вернадского), и скорость оборачиваемости вещества увеличивается также (второй закон).

Далее мы рассмотрим свойства и эволюцию экосистемы. Изучая экосистемы, специалисты применяют различные методы, различные подходы. Главные из них два: от общего к частному и от частного к общему. Можно рассматривать экосистему как нечто единое, не детализируя все, происходящее в ней. При этом можно изучать вход и выход в систему. Прежде всего энергии и вещества. При этом на первый план выступают общие, совокупные или, как говорят специалисты, эмерджетные свойства системы. Этот подход к изучению экосистемы как к целому называется холистическим (от греч. холос — целый).