Що спільного та відмінного між біогеоценозом і екосистемою? Популяції видів, які входять до складу певного біоценозу, тісно пов’язані не лише між собою, а й з умовами фізичного середовища життя (тобто неживою природою). Зокрема, вони дістають з довкілля речовини, необхідні для забезпечення їхньої життєдіяльності та виділяють туди продукти обміну речовин. Так угруповання організмів утворюють із фізичним середовищем життя єдину функціональну систему - екосистему.

Поняття «екосистема» запропонував у 1935 році англійський еколог Артур Джордж Тенслі (1871- 1955). Він розглядав екосистеми як функціональні одиниці природи нашої планети, що можуть охоплювати будь-які ділянки біосфери. Екосистема (від грец. ойкос - і система - сполучення) - сукупність популяцій організмів різних видів, які взаємодіють між собою і з неживою природою таким чином, що всередині такої системи виникають потоки енергії і колообіг речовин. Це, у свою чергу, зумовлює функціонування екосистеми як єдиної цілісної багатокомпонентної системи. Нагадаємо, що колообіг речовин - це обмін речовинами між абіотичною (неживою) та біотичною (живою) частинами екосистем.

Згодом російський еколог Володимир Миколайович Сукачов (1880-1967) запропонував поняття «біогеоценоз». Біогеоценоз (від грец. біос - життя, гео - Земля та койнос) - певна територія з відносно однорідними умовами існування, населена взаємопов’язаними популяціями, що складаються з різних видів, об’єднаних між собою фізичним середовищем життя, колообігом речовин і потоками енергії. Основою будь-якого біогеоценозу є фотосинтезуючі організми.

Отже, поняття «екосистема» і «біогеоценоз» досить близькі, але не тотожні. Біогеоценоз, на відміну від екосистеми, конкретніше поняття, оскільки він займає ділянку місцевості з однорідними умовами існування та певним рослинним угрупованням.

Яка структура біогеоценозу? Оскільки біогеоценоз - це сукупність популяцій організмів, які взаємодіють між собою і з фізичним середовищем, у ньому виділяють біотичну (сукупність популяцій організмів - біоценоз) та абіотичну (умови фізичного середовища існування) частини (мал. 138).

До складу абіотичної частини входять такі компоненти:

- неорганічні речовини (вуглекислий газ, кисень, вода тощо), які завдяки діяльності живих організмів вводяться у колообіг;

- органічні речовини (залишки живих організмів або продукти їхньої життєдіяльності), які зв’язують між собою абіотичну і біотичну частини біогеоценозу;

- кліматичний режим, або мікроклімат (середньорічні температура, кількість опадів тощо), який визначає умови існування організмів.

Біотичну частину біогеоценозу складають різні екологічні групи організмів, об’єднані між собою просторовими і трофічними зв’язками:

- продуценти (від лат. продуцентіс - той, що створює) - популяції автотрофних організмів, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних (фототрофні або хемотрофні організми);

Мал. 138. Екологічна структура біогеоценозу:

1 - абіотична частина; 2 - біотичная частина (біоценоз); 3 - біогеоценоз

- консументи (від лат. консумо - споживаю) - популяції гетеротрофних організмів, які живляться іншими організмами чи мертвою органікою (фітофаги, хижаки, паразити, сапротрофи);

- редуценти (від лат. редуцентіс - той, що повертає, відновлює) - популяції організмів, які, споживаючи мертву органіку, розкладають її до неорганічних сполук (різноманітні бактерії, гриби).

Які властивості біогеоценозів? Становлення певного біогеоценозу - це тривалий історичний процес, під час якого популяції організмів різних видів пристосовуються до спільного існування, а також до факторів фізичного середовища життя. Внаслідок цього процесу ускладнюється його структура і формуються такі властивості, як цілісність, стійкість, здатність до саморегуляції та самовідтворення.

Цілісність біогеоценозів забезпечують тісні взаємозв’язки популяцій організмів між собою і фізичним середовищем життя: фактори неживої природи впливають на життєдіяльність організмів, а останні - на мікроклімат біогеоценозу. Внаслідок цих взаємодій виникають потоки енергії і колообіг речовин, які зв’язують усі компоненти біогеоценозу в єдину цілісну систему.

Здатність біогеоценозів до самовідтворення насамперед зумовлена здатністю популяцій організмів, які входять до їхнього складу, відтворювати свою чисельність. Крім того, взаємодіючи між собою і з компонентами фізичного середовища, вони беруть участь у регуляції чисельності популяцій інших видів. Завдяки цим взаємодіям живі організми відтворюють і необхідні умови фізичного середовища існування. Наприклад, рослини вбирають з ґрунту сполуки нітрогену, внаслідок чого його вміст зменшується. Ґрунтові бактерії, гриби і тварини, розкладаючи органічні рештки, повертають ці сполуки в ґрунт у формі, доступній для засвоєння рослинами.

Мал. 139. Графік коливання чисельності популяції:

А - спалах чисельності;

Б - приведення густоти популяції у відповідність до умов середовища життя під дією регулюючих механізмів

Стійкість біогеоценозів склалася внаслідок взаємного пристосування популяцій організмів різних видів, а також їхніх адаптацій до умов фізичного середовища життя. Вона проявляється в здатності протистояти несприятливим зовнішнім впливам без помітних порушень власної структури. При цьому, чим більше видове різноманіття певного біогеоценозу і чим різноманітніші взаємозв’язки між популяціями різних видів, тим вищою буде його стійкість (наприклад, за достатнього видового різноманіття кілька рослиноїдних видів регулюють густоту популяцій певного виду рослин ефективніше, ніж один).

Саморегуляція біогеоценозів полягає в коливаннях кількісних і якісних показників його продуктивності, швидкості біогенної (тобто за участю живих організмів) міграції атомів і потоків енергії навколо певних середніх (оптимальних) значень. При цьому регулюючими чинниками є внутрішньовидові та міжвидові зв’язки, які згладжують коливання чисельності окремих видів. Як тільки густота певної популяції перевищить деякий середній рівень, у біогеоценозі починають діяти регуляторні механізми (наприклад, вплив популяцій хижаків на популяції їхньої здобичі, популяцій паразитів - на популяції хазяїна тощо), що приводять її у відповідність до умов середовища існування (мал. 139).

Порушення взаємозв’язків між популяціями організмів у біогеоценозах, спричинені діяльністю людини, можуть призводити до різкого скорочення чисельності одних видів (наприклад, промислових) і масового розмноження інших (зокрема, шкідників сільського і лісового господарств).

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Що таке біогеоценоз і екосистема? 2. Чим визначаються межі біогеоценозу? 3. Яка структура біогеоценозу? 4. Яка роль у біогеоценозах продуцентів, консументів і редуцентів? 5. Чому біогеоценози є цілісними системами? 6. На чому ґрунтується здатність біогеоценозів до самовідтворення? 7. Завдяки чому біогеоценози здатні до саморегуляції? 8. Від чого залежить стійкість біогеоценозів?

ПОМІРКУЙТЕ

На той час, коли В.М. Сукачов запропонував термін «біогеоценоз», вже користувались поняттям «екосистема». Чому, на вашу думку, виникла необхідність введення терміну «біогеоценоз»?