Экосистема

Биосфера состоит из областей, районов, участков, населенными различными животными. Даже в зелёном и однородном по климату и почвенным условиям Подмосковью есть особые районы и участки: есть поля, другое леса, третье реки (особо ручьи), четвертое пруды. Если обратиться к другой части суши, то там иные климатические условия, иные сообщества растений и животных.

В каждом участке земной поверхности, а также водной толщи океана находится соответствующая условиям этого участка группа живых организмов – растений, животных, грибов, бактерий.

Совокупность живых организмов какого-либо однородного в физико-географическом отношении участка вместе с неживой средой, в которой они обитают, называется экосистемой.

Системой эта совокупность называется потому, что для каждого живого тела в ней имеется свое место (экологическая ниша) как в пространственном смысле, так и в системном, в смысле связей между видами, входящими в экосистему. Второе означает, что все организмы между собой и с косным веществом связаны постоянно протекающими процессами обмена веществ, энергии и информации. Экосистема не просто сумма организмов и почвы, воды, воздуха на определенной территории. Это устойчивая саморегулируемая совокупность взаимосвязанных живых и неживых компонентов. Различаются естественные и искусственные, созданные человеком экосистемы. Природные системы примыкают одна к другой и создают непрерывную мозаичную картину на поверхности суши и моря. Через границы экосистемы активно взаимодействуют между собой, обмениваясь веществом, энергией и информацией Искусственные экосистемы вкраплены в эту мозаику и существуют в ней, оказывая влияние на соседние природные экосистемы. В качестве искусственных можно назвать сад, город, аквариум, космический корабль.

Экосистема устойчивая система, которая в стабильных почвенно-климатических условиях саморегулируется под Богом, как описано в Пс. 103. Но только лишь Бог отвернется от неё (103.29) они утратят покой, нормальное течение событий прекратится. Если же Господь отымет душу, например, в лесном пожаре или паводковом водном потоке, которые уничтожают наземные экосистемы, тогда все живое, по слову Псалма, исчезает и обращается в первоначальный прах – исходное состояние, из которого Господь волен возродить стройную систему.

Далее по 103 псалму словами псалмопевца царя и пророка Давида мы призываемся славить премудрость Божию. Восхвалим совершенство созданных Богом живых систем и тем поведем проповедь о Великом Творце: “Воспою Господеви в животе моем, пою Богу моему, дондеже есмь, да усладится Ему беседа моя, аз же возвеселюся о Господе. ” (Пс. 103.33-103.34).

Экосистема может иметь объём от объёма капли воды до объёма озера.

В составе экосистемы выделяются уровни: особь - семья – популяция -- сообщество – биоценоз. Это множества постепенно возрастающие по сложности и объёму. Так популяция состоит из особей разного пола, но одного вида, сообщества из популяций одного царства, а биоценоз есть совокупность всех сообществ, которые сосуществуют в данном ландшафте.

Между организмами в экосистеме существуют различные связи. Они зримы в информационной сфере. Между животными одной популяции голосом подаются сигналы об опасности, успокоительные сигналы в пении птиц у гнезда, оперением и другими знаками подаются сигналы о брачном периоде. Животные от неживой природы воспринимают сигналы бедствия. Например они реагируют на запах дыма, воспринимая его как сообщение о приближающемся пожаре. Дымом отпугивают пчеловоды пчёл, когда открывают улей. Неизвестные сигналы принимают животные перед землетрясением. Известно, что змеи выползают на поверхность перед ударом подземной стихии. Мне пришлось быть свидетелем, как табун лошадей, диковатых, монгольских, которых лассо ловили, чтобы оседлать, табун таких лошадей перед землетрясением галопом мчался к людям, к лагерю геологов. Стало страшно, что они снесут палатки со спящими людьми. Это происходило на рассвете. Лошади испугались предстоящего землетрясения. Ощутили его за 2-3 минуты до толчка. Когда же случилось землетрясение, а оно продолжалось не более 1 минуты, табун развернулся и ушел в горы на свободу. Задолго до землетрясения его предчувствуют домашние куры. Китайские сейсмологи совместно с канадцами разработали программу предсказания землетрясения, основанную на наблюдениях за 25 признаками-предвестниками, среди которых наряду с явлениями неживой природы (повышение уровней воды в колодцах и скважинах, увеличение радиационного фона и др.) фиксировалось поведение различных животных. Плотная сеть по всей стране и мгновенный обмен информацией в сети позволили предсказать землетрясения.

Однако вязи между организмами в экосистеме и их с косной средой наиболее ярко проступают в способе питания. Эти связи хорошо изучены. Питание устроено так, что в идеале первичного сотворения мира (Быт. 1.29) для высших организмов питанием служат плоды. Животное съедает ягоду, принимает в себя её семя и сеет его вместе с удобрением, необходимым для роста следующего поколения растений. Для мертвых растительных и животных организмов есть могильщики – грибы, бактерии, черви, насекомые которые переводят животные и растительные ткани в косное исходное вещество, точнее в биокосное вещество гумус. Гумус в почве является основным питанием для растений.

В экологии по способу питания объекты классифицированы на следующие таксоны:

1. Косное и биокосное вещество, которое служит исходным источником питания для всех организмов. Косным называем всякое неживое вещество неорганического происхождения. Биокосным называем то же неживое вещество, минеральное или органическое(гумус) по составу, но созданное живыми организмами. Так СО₂ – углекислый газ может быть минерального происхождения, выброшенный вулканом из недр, либо органического происхождения, выделенный при дыхании организмом.

2. Продуценты – зелёные растения, создающие на свету из косных компонентов органическое вещество.

3. Консументы 1-ог рода – растительноядные животные.

4. Консументы 2-го рода – хищные и всеядные животные.

5. Люди.

В экологии не принято выделять людей из консументов 2-го рода. Однако в православном изложении экологии это, на наш взгляд, необходимо сделать, так как человек в своём питании потребляет недоступные животным антидор, агиасму, елей соборования и другие подобные вещи. О людях ветхозаветной эпохи сказано в псалмах «хлеб ангельский яде человек».

Законы взаимоотношения между видами и особями в экосистеме.

Наиболее распространённый способ сосуществования популяций называется нейтрализм. Виды живут в одном месте, но непосредственно друг на друга не влияют, как добропорядочные соседи. Они связаны общей судьбой через состояние косной среды и через другие виды, с которыми они имеют трофические (пищевые) или иные связи. Так синицы большая и московка, и поползень, населяющие парки Москвы, находят пищу в разных частях деревьев. Одна из синиц ближе к земле, другая у вершины. Поползень же клюёт на стволе, двигаясь по нему вниз головой, что делает легко узнаваемой эту маленькую птичку. Они не конкурируют, но судьба их зависит от состояния древостоя. А здоровье дерева тесно связано с чистотой атмосферы. Потому оба вида синиц зависят от выбросов из дымовых труб ТЭЦ и от автомобилей.

Другой способ связи – симбиоз. Пример симбиоза лишайник – сосуществование гриба и водоросли. Гриб в этой паре удерживает воду для водоросли, а она на свету продуцирует органику и питает гриб. Другой пример симбиоза птица и дерево. Птица вьет гнезда в кроне дерева, очищает дерево от вредителей. Дерево даёт ей удобное жизненное пространство в виде дупла или развилки сучьев, где можно свить гнездо. Шляпочные грибы, подосиновики, подберезовики и другие вступают в симбиоз с деревьями, прорастая своим мицелием корневую систему. В результате у дерева увеличивается площадь водосбора и питание почвенной влагой с растворёнными в ней минеральными веществами, а гриб получает надёжный долгоживущий источник растворённых в древесном соке органических веществ.

Комменсализм (от латинского слова «сотрапезничать») или нахлебничество, как это называется в экологических учебниках, есть такое сосуществование особей разных видов, когда один из организмов полностью питается за счёт другого. Например, к акулам пристраивается рыба-прилипало. У неё спинной плавник заменён присоской, которой она прочно прикрепляется к гладкому покрову акулы. Прилипалы питаются остатками со «стола» акулы, они надёжно защищены около неё от хищников и транспортируются ею, не имея собственных сил со скоростью акулы перемещаться на большие расстояния. Для акулы малое число прилипал не обременительно, они не лишают её пищи. Но с увеличением числа прилипал они уже затрудняют ей движение и тогда комменсализм перерастает в паразитизм, о котором речь ниже. Последнее, что хотелось бы сказать о термине: в христианской экологии термин нахлебничество следует заменить симметричным термином благотворительность. Акула терпит и носит рыбу прилипало и проявляет к ней добрую волю. Не следует видеть в мире животных стяжательство и конкурентную борьбу, если можно видеть сработничество Богу и сотрудничество.

Паразитизм – такое сожительство организмов, когда один использует мизненно важные вещества, извлекая их из тела другого и не даёт эксплуатируемой особи ничего в замен.

Хищничество – особое взаимоотношение между животными, когда животные (и некоторые растения) питаются, убивая животных – насекомых, червей, рыб и млекопитающих. Экология знает целесообразность этой формы сосуществования видов в экосистеме. Хищник уничтожает слабые особи, больные особи. Этим он улучшает наследственность в популяции, на которую охотится. Хищники, по воле Божией, нападает на людей и тем осуществляет наказание за грехи. В противовес этому известны случаи, когда хищники не прикасаются к жертвам по запрету от Бога и по любви хищника к человеку. Примеры из Священной истории многочисленны: пророк Даниил во львином рву, преп. Герасим Иорданский со львом, преп. Сергий и преп. Серафим с медведями, священномученик митрополит Петр Полянский согретый медведем. Надо сказать, что хищные звери: змеи, медведи не трогают человека, если он не угрожает им. Когда же он объявляет им войну, то они нападают, обороняясь. Сибирякам известно, что медведь, не попробовавший человеческой плоти, избегает встречи с человеком, уходит, если столкнётся с человеком. Напротив, опасен медведь, который подвергся нападению человека. Он, защищаясь, убивает человека, потом становится опасен для людей.

Конкурентные отношения в экосистемах возникают в борьбе за пищу, воду и другие средства существования. Западная экология преувеличивает распространённость этой формы сосуществования. Дарвинисты видят в ней путь к возникновению новых видов. Православный эколог (М. Солуха, 2011) пишет, что конкуренция имеется только при сукцессиях, то есть при формировании экосистем. В сформированных экосистемах существует равновесие между численностью популяций различных звеньев лепидной (трофической) цепи. Конкурентные отношения возникают между хищниками одной популяции в дикой природе. В связи с этим они делят территорию и «ограждают» свои участки. (Так кобели помечают свои «владения» мочой). После разделения конкуренция прекращается. Межвидовая конкуренция чаще всего миф, принятие желаемого за действительное. У каждого вида имеется своё специфическое излюбленное питание. В какой-то части рациона имеется пересечение. Конкурентная борьба за эту общую часть наступает в условиях дефицита питания, при гибели источников питания в пожаре, или от другого стихийного бедствия, или от освоения экосистемы человеком. Так при плотном заселении Европы произошла борьба между популяцией серой крысы и популяцией крысы черной. Серая крыса крупнее, лучше плавает и агрессивнее. Она совершенно вытеснила чёрную крысу из городов и селений. Чёрная крыса теперь встречается только в лесных и степных массивах. На стадии перестройки, сукцессии, прошла конкурентная борьба и прекратилась. Она не привела к каким-либо изменениям видовых признаков ни у того, ни у другого вида крыс, к сожалению для дарвинистов.

Мутализм и антибиоз объединяющие термины. Под мутализмом понимается мирное сосуществование сходных популяций животных и растений в названных выше формах: нейтрализм, симбиоз, комменсализм. Антибиоз – враждебные отношения между особями или популяциями, при которых проявляется конкуреция.

 

Биомы.

Между экосистемой и биосферой, по представлениям экологов, имеются звенья биом и биоцикл. Биоцикл – совокупность биомов континента или его относительно однородной в физико-географическом и биологическом отношении части, а также относительно однородная крупная часть океана, однородная в океанологическом и биологическом отношении. Биом – часть биоцикла, совокупность экосистем определенного географического пояса или физико-географического крупного объекта, как то Балтийского моря, пояса лесов Евразии на территории России. Иной биом в таком же поясе Северной Америки, о чем в известной песне сказано:

Над Канадой небо синее,

Меж берез дожди косые.

Все похоже на Россию.

Только все же не Россия.

Это не просто красивое эмоциональное высказывание. В биомах Америки и Евразии свои ряды животных и растений. В них много общего. Ландшафты потому очень сходны. Но различия в экологическом отношении значительны. Практически это выражается в том, что переселение их чревато катастрофическими последствиями. Так, в Европу с картофелем, которым США кормили свой воинский контингент во Франции перед Второй мiровой войной, попал колорадский жук, который в Европе катастрофически размножился, не имея природных врагов; они есть и остались в Америке. Жук двинулся на восток и сейчас ушел за Урал. У нас катастрофически разрастается борщевник – гигантское зонтичное однолетнее растение, сознательно завезенное в советское время из Америки с целью получения больших урожаев зелёной массы для корма скота. Это оказалось ошибкой. Борщевик не пригоден, как корм, но он размножается, угнетая экосистемы наших лугов. Я знаю одно село, где агроном в советское время не выполнил приказа сеять на силос это растение; а уничтожил семена, закопав их в навоз, где они были сожжены. Вокруг села поля пока чистые. Альтернативная история с каштаном зубчатым в США. Он был уничтожен вредителем грибом Endothia parasitica, завезенным в Америку на саженцах каштана мягчайшего из Китая (Небел, с. 109). Переселение видов из одного биома в другой называется интродукцией. Она иногда наносит большой ущерб. Чаще протекает гладко, как завоз картофеля и кукурузы из Америки, огурцов из Индии в Россию.

Основные биомы на континентах следующие: Вечнозелёные тропические леса, листопадные тропические леса, Саванны, Пустыни, Субтропические жестколиственные леса, Степи, Широколиственные леса умеренного пояса, Тайга, Тундра, Полярные пустыни.

Вечнозелёные тропические леса распространены в экваториальном поясе на Южно-Американском, Африканском континентах, в Индо-Малайском регионе. Температура воздуха здесь круглый год постоянная 27^оС с отклонениями до 2^о. Осадков выпадает от 1500 до 12 000 мм в год, местами более. Воздух постоянно насыщен влагой. В долинах Амазонки, Конго, Меконга равнинный рельеф и скопления песчано-глинистых отложений. Всё это создаёт лучшие на планете условия для развития растений. Удельная продуктивность растений(т/га) в этом биоме в 2, 5-2, 75 раза больше, чем в саванне и тайге, последние мало различаются по производительности растительного покрова. Только пресноводные и морские мелководья – мангровые болота, заросли водорослей и рифы могут сравниться по продуктивности с влажными тропическими лесами. Продуктивность культивируемых земель в массовом выражении в 3, 4 раза меньше чем во влажных тропических лесах. Территории наиболее продуктивные по созданию зелёной массы продуцентами отношении почти не освоены сельским хозйством. Тем более не освоены наиболее продуктивные акватории. Лишь дельта р. Меконга в Южном Вьетнаме, да территория Бангладеш, расположенная в дельтах рек Ганга и Брамапутры являют примеры освоения таких биомов.

Влажные вечнозелёные тропические леса отличаются исключительным видовым разнообразием флоры и фауны. Преобладают деревья с прямыми гладкими стволами высотой 30-50 м, иногда до 60 м с кронами у вершины, увитые лианами. Травяной покров малоразвит из-за затенённости. Почвенный слой очень тонкий, гумуса мало. Корни деревьев расположены у поверхности. Сведение леса и обнажение почвы приводит к смыву её тропическими ливнями. Фауна, как и флора здесь разнообразна, многочисленные редуценты активны в условиях оптимальных для них (для гниения) температур.

Саванны – другой биом широко распространённый в Африке и Южной Америке. Это тропическая лесостепь на равнинах, где чередуются влажные и засушливые периоды года. Во влажный период здесь вырастает травяной покров преимущественно из злаков высотой до 2 м. В засушливый период травы высыхают, немногочисленные деревья и кустарники сбрасывают листву. Саванны, как и влажные вечнозелёные тропические леса занимают большую долю суши. Площадь саванн 15 млн. км², вечнозелёных тропических лесов 17 млн. км². Для сравнения, площадь культивируемых земель только 14 млн. км², а тайги 12 млн. км². Можно полагать, что территории, занятые саваннами и вечнозелёными тропическими лесами в будущем могут стать основным источником питания человечества. Пока агротехника экологически грамотного освоения этих территорий не разработана.

Степи и прерии в настоящее время в большей части распаханы и заняты сельскохозйственными культурами. В засушливых частях они используются как пастбища. В естественных условиях они, как и саванна имели сезонный травяной покров преимущественно злакового состава. Местами, как и в саванне в степях, преимущественно по балкам встречались заросли кустарника и отдельные лесные рощи. Почвы степей чернозёмные и каштановые плодородные и составляют, зачастую мощный слой, на Украине местами более 2м. В Казахстане почвы бедные и маломощные. Непродуманная и научно не обоснованная попытка распахать целинные земли Казахстана привела правительство Н.С. Хрущева к неудаче. Малый слой почвы и засухи не позволили получить с целины ожидаемые урожаи.

Широколиственные леса умеренного пояса распространены в северном полушарии в Европе, Азии и Северной Америке на территориях России, Европейских стран, США и Канады. Леса Америки и Азии отличаются видовым разнообразием. Европейские леса значительно беднее видами. В этих лесах сложилась культура славянских и англо-германских народов, оказывающая сильнейшее влияние на современную мировую культуру в части природопользования. Наши предки выкорчевывали и выжигали леса для пахотного освоения. Они не могли строить осёдлую жизнь в степи, где подвергались набегам кочевников. Потому в Европе в южной половине лесного биома и в западной его части преобладают сельхозугодия на местах бывших лесных массивов. Ценную для сельского хозяйства часть территории лесного биома составляют поймы равнинных рек с богатыми мощными почвами, хорошим увлажнением и луговым разнотравием пригодным для сенокосов и пастбищ. Попытка распахать поймы в центральной Росси, предпринятая при Н.С. Хрущеве, привела к утрате видов трав и смыву почв весенними водами. Громадные площади этих угодий на Волге, Каме, Днепре, Волхове, Мологе, Шексне и их притоках затоплены в середине прошлого века при строительстве гидроэлектростанций. Выработка энергии не компенсирует экологический ущерб, потерю угодий и затопление городов и селений с храмами, монастырями, энергетическими установками в виде мельниц, ветряных и водяных. В настоящее время пахотные угодья Центральной России заброшены. Хлеб для населения Центральной России дают более урожайные и более удобные для механизированных работ степные поля Росси, США и Канады.

Тайга - особенность России. Она распространена в северной половине её Европейской территории и занимает большую часть Сибири, лишь у южной границы станы, уступая место степи и лесостепи в полосе шириной порядка 1000 км. Это территория очень слабо освоенная в сельскохозяйственном отношении, так как её климатические особенности не способствуют получению урожаев большинства современных сельхозкультур. Здесь короткое лето, длительная холодная зима, к тому же почвы маломощные и бедные гумусом. Более половины территории тайги занята вечной мерзлотой. Только большие трудозатраты, высокая культура земледелия и непрестанная молитва позволили монахам Валамского и Соловецкого монастырей достигнуть успехов в сельском хозяйстве, выращивать на севере сельхозкультуры юга. Таёжный биом пока бесперспективен для товарного сельского хозяйства. Однако продуктивность таёжной растительности высокая, примерно равная продуктивности саванны. В настоящее время она является поставщиком лесоматериалов. Возможно будут найдены сельхозкультуры, которые будут экономически целесообразны в таёжном биоме.

Имеется тайга и на севере Северной Америки.

Пустыни, тундра биомы с различными экологическими условиями. Общее у них то, что они крайне малопродуктивны, бедны видовым составом флоры и фауны. Они занимают на планете площади не уступающие по величине территориям наиболее продуктивным - саваннам и вечнозелёным тропическим лесам. Экосистемы этих биомов в подавляющем большинстве бедны видами и очень ранимы при техногенных воздействиях.