(Документ)
n1.doc
1.2 ОРГАНИЗАЦИЯ КАК ЭКОСИСТЕМА
Во многом вследствие невозможности до конца объяснить поведение людей в организации, исходя из организационных и частных целей, в социологии организаций возникает другой подход, другая парадигма. Согласно ей, организация - это экосистема. Она создает вокруг человека особый мир, состоящий из потребностей и ценностей, образцов поведения и скрытых смыслов. При таком понимании вообще трудно говорить о цели организации. Какие цели может вообще ставить перед собой экосистема? Если же перейти на более операциональный уровень - цели организации могут меняться, сама же она останется при этом почти неизменной. В экономике такое можно наблюдать сплошь и рядом. Фирмы часто радикально меняют отрасли, выпускаемую продукцию, место на рынке. При этом они сохраняют свое название, основной штат сотрудников, систему внутрикорпоративных ценностей. Один из наиболее ярких примеров такого развития -IBM, которая за свою историю совершила немало - от производства весов для скотобоен и табельных часов к выпуску пишущих машинок и другой оргтехники, от них - к электрическим счетным машинам, от них - к компьютерам. При этом IBM оставалась IBM с ей одной присущей культурой обрабатывать клиентов, с относительно постоянными установками относительно персонала, с особым пониманием своей миссии в экономике и обществе.Такое понимание часто называют естественной моделью организации. Возникновение естественной модели организации связано с работами представителей школы человеческих отношений, которые понимали организацию скорее как общину, а не целевую группу, уделяя особое внимание неформальным сторонам организационной реальности. Наиболее полно понимание организации как экосистемы изложено в работах Ф.Селзника и Ч.Барнарда . Целью организации в их понимании является просто существование или выживание. В данном случае при описании организаций активно используются аналогии с биологическим организмом. Как и по отношению к организму, главным процессом определяющим существование организаций является процесс удовлетворения некоторых потребностей. Эти потребности многообразны и значительная часть из них никак не может быть представлена в рамках процесса целедостижения. Сходство организации с природными системами заключается также и в том, что она имеет определенный цикл своего развития - рождение, рост, зрелость и смерть. Такая интерпретация послужила основой для создания многочисленных теории жизненного цикла организации, активно использующихся сегодня в управленческом консультировании и менеджменте.
Не следует отождествлять понимание организации как экосистемы с так называемым экологическим подходом в теории и социологии организаций . Несмотря на терминологическую близость, экологический подход в основном уделял внимание взаимоотношениям организации с внешним окружением. Эти взаимоотношения описывались по аналогии с процессом биологической адаптации. В рамках экологического подхода экосистемой является не отдельная организация, а организация вместе определенной частью внешней среды, с которой она постоянно взаимодействует (экологическая ниша).
Понимание организации как определенной экосистемы способно объяснить многие спонтанные организационные процессы и неформальные отношения между людьми. Вообще все то, что не укладывается в модель целе-рационального действия может быть объяснено исходя из признания наличия множественных потребностей у самой организации и у ее членов. При этом, безусловно, принижается роль формальных взаимодействий и процесса достижения организационных целей. Такое понимание организационной реальности не совсем согласуется с традиционным европейским здравым смыслом, который все же видит в организации скорее инструмент достижения целей, а не спонтанно возникшую и по своим законам развивающуюся реальность. Практика традиционного японского менеджмента в этом плане является ярким олицетворением понимания организации как экосистемы. В Японии компания или предприятие скорее уподобляется общине, городу или деревне. Поступая на работу, человек связывает с компанией всю свою жизнь. Поэтому исчезновение компании мыслится как трагедия, некоторый катаклизм, хотя в европейском понимании банкротство компании - это просто свидетельство того, что данный инструмент добывания денег оказался неудачным.
Понятие экосистемы подразумевает наличие некоторой устойчивой среды обитания. Применительно к организации такая среда состоит из некоторых культурных образцов или ценностей, которые организация явно или неявно навязывает своим членам. Человек, проработавший 10 лет на железной дороге, мысли иначе, чем тот, кто такое же время трудился в банке. Здесь вполне работает аналогия с человечком, который прожил 10 лет в России и тем, кто жил в США или Франции. У таких людей формируются разные ценностные ориентации, разные стереотипы восприятия действительности, разные предпочтения и предрассудки. Тем самым понимание организации как экосистемы вплотную подводит исследователя к категории организационной или корпоративной культуры. Если поведение животного всецело зависит о природной среды, то поведение человека определяется в первую очередь культурной средой. Частью этой среды и являются организации. Подробнее понятие организационной культуры будет рассмотрено в третьей главе настоящего учебного пособия.
1.3 ОРГАНИЗАЦИЯ КАК СОВОКУПНОСТЬ ПРАВИЛ.
1.3.1 Неоинституциональное определение организаций.
Третий подход к определению организаций связан с применением категорий популярной в последние годы неоинституциональной экономической теория, имеющей явные социологические коннотации в своем развитии.В общем виде идея представителей данного направления сводится к тому, что рыночное пространство не едино, оно скорее похоже на хороший сыр с множеством мелких и крупных дырочек. Эти дырочки суть организации. Внутри организации не только не исполняются рыночные законы, здесь действуют ровно противоположные правила и стереотипы поведения людей.
Идея противопоставления организационного и рыночного начал общественных явлений восходит к XVIII веку, веку становления в Европе индустриального рыночного общества. Именно в это время возникают различные ветви консерватизма, по-своему отстаивающие ценность уходящего феодального строя с его четкой иерархичностью, стабильностью, ориентацией на принципиальное неравенство людей и признанием некоторых высших духовных ценностей. Легальный консерватизм, ведущий свою родословную от Э. Берка, ориентировал на осторожность и осмотрительность в переменах с помощью тезиса о контрактной природе общества. При этом данный контракт, не заключался только между живущими людьми, как полагали либералы (захотели тут что-то изменить - изменим). Общество - это контракт между умершими, живущими и еще не родившимися. Поэтому если живущим захотелось что-либо изменить, у них нет на это права. Они должны быть осмотрительны и принимать во внимание волю людей живших в прошлом. Например, если столетиями существовала монархия, значит, в ней заложена определенная жизненная сила, она завещана нам предками, и по своему усмотрению мы не можем ее просто взять и упразднить.
Наряду с этим вполне легальным консерватизмом, в то же время сформировалось маргинальное учение, которое сегодня принято называть традиционализмом или идеологией. Оно заключалось в том, что переход к рыночному обществу представляет собой трагическое явление, символизирующее победу атлантизма, сформировавшегося как фундаментальная идеология торговых средиземноморских цивилизаций, над здоровыми силами европейской культуры (символом которых в древнем мире считалась Спарта). Средневековое общество, по мнению представителей данной идеологии, сумело обуздать и разрушить торгашеский дух античного общества, ввело строгую иерархию и порядок в отношения между людьми. В этом плане оно представляет собой вершину развития человечества. Единственное, что всегда смущало таких авторов в средневековом обществе так это его христианская составляющая. Они считали здоровой идеологией древние мифологические культы с богами и героями. Идея всеобщего равенства в христианстве противоречила самым важным постулатам данной консервативной идеологии.
Фактически традиционалисты были первыми, кто противопоставил организацию и рынок как институты, как особые виды сознания и поведения людей. Надвигающееся господство рынка и демократии (политического рынка) воспринималось ими как трагическая ошибка истории, и на протяжении последних двух веков представители данной идеологии активно боролись как с носителями этой ошибки, так и с самим духом современного западного общества. Именно ее представители стояли за Муссолини в Италии, Гитлером в Германии и множественными анти-западными проявлениями в третьем мире. Два с лишним столетия традиционалистская идеология жила в тени, с ней связывались не лучшие проявления человеческой природы и социального развития, она искала возможности для реализации, но если таковая реализация происходила ее последствия были ужасающими. И вот пусть исключительно, но крайне удачная реализация свершилась: неоинституциональное противопоставление организации и рынка стало вполне легальным развитием и благопристойным представлением идей противоборства атлантизма и идеологий континентальных этносов. Нельзя, конечно, неоинституционализм в экономике прямо выводить из данного мировоззрения, но общее методологическое сходство существует и может само по себе служить серьезной реабилитацией традиционализма в глазах современного цивилизованного человечества.
Согласно неоиституациональной трактовки, организация - это совокупность правил поведения, противоположная по своим основным принципам рынку как иному регулятору социально-экономических процессов. Организация представляет собой экономический, социальный и ментальный механизм взаимодействия элементов социальной системы и идей. Организация - это модель упорядочевания элементов на основе наиболее рациональных (во многом соответствующих формальной логике) принципов. Особенности организации раскрываются в сравнении с другим важнейшим механизмом взаимодействия элементов социально-экономической системы современного общества - рынком.
Какие же черты характерны для рынка и организации как социально-экономических институтов? Сначала следует выделить отличительные особенности рынка как системообразующего института современного общества. Во-первых, для рынка характерно признание равенства всех элементов, составляющих социально-экономическую систему. Пусть это равенство не больше чем юридическая формальность, но с точки зрения рынка все равны: мелкие и крупные фирмы, порядочные люди и мошенники, отдельные индивиды и громадные корпорации. Все они суть экономические агенты, подобно тому как все многообразие физических тел в теории динамике можно свести к взаимодействию центров тяжести. Между экономическими агентами выстраиваются сложные контрактные отношения, природа которых подразумевает двустороннюю договоренность, а не приказ идущий сверху вниз. Человек, поступающий на работу и находящийся пока в рамках рыночного пространства равен организации. По мнению Герберта Саймона, в этом контексте непонятно, кто кого нанимает - организация работника для выполнения определенных функций, или работник организацию (). Неравенство кандидата, трясущегося перед интервью, и представителя компании, перед глазами которого проходят десятки или даже сотни таких людей очевидно, но с точки зрения рынка, рыночного сознания данного неравенства не существует. Человек как экономический агент равен организации и может требовать для себя нечто особое, каких-то привилегий и удобств, может выторговывать более выгодные условия, пока он не вступил в организацию с ее иерархией, строгим распределением власти и преимущественно односторонними связями.
Идея равенства экономических агентов, которая реализуется в контрактной природе всех взаимодействий в рыночном пространстве, подразумевает необходимость постоянного ведения переговоров, нахождения компромиссов, определенных преимуществ. Если с начальником нельзя торговаться, то с контрагентом по бизнесу - не только можно, но и должно.
Второй отличительной чертой рынка служит определяющее значение монетарных оценок. Если все элементы системы равны, необходим всеобщий эквивалент, на основе которого можно сравнивать эти элементы. Как сравнить труд каменщика и врача, заграничный тур и комплект офисной мебели? Все эти и многие другие рыночные сущности могут быть сравнимы только на основании своей цены. Если один врач берет за услуги вдвое больше другого, видимо, и качество его работы лучше. Данное утверждение образует незыблемый ориентир для потребителей и инвесторов. В том случае, когда подобные сравнения в значительной мере отражают истину, поведение и инвесторов с их вопросом: Куда вкладывать деньги? и потребителей, интересующихся: За что заплатить? получают рациональную основу своего поведения. В такой ситуации рынок начинает работать автоматически, координируя творческую волю множества экономических агентов и не нуждаясь в сильных механизмах, способных корректировать его деятельность.
В эпоху инфляции такие ориентиры разрушаются. Именно поэтому монетаристы, которых в наибольшей мере можно сегодня отнести к апологетам рынка как социально-экономического института, в первую очередь нападали в своей критике на инфляцию как наиболее разрушительное явление для рыночного механизма. В условиях высокой инфляции рынок теряет способность к саморегулированию, так как субъекты рыночных отношений теряют координаты для своего разумного поведения. Например, то, что одна лампочка стоит 3 рубля, а другая - 5 рублей, перестает означать, что одна лучше, а другая хуже. Может быть, разница в цене говорит лишь о том, что одна произведена на два месяца позже, чем другая. При сравнении продукции разных отраслей, где инфляция идет разными темпами, возможность компетентных оценок также снижается до минимума.
Таким образом, монетарные оценки становятся основой рынка как социально-экономического института. При этом имеющие нередко место неадекватность, некорректность и неполнота денежных оценок расцениваются как безобидное.
Третий определяющий элемент рынка - это свобода и конкуренция . Равные по своим правам и возможностям элементы рыночной системы имеют полную свободу в доказательстве того, какой из них лучше, а какой хуже. Агентам рыночных отношений никто не имеет права указывать на то, как поступать. В равной схватке они отстаивать свою жизнеспособность.
В условиях рынка конкуренция представляет собой жизнеутверждающий механизм, способствующий прогрессу и рациональному поведению субъектов, составляющих экономику. При этом следует обратить внимание на то, что конкуренция создает систему отрицательных стимулов: не будешь крутиться - погибнешь. Как и любая система с отрицательными стимулами конкуренция имеет свои понятные недостатки, проявляющиеся более и менее явно в зависимости от культуры рыночных агентов. Конкуренция рождает зависть. Зависть есть мощнейший стимул для улучшения экономического поведения. И на Западе люди не только не боятся этого явления, но часто сознательно его стимулируют. Если твой сосед построил трехэтажный дом и ты завидуешь ему, ты будешь больше трудиться, лучше работать и копить деньги на такой же дом. Но понятно, что значительно более простым (и рациональным?) выходом из сложившегося положения является ситуация, при которой ты, не долго думая и много не трудясь, поджигаешь дом соседа. Работы меньше, зависти никакой и психологическое равновесие в душе восстанавливается.
Использование конкуренции как экономического механизма, порождающего зависть, должно быть очень аккуратным, так как отрицательные ее стороны могут легко стать превалирующими над позитивными. Кроме того, для справедливой конкуренции нужно еще и равенство условий, в которых находятся экономические агенты. Рассмотрим простой пример. Себестоимость производства пальто на одном предприятии - 500 рублей, а на другом - 800 рублей. Согласно рыночным законам конкуренции последнее должно исчезнуть, и это должно восприниматься как самый справедливый выход из положения. Такая ситуация очень характерна для центральной Европы с ее примерно одинаковыми климатическими условиями, достаточной плотностью населения и развитой инфраструктурой. В России же сплошь и рядом конкурентные условия неравны. Нормальная конкуренция должна здесь не способствовать развитию производства, а уничтожать его со всеми разрушительными социальными последствиями. Себестоимость перевозок по железным дорогам за Уралом в несколько раз превышает себестоимость перевозок по европейской части страны. Если развивать в таких условиях обычную конкуренцию между независимыми субъектами хозяйствования, Дальний Восток просто окажется отрезан от остальной России. Здесь же нужно сказать о том, что производство любых обычных (индустриальных) товаров на Севере в условиях почти круглогодичного отопления и высокой стоимости рабочей силы также неконкурентоспособно. Поэтому если реализовать на территории нашей страны условия реальной рыночной конкуренции, страна столкнется с колоссальными социальными и экономическими катаклизмами.
В силу отмеченных выше обстоятельств при всей своей понятности и прозрачности, а также способности к самопропагаде рыночный механизм отнюдь не везде способен приводить к наилучшим социально-экономическим решениям. Другой вид экономических институтов - организация - выступает в этих условиях на первый план и начинает по-своему координировать различные направления деловой активности.
Организация как экономический институт имеет признаки ровно противоположные рынку. Во-первых , это неравенство элементов, составляющих систему, обязательная иерархия . Даже в самых современных организациях с горизонтальными малоуровневыми структурами всегда существуют начальники и подчиненные. Права первых всегда больше, чем права последних. Начальники имеют непререкаемое право отдавать приказы подчиненным, а те в свою очередь имеют незыблемую обязанность выполнять эти приказы. Они должны выполнять их не на основе контракта, не выторговывая для себя лучшие условия в каждом конкретном случае, а просто потому что они - подчиненные и смысл их существования в организации есть выполнение приказов.
Ориентация на иерархию, на принципиальное неравенство людей в обществе приводило сторонников традиционализма и новой правой идеологии к оправданию нацистских идей (одна нация от природы выше другой) и оправданию авторитарных порядков (неравенство слоев и групп населения по отношению к суверену, что было характерно для средневековья). Зачем создавать систему с декларируемым равенством всех элементов, когда мы живем в мире, где люди отнюдь не равные друг другу: есть умные и глупые, нравственные и аморальные, сильные и слабые?
Сразу следует отметить, что деятельность организации в этом плане всегда дешевле, чем деятельность рынка. Не нужно заключать контракты, не нужно вести переговоры, не нужно выбирать исполнителей, иметь особые органы, которые бы следили за исполнением контрактов и т.п.
Вторым аспектом организации является приоритет внемонетарных оценок над монетарными . Начальника цеха руководство оценивает по валовой выработке, дисциплине рабочих, быстроте исполнения заданий, качеству продукции, а не только и даже не столько по тем деньгам, которые цех принес предприятию в целом. Такие внемонетарные оценки значительно сложнее, но они являются комплексными и значительно больше говорят о хозяйствующем субъекте, чем цифры прибыли и убытков, себестоимости продукции и рентабельности производства. Кроме того, в ряде случаев, когда речь идет о так называемых, денежные оценки вообще становятся чисто условными. Что говорит о картине ее цена в $100? Через год она может вообще обесценится, а может стоить $1000. То же самое касается и идей, научных разработок, брэндов, имиджей и др. Их цена указывает лишь на то, что за них сегодня могут заплатить столько-то. Цена не отражает их сущности, на основе ценовых факторов нельзя судить о том, что одна идея лучше (или хуже) другой. Поэтому часто требуются внемонетарные оценки, которые в значительно большей мере, чем денежные, способны спрогнозировать будущее того или иного экономического феномена.
Наконец, третьей отличительной чертой организации является необходимость ограничения конкуренции, ориентация на кооперацию . Как было показано выше, конкуренция может оказаться весьма разрушительной. Практика традиционного японского менеджмента делает акцент на недопущение даже самой вроде бы невинной и позитивной конкуренции между работниками. Для этого используются уравнительные зарплаты, зависящие от стажа работы, конфиденциальный характер оценок трудовой деятельности, коллегиальность всех основных управленческих решений, при которой никто не может их результаты и вызвать тем самым зависть у окружающих. В японском менталитете как бы считается аморальным противопоставлять одного человека другому, говоря: он лучше тебя. Не случайно, что саму Японию, развивающую рыночные отношения по формально западным принципам, часто называют,т.е. корпорация Япония. Еще с большим основанием можно говорить о, так как плановая экономика реально строила экономическую систему не по рыночным, а по организационным принципам, уподобляя всю страну гигантской корпорации, в которой все предприятия представляли собой не более чем цеха.
Законы организации экосистем
В биоценозах живые организмы теснейшим образом связаны не только друг с другом, но и с неживой природой. Связь эта выражается через вещество и энергию.
Обмен веществ, как известно, одно из главных проявлений жизни. Говоря современным языком, организмы представляют собой открытые биологические системы, так как они связаны с окружающей средой постоянным потоком вещества и энергии, проходящим через их тела. Материальная зависимость живых существ от среды была осознана еще в Древней Греции. Философ образно выразил это явление в таких словах: “Текут наши тела, как ручьи, и материя постоянно обновляется в них, как вода в потоке”. Вещественно-энергетическую связь организма со средой можно измерить.
Поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы - это потоки вещества из окружающей среды. Пища содержит энергию, необходимую для работы клеток и органов. Растения напрямую усваивают энергию солнечного света, запасают ее в химических связях органических соединений, а затем она перераспределяется через пищевые отношения в биоценозах.
Потоки вещества и энергии через живые организмы в процессах обмена веществ чрезвычайно велики. Человек, например, за свою жизнь потребляет десятки тонн еды и питья, а через легкие - многие миллионы литров воздуха. Многие организмы взаимодействуют со средой еще более интенсивно. Растения на создание каждого грамма своей массы тратят от 200 до 800 и более граммов воды, которую они извлекают из почвы и испаряют в атмосферу. Вещества, необходимые для фотосинтеза, растения получают из почвы, воды и воздуха.
При такой интенсивности потоков вещества из неорганической природы в живые тела запасы необходимых для жизни соединений - биогенных элементов - давно были бы исчерпаны на Земле. Однако жизнь не прекращается, потому что биогенные элементы постоянно возвращаются в окружающую организмы среду. Происходит это в биоценозах, где в результате пищевых отношений между видами синтезированные растениями органические вещества разрушаются в конце концов вновь до таких соединений, которые могут быть снова использованы растениями. Так возникает биологический круговорот веществ.
Таким образом, биоценоз является частью еще более сложной системы, в которую, кроме живых организмов, входит и их неживое окружение, содержащее вещество и энергию, необходимые для жизни. Биоценоз не может существовать без вещественно-энергетических связей со средой. В итоге биоценоз представляет с ней некое единство.
Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества, называют экологической системой , или экосистемой .
Природные экосистемы могут быть разного объема и протяженности: небольшая лужа с ее обитателями, пруд, океан, луг, роща, тайга, степь - все это примеры разномасштабных экосистем. Любая экосистема включает живую часть - биоценоз и его физическое окружение. Более мелкие экосистемы входят в состав все более крупных, вплоть до общей экосистемы Земли. Общий биологический круговорот вещества на нашей планете также складывается из взаимодействия множества более частных круговоротов. Экосистема может обеспечить круговорот вещества только в том случае, если включает необходимые для этого четыре составные части: запасы биогенных элементов, продуценты, консументы и редуценты .
Продуценты - это зеленые растения, создающие из биогенных элементов органическое вещество, т. е. биологическую продукцию, используя потоки солнечной энергии.
Консументы - потребители этого органического вещества, перерабатывающие его в новые формы. В роли консументов выступают обычно животные. Различают консументы первого порядка - растительноядные виды (фитофагов) и второго порядка - плотоядных животных (зоофагов).
Редуценты
- организмы, окончательно разрушающие органические соединения до минеральных. Роль редуцентов выполняют в биоценозах в основном грибы и бактерии, а также другие мелкие организмы, перерабатывающие мертвые остатки растений и животных.
Разрушители мертвой древесины (жук бронзовка и его личинка; жук-олень и его личинка; большой дубовый усач и его личинка; бабочка древоточец пахучий и его гусеница; жук красный плоскотел; многоножка кивсяк; черный муравей; мокрица; дождевой червь)
Жизнь на Земле продолжается уже около 4 млрд лет, не прерываясь именно потому, что она протекает в системе биологических круговоротов вещества. Основу этого составляет фотосинтез растений и пищевые связи организмов в биоценозах. Однако биологический круговорот вещества требует постоянных затрат энергии. В отличие от химических элементов, многократно вовлекаемых в живые тела, энергия солнечных лучей, задержанная зелеными растениями, не может использоваться организмами бесконечно.
По первому закону термодинамики, энергия не исчезает бесследно, она сохраняется в окружающем нас мире, но переходит из одной формы в другую. По второму закону термодинамики, любые превращения энергии сопровождаются переходом части ее в такое состояние, когда она уже не может быть использована для работы. В клетках живых существ энергия, обеспечивающая химические реакции, при каждой реакции частично превращается в тепловую, а тепло рассеивается организмом в окружающем пространстве. Сложная работа клеток и органов сопровождается, таким образом, потерями энергии из организма. Каждый цикл круговорота веществ, зависящий от активности членов биоценоза, требует все новых поступлений энергии.
Таким образом, жизнь на нашей планете осуществляется как постоянный круговорот веществ, поддерживаемый потоком солнечной энергии. Жизнь организуется не только в биоценозы, но и в экосистемы, в которых осуществляется тесная связь между живыми и неживыми компонентами природы.
В лесах все растительноядные организмы (консументы первого порядка) в среднем используют около 10-12% ежегодного прироста растений. Остальное перерабатывается редуцентами после отмирания листвы и древесины. В степных экосистемах роль консументов сильно возрастает. Травоядные животные могут съедать до 70% общей надземной массы растений, не подрывая существенно скорости их возобновления. Значительная часть съеденного вещества возвращается в экосистему в виде экскрементов, которые активно разлагаются микроорганизмами и мелкими животными. Таким образом, деятельность консументов сильно ускоряет круговорот веществ в степях. Накопление мертвого растительного опада в экосистемах - показатель замедления скорости биологического круговорота.
Разнообразие экосистем на Земле связано как с разнообразием живых организмов, так и условий физической, географической среды. Тундровые, лесные, степные, пустынные или тропические сообщества имеют свои особенности биологических круговоротов и связей с окружающей средой. Водные экосистемы также чрезвычайно различны. Экосистемы отличаются по скорости биологических круговоротов и по общему количеству вовлекаемого в эти циклы вещества.
Моря представляют собой также гигантские сложные экосистемы. Несмотря на огромную глубину, они заселены жизнью до самого дна. В морях происходит постоянная циркуляция водных масс, возникают течения, у побережья действуют приливы и отливы.
Солнечный свет проникает лишь в поверхностные слои воды, ниже 200 м фотосинтез водорослей невозможен. Поэтому на глубинах живут лишь гетеротрофы - животные и бактерии. Таким образом, деятельность продуцентов и основной массы редуцентов и консументов сильно разобщена в пространстве. Мертвое органическое вещество в конце концов опускается на дно, но высвобождающиеся минеральные элементы возвращаются в верхние слои только в тех местах, где существуют сильные восходящие течения. В центральной части океанов размножение водорослей резко ограничивается недостатком биогенных элементов, и "урожайность" океана в этих районах такая же низкая, как в самых сухих пустынях.
Основной принцип устойчивости экосистем - круговорот вещества, поддерживаемый потоком энергии, - по сути дела обеспечивает бесконечное существование жизни на Земле.
По этому принципу могут быть организованы и устойчивые искусственные экосистемы, и производственные технологии, в которых сберегается вода или другие ресурсы. Нарушение согласованной деятельности организмов в биоценозах обычно влечет за собой серьезные изменения круговоротов вещества в экосистемах. Это главная причина таких экологических катастроф, как падение почвенного плодородия, снижение урожая растений, роста и продуктивности животных, постепенное разрушение природной среды.
Почва играет в наземных экосистемах прежде всего роль накопителя и резерва тех ресурсов, которые необходимы для жизни биоценоза. Экосистемы, которые не имеют почв, - водные, наскальные, на отмелях и отвалах - очень неустойчивы. Круговорот веществ в них легко прерывается и трудно возобновляется.
В почвах наиболее ценная часть - гумус - сложное вещество, которое образуется из мертвой органики в результате деятельности многочисленных организмов. Гумус обеспечивает долговременное и надежное питание растений, так как разлагается очень медленно и постепенно, освобождая биогенные элементы. Почвы с большим запасом гумуса отличаются высоким плодородием, а экосистемы - устойчивостью.
Неустойчивые экосистемы, в которых не сбалансирован круговорот вещества, легко наблюдать на примере зарастания прудов или мелких озер. В таких водоемах, особенно если в них смываются с окружающих полей удобрения, бурно развиваются и прибрежная растительность, и различные водоросли. Растения не успевают перерабатываться водными обитателями и, отмирая, образуют на дне слои торфа. Озеро мелеет и постепенно прекращает свое существование, превращаясь сначала в болото, а затем - в сырой луг. Если водоем небольшой, такие изменения могут протекать достаточно быстро, за несколько лет.
В биоценозах живые организмы теснейшим образом связаны не только друг с другом, но и с неживой природой. Связь эта выражается через вещество и энергию.
Обмен веществ, как известно, одно из главных проявлений жизни. Говоря современным языком, организмы представляют собой открытые биологические системы, так как они связаны с окружающей средой постоянным потоком вещества и энергии, проходящим через их тела. Материальная зависимость живых существ от среды была осознана еще в Древней Греции. Философ Гераклит образно выразил это явление в таких словах: “Текут наши тела, как ручьи, и материя постоянно обновляется в них, как вода в потоке”. Вещественно-энергетическую связь организма со средой можно измерить.
Поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы – это потоки вещества из окружающей среды . Пища содержит энергию, необходимую для работы клеток и органов. Растения напрямую усваивают энергию солнечного света, запасают ее в химических связях органических соединений, а затем она перераспределяется через пищевые отношения в биоценозах.
В. Н. Сукачев
(1880 – 1967)
Крупный русский ботаник, академик
Основоположник биогеоценологии – науки о природных экосистемах
Потоки вещества и энергии через живые организмы в процессах обмена веществ чрезвычайно велики. Человек, например, за свою жизнь потребляет десятки тонн еды и питья, а через легкие – многие миллионы литров воздуха. Многие организмы взаимодействуют со средой еще более интенсивно. Растения на создание каждого грамма своей массы тратят от 200 до 800 и более граммов воды, которую они извлекают из почвы и испаряют в атмосферу. Вещества, необходимые для фотосинтеза , растения получают из почвы, воды и воздуха.
При такой интенсивности потоков вещества из неорганической природы в живые тела запасы необходимых для жизни соединений – биогенных элементов – давно были бы исчерпаны на Земле. Однако жизнь не прекращается, потому что биогенные элементы постоянно возвращаются в окружающую организмы среду. Происходит это в биоценозах, где в результате пищевых отношений между видами синтезированные растениями органические вещества разрушаются в конце концов вновь до таких соединений, которые могут быть снова использованы растениями. Так возникает биологический круговорот веществ .
Таким образом, биоценоз является частью еще более сложной системы, в которую, кроме живых организмов, входит и их неживое окружение, содержащее вещество и энергию, необходимые для жизни. Биоценоз не может существовать без вещественно-энергетических связей со средой. В итоге биоценоз представляет с ней некое единство.
А. Тенсли
(1871 – 1955)
Английский ботаник, ввел в науку понятие «экосистема»
Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества, называют экологической системой , или экосистемой .
Природные экосистемы могут быть разного объема и протяженности: небольшая лужа с ее обитателями, пруд, океан, луг, роща, тайга, степь – все это примеры разномасштабных экосистем. Любая экосистема включает живую часть – биоценоз и его физическое окружение. Более мелкие экосистемы входят в состав все более крупных, вплоть до общей экосистемы Земли. Общий биологический круговорот вещества на нашей планете также складывается из взаимодействия множества более частных круговоротов. Экосистема может обеспечить круговорот вещества только в том случае, если включает необходимые для этого четыре составные части: запасы биогенных элементов, продуценты , консументы и редуценты (рис. 1).
Рис. 1. Необходимые компоненты экосистемы
Продуценты – это зеленые растения, создающие из биогенных элементов органическое вещество, т. е. биологическую продукцию, используя потоки солнечной энергии.
Консументы – потребители этого органического вещества, перерабатывающие его в новые формы. В роли консументов выступают обычно животные. Различают консументы первого порядка – растительноядные виды и второго порядка – плотоядных животных.
Редуценты – организмы, окончательно разрушающие органические соединения до минеральных. Роль редуцентов выполняют в биоценозах в основном грибы и бактерии, а также другие мелкие организмы, перерабатывающие мертвые остатки растений и животных (рис. 2).
Рис. 2. Разрушители мертвой древесины (жук бронзовка и его личинка; жук-олень и его личинка; большой дубовый усач и его личинка; бабочка древоточец пахучий и его гусеница; жук красный плоскотел; многоножка кивсяк; черный муравей; мокрица; дождевой червь)
Жизнь на Земле продолжается уже около 4 млрд лет, не прерываясь именно потому, что она протекает в системе биологических круговоротов вещества. Основу этого составляет фотосинтез растений и пищевые связи организмов в биоценозах. Однако биологический круговорот вещества требует постоянных затрат энергии. В отличие от химических элементов, многократно вовлекаемых в живые тела, энергия солнечных лучей, задержанная зелеными растениями, не может использоваться организмами бесконечно.
По первому закону термодинамики, энергия не исчезает бесследно, она сохраняется в окружающем нас мире, но переходит из одной формы в другую. По второму закону термодинамики, любые превращения энергии сопровождаются переходом части ее в такое состояние, когда она уже не может быть использована для работы. В клетках живых существ энергия, обеспечивающая химические реакции, при каждой реакции частично превращается в тепловую, а тепло рассеивается организмом в окружающем пространстве. Сложная работа клеток и органов сопровождается, таким образом, потерями энергии из организма. Каждый цикл круговорота веществ, зависящий от активности членов биоценоза, требует все новых поступлений энергии.
Таким образом, жизнь на нашей планете осуществляется как постоянный круговорот веществ , поддерживаемый потоком солнечной энергии. Жизнь организуется не только в биоценозы, но и в экосистемы, в которых осуществляется тесная связь между живыми и неживыми компонентами природы.
Разнообразие экосистем на Земле связано как с разнообразием живых организмов, так и условий физической, географической среды. Тундровые, лесные, степные, пустынные или тропические сообщества имеют свои особенности биологических круговоротов и связей с окружающей средой. Водные экосистемы также чрезвычайно различны. Экосистемы отличаются по скорости биологических круговоротов и по общему количеству вовлекаемого в эти циклы вещества.
Основной принцип устойчивости экосистем – круговорот вещества, поддерживаемый потоком энергии, – по сути дела обеспечивает бесконечное существование жизни на Земле.
По этому принципу могут быть организованы и устойчивые искусственные экосистемы, и производственные технологии, в которых сберегается вода или другие ресурсы. Нарушение согласованной деятельности организмов в биоценозах обычно влечет за собой серьезные изменения круговоротов вещества в экосистемах. Это главная причина таких экологических катастроф , как падение почвенного плодородия, снижение урожая растений, роста и продуктивности животных, постепенное разрушение природной среды.
Экосистема - это биологическая система, которая состоит из совокупности живых организмов, их среды обитания, а также системы связей, которые осуществляют обмен энергии между ними. В настоящее время данный термин является основным понятием экологии.
Строение
Изучаются сравнительно недавно. Ученые выделяют в ней два основных компонента - биотический и абиотический. Первый делится на гетеротрофный (включает в себя организмы, которые получают энергию в результате окисления органического вещества - консументы и редуценты) и получают первичную энергию для осуществления фотосинтеза и хемосинтеза, т. е. продуценты).
Единственным и самым важным источником энергии, необходимой для существования всей экосистемы, являются продуценты, которые усваивают энергию солнца, тепла и химических связей. Поэтому автотрофы являются представителями первого всей экосистемы. Второй, третий и четвертый уровни формируются за счет консументов. Замыкаются редуцентами, способными перевести неживое органическое вещество в абиотический компонент.
Свойства экосистемы, кратко о которых вы можете прочитать в данной статье, подразумевают возможность естественного развития и возобновления.
Главные компоненты экосистемы
Структура и свойства экосистемы - эго главные понятия, которыми занимается экология. Принято выделять такие показатели:
Климатический режим, температура окружающей среды, а также влажность и режим освещения;
Органические вещества, связывающие абиотическую и биотическую составляющие в круговороте веществ;
Неорганические соединения, включенные в круговорот энергии;
Продуценты - это организмы, которые создают первичные продукты;
Фаготрофы - гетеротрофы, которые питаются другими организмами или большими частичками органического вещества;
Сапротрофы - гетеротрофы, способные разрушить мертвое органическое вещество, минерализовать его и возвратить в круговорот.
Совокупность последних трех компонентов формирует биомассу экосистемы.
Экосистема, свойства и которой изучаются в экологии, функционирует благодаря блокам организмов:
- Сапрофаги - питаются мертвым органическим веществом.
- Биофаги - поедают других живых организмов.
Устойчивость и биоразнообразие экосистем
Свойства экосистемы связаны с разнообразием видов, которые в ней обитают. Чем обширнее биоразнообразие и сложнее тем выше устойчивость экосистемы.
Биоразнообразие является очень важным, так как оно дает возможность формировать большое количество сообществ, отличающихся по форме, структуре и функциям, и обеспечивает реальную возможность их формирования. Поэтому чем выше биоразнообразие, тем большее количество сообществ может проживать, и тем большее количество биогеохимических реакций может осуществляться, обеспечивая при этом комплексное существование биосферы.
Верны ли следующие суждения о свойствах экосистемы? Для данного понятия характерны целостность, устойчивость, саморегуляция и самовоспроизводимость. Множество научных экспериментов и наблюдений дают утвердительный ответ на этот вопрос.
Продуктивность экосистем
Во время изучения продуктивности были выдвинуты такие понятия, как биомасса и урожай на корню. Второй термин определяет массу всех организмов, проживающих на единице площади воды или суши. А вот биомасса - это также вес данных тел, но в пересчете на энергию или сухое органическое вещество.
Биомасса включает тела целиком (в том числе и отмершие ткани у животных и растений.) Биомасса становится некромассой только тогда, когда умирает весь организм.
Сообщества - это образование биомассы продуцентами без исключения энергии, которую можно затратить на дыхание на единицу площади за единицу времени.
Выделяют валовую и чистую первичную продукцию. Разницей между ними являются затраты на дыхание.
Чистая продуктивность сообщества - это скорость накопления органики, которую не потребляют гетеротрофы, а вследствие, и редуценты. Принято вычислять за год или вегетационный период.
Вторичная продуктивность сообщества - это скорость накопления энергии консументами. Чем больше в экосистеме потребителей, тем в больших объемах перерабатывается энергия.
Саморегуляция
Свойства экосистемы включают в себя и саморегуляцию, эффективность которой регулируется разнообразием жителей и пищевых отношений между ними. Когда снижается количество одного из первичных консументов, то хищники переходят к другим видам, которые раньше для них имели второстепенное значение.
Длинные цепи могут пересекаться, создавая при этом возможность разнообразия пищевых отношений в зависимости от численности жертв или урожайности растений. В самые благоприятные времена численность видов может восстанавливаться - таким образом нормализуются отношения в биогеноценозе.
Неразумное вмешательство человека в экосистему может иметь отрицательные последствия. Завезенные в Австралию двенадцать пар кроликов за сорок лет размножились до нескольких сотен миллионов особей. Такое произошло из-за недостаточного количества хищников, которые ими питаются. В результате пушистые зверьки уничтожают всю растительность на материке.
Биосфера
Биосфера - это экосистема высшего ранга, объединяющая в одно целое все экосистемы и обеспечивающая возможность жизни на планете Земля.
Как глобальной экосистемы изучает наука экология. Важно знать, как устроены процессы, влияющие на жизнь всех организмов в целом.
В состав биосферы входят такие составляющие:
- Гидросфера - это водная оболочка Земли. Является подвижной и проникает всюду. Вода - уникальное соединение, которое является одной из основ жизни любого организма.
- Атмосфера - самая легкая воздушная граничащая с космическим пространством. Благодаря ей происходит обмен энергии с внешним пространством;
- Литосфера - твердая оболочка Земли, состоящая из магматических и осадочных пород.
- Педосфера - верхний слой литосферы, включающий почву и процесс почвообразования. Граничит со всеми предыдущими оболочками, и замыкает все циклы энергии и вещества в биосфере.
Биосфера не является замкнутой системой, так как она почти полностью обеспечивается солнечной энергией.
Искусственные экосистемы
Искусственные экосистемы - это системы, созданные в результате человеческой деятельности. Сюда входят агроценозы и природно-хозяйственные системы.
Состав и основные свойства экосистемы, созданной человеком, мало отличаются от настоящей. Она также имеет продуцентов, консументов и редуцентов. Но есть отличия в перераспределении потоков вещества и энергии.
Искусственные экосистемы отличаются от естественных такими параметрами:
- Намного меньшим количеством видов и явным преобладанием одного или нескольких из них.
- Сравнительно маленькой устойчивостью и сильной зависимостью от всех видов энергии (в том числе и от человека).
- Короткими пищевыми цепочками из-за маленького разнообразия видов.
- Незамкнутым круговоротом веществ из-за изъятия продукции сообщества или урожая человеком. В то же время естественные экосистемы, наоборот, включают в круговорот как можно большую его часть.
Свойства экосистемы, созданной в искусственной среде, уступают свойствам естественной. Если не поддерживать энергетические потоки, то через определенное время восстановятся природные процессы.
Экосистема леса
Состав и свойства экосистемы леса отличаются от других экосистем. В данной среде выпадает намного больше осадком, чем над полем, но большая их часть так и не достигает поверхности земли и испаряется прямо с листьев.
Экосистему листопадного леса представляют несколько сотен видов растений и несколько тысяч видов животных.
Растения, произрастающие в лесу, являются настоящими конкурентами и ведут борьбу за солнечный свет. Чем ниже ярус, тем более теневыносливые виды там поселились.
Первичными консументами являются зайцы, грызуны и птицы и крупные травоядные. Все питательные вещества, которые содержатся летом в листьях растений, осенью переходят в ветки и корни.
Также к первичным консументам относятся гусеницы и короеды. Каждый пищевой уровень представлен большим количеством видов. Очень важна роль травоядных насекомых. Они являются опылителями и служат источником питания для следующих уровень пищевых цепочек.
Экосистема пресного водоема
Самые благоприятные условия для жизнедеятельности живых организмов созданы в прибрежной зоне водоема. Именно здесь вода лучше всего прогревается и содержит больше всего кислорода. И именно здесь обитает большое количество растений, насекомых и мелких животных.
Система пищевых отношений в пресном водоеме очень сложная. Высшие растения употребляют растительноядные рыбы, моллюски и личинки насекомых. Последние, в свою очередь, являются источником питания для рачков, рыб и амфибий. Хищные рыбы питаются более мелкими видами. Здесь же находят для себя пищу и млекопитающие.
А вот остатки органики падают на дно водоема. На них развиваются бактерии, которых потребляют простейшие и фильтрующие моллюски.
Экосистема — это функциональное единство живых организмов и среды их обитания. Основные характерные особенности экосистемы — ее безразмерность и безранговость. Замещение одних биоценозов другими в течение длительного периода времени называется сукцессией. Сукцессия, протекающая на вновь образовавшемся субстрате, называется первичной. Сукцессия на территории, уже занятой растительностью, называется вторичной.
Единицей классификации экосистем является биом — природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных.
Особая экосистема — биогеоценоз — участок земной поверхности с однородными природными явлениями. Составными частями биогеоценоза являются климатоп, эдафотоп, гидротоп (биотоп), а также фитоценоз, зооценоз и микробоценоз (биоценоз).
С целью получения продуктов питания человек искусственно создает агроэкосистемы. Они отличаются от естественных малой устойчивостью и стабильностью, однако более высокой продуктивностью.
Экосистемы — основные структурные единицы биосферы
Экологическая система, или экосистема, — основная функциональная единица в экологии, так как в нее входят организмы и
неживая среда — компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга, и необходимые условия для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле. Термин экосистема впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли.
Таким образом, под экосистемой понимается совокупность живых организмов (сообществ) и среды их обитания, образующих благодаря круговороту веществ, устойчивую систему жизни.
Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально- энергетическими связями. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Гетеротрофы живут за счет автотрофов, но нуждаются в поступлении таких неорганических соединений, как кислород и вода.
В любом конкретном месте обитания запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих его организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись. Возврат биогенных элементов в среду происходит как в течение жизни организмов (в результате дыхания, экскреции, дефекации), так и после их смерти, в результате разложения трупов и растительных остатков.
Следовательно, сообщество образует с неорганической средой определенную систему, в которой поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, имеет тенденцию замыкаться в круговорот.
Рис. 8.1. Структура биогеоценоза и схема взаимодействия между компонентами
В отечественной литературе широко применяется термин «биогеоценоз», предложенный в 1940 г.B . Н Сукачевым. По его определению, биогеоценоз — «совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».
В биогеоценозе В.Н. Сукачев выделял два блока: экотоп — совокупность условий абиотической среды и биоценоз — совокупность всех живых организмов (рис. 8.1). Экотоп часто рассматривают как абиотическую среду, не преобразованную растениями (первичный комплекс факторов физико-географической среды), а биотоп — как совокупность элементов абиотической среды, видоизмененных средообразующей деятельностью живых организмов.
Существует мнение, что термин «биогеоценоз» в значительно большей степени отражает структурные характеристики изучаемой макросистемы, тогда как в понятие «экосистема» вкладывается, прежде всего, ее функциональная сущность. Фактически же между этими терминами различий нет.
Следует указать, что совокупность специфического физико-хи- мического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) и образует экосистему:
Экосистема = Биотоп + Биоценоз.
Равновесное (устойчивое) состояние экосистемы обеспечивается на основе круговоротов веществ (см. п. 1.5). В этих круговоротах непосредственно участвуют все составные части экосистем.
Для поддержания круговорота веществ в экосистеме необходимо наличие запаса неорганических веществ в усвояемой форме и трех функционально различных экологических групп организмов: продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуцентами выступают автотрофные организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Продуценты
Консументы - гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов и трансформирующие его в новые формы.
Редуценты живут за счет мертвого органического вещества, переводя его вновь в неорганические соединения. Классификация эта относительная, так как и консументы, и сами продуценты выступают частично в роли редуцентов в течение жизни, выделяя в окружающую среду минеральные продукты обмена веществ.
В принципе круговорот атомов может поддерживаться в системе и без промежуточного звена — консументов, за счет деятельности двух других групп. Однако такие экосистемы встречаются скорее как исключения, например на тех участках, где функционируют сообщества, сформированные только из микроорганизмов. Роль консументов выполняют в природе в основном животные, их деятельность по поддержанию и ускорению циклической миграции атомов в экосистемах сложна и многообразна.
Масштабы экосистемы в природе весьма различны. Неодинакова также степень замкнутости поддерживаемых в них круговоротов вещества, т.е. многократность вовлечения одних и тех же элементов в циклы. В качестве отдельных экосистем можно рассматривать, например, и подушку лишайников на стволе дерева, и разрушающийся пень с его населением, и небольшой временный водоем, луг, лес, степь, пустыню, весь океан и, наконец, всю поверхность Земли, занятую жизнью.
В некоторых типах экосистем вынос вещества за их пределы настолько велик, что их стабильность поддерживается в основном за счет притока такого же количества вещества извне, тогда как внутренний круговорот малоэффективен. Таковы проточные водоемы, реки, ручьи, участки на крутых склонах гор. Другие экосистемы имеют значительно более полный круговорот веществ и относительно автономны (леса, луга, озера и т.п.).
Экосистема — практически замкнутая система. В этом состоит принципиальное отличие экосистем от сообществ и популяций, являющиеся открытыми системами, обменивающимися со средой обитания энергией, веществом и информацией.
Однако ни одна экосистема Земли не имеет полностью замкнутого круговорота, поскольку минимальный обмен массой со средой обитания все-таки происходит.
Экосистема является совокупностью взаимосвязанных энергопотребителей, совершающих работу по поддержанию ее неравновесного состояния относительно среды обитания за счет использования потока солнечной энергии.
В соответствии с иерархией сообществ жизнь на Земле проявляется и в иерархичности соответствующих экосистем. Экосистемная организация жизни является одним из необходимых условий ее существования. Как уже отмечалось, запасы биогенных элементов, необходимых для жизни организмов на Земле в целом и на каждом конкретном участке на ее поверхности, небезграничны. Лишь система круговоротов могла придать этим запасам свойство бесконечности, необходимое для продолжения жизни.
Поддерживать и осуществлять круговорот могут только функционально различные группы организмов. Функционально-экологическое разнообразие живых существ и организация потока извлекаемых из окружающей среды веществ в циклы — древнейшее свойство жизни.
С этой точки зрения устойчивое существование многих видов в экосистеме достигается за счет постоянно происходящих в ней естественных нарушений местообитаний, позволяющих новым поколениям занимать вновь освободившееся пространство.
Концепция экосистемы
Основным объектом изучения экологии являются экологические системы, или экосистемы. Экосистема занимает следующее после биоценоза место в системе уровней живой природы. Говоря о биоценозе, мы имели в виду только живые организмы. Если же рассматривать живые организмы (биоценоз) в совокупности с факторами окружающей среды, то это уже экосистема. Таким образом, экосистема — природный комплекс (биокосная система), образованный живыми организмами (биоценоз) и средой их обитания (например, атмосфера — косной, почва, водоем — биокосной и т.д.), связанными между собой обменом веществ и энергии.
Общепринятый в экологии термин «экосистема» ввел в 1935 г. английский ботаник А. Тенсли. Он считал, что экосистемы, «с точки зрения эколога представляют собой основные природные единицы на поверхности земли», в которые входит «не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, образующих то, что мы называем средой биома, — факторы местообитания в самом широком смысле». Тенсли подчеркивал, что для экосистем характерен разного рода обмен веществ не только между организмами, но и между органическим и неорганическим веществом. Это не только комплекс живых организмов, но и сочетание физических факторов.
Экосистема (экологическая система) — основная функциональная единица экологии, представляющая собой единство живых организмов и среды их обитания, организованное потоками энергии и биологическим круговоротом веществ. Это фундаментальная общность живого и среды его обитания, любая совокупность совместно обитающих живых организмов и условий их существования (рис. 8).
Рис. 8. Различные экосистемы: а — пруда средней полосы (1 — фитопланктон; 2 — зоопланктон; 3 — жуки-плавунцы (личинки и взрослые особи); 4- молодые карпы; 5 — щуки; 6 — личинки хорономид (комаров-дергунцов); 7- бактерии; 8 — насекомые прибрежной растительности; б — луга (I — абиотические вещества, т.е. основные неорганические и органические слагаемые); II- продуценты (растительность); III- макроконсументы (животные): А — травоядные (кобылки, полевые мыши и т.д.); В — косвенные или питающиеся детритом консументы, или сапробы (почвенные беспозвоночные); С- «верховые» хищники (ястребы); IV- разлагатели (гнилостные бактерии и грибы)
Понятие «экосистема» можно применить к объектам различной степени сложности и величины. Примером экосистемы может служить тропический лес в определенном месте и в конкретный момент времени, населенный тысячами видов живущих вместе растений, животных и микробов и связанный происходящими между ними взаимодействиями. Экосистемами являются такие природные образования, как океан, море, озеро, луг, болото. Экосистемой может быть кочка на болоте и гниющее дерево в лесу с живущими на них и в них организмами, муравейник с муравьями. Самой большой экосистемой является планета Земля.
Каждая экосистема может характеризоваться определенными границами (экосистема елового леса, экосистема низинного болота). Однако само понятие «экосистема» безранговое. Она обладает признаком безразмерности, ей не свойственны территориальные ограничения. Обычно экосистемы разграничиваются элементами абиотической среды, например рельефом, видовым разнообразием, физико-химическими и трофическими условиями и т.н. Размер экосистем не может быть выражен в физических единицах измерения (площадь, длина, объем и т.д.). Он выражается системной мерой, учитывающей процессы обмена веществ и энергии. Поэтому под экосистемой обычно понимают совокупность компонентов биотической (живые организмы) и абиотической среды, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот, в котором участвуют продуценты, консументы и редуценты. Термин «экосистема» применяется и по отношению к искусственным образованиям, например экосистема парка, сельскохозяйственная экосистема (агроэкосистема).
Экосистемы можно разделить на микроэкосистемы (дерево в лесу, прибрежные заросли водных растений), мезоэкосистемы (болото, сосновый лес, ржаное поле) и макроэкосистемы (океан, море, пустыня).
О равновесии в экосистемах
Равновесными называются такие экосистемы, которые «контролируют» концентрации биогенов, поддерживая их равновесие с твердыми фазами. Твердые же фазы (остатками живых организмов) являются продуктами жизнедеятельности биоты. Равновесными будут и те сообщества и популяции, которые входят в равновесную экосистему. Такой вид биологического равновесия называется подвижным , поскольку процессы отмирания непрерывно компенсируются появлением новых организмов.
Равновесные экосистемы подчиняются принципу устойчивости Лe Шателье. Следовательно, эти экосистемы обладают гомеоста- зом, — иными словами, способны минимизировать внешнее воздействие при сохранении внутреннего равновесия. Устойчивость экосистем достигается не смещением химических равновесий, а путем изменения скоростей синтеза и разложения биогенов.
Особый интерес представляет способ поддержания устойчивости экосистем, основанный на вовлечении в биологический круговорот органического веществ, ранее произведенного экосистемой и отложенного «про запас» — древесины и мортмассы (торф, гумус, подстилка). В этом случае древесина служит как бы индивидуальным материальным богатством, а мортмасса — коллективным, принадлежащим экосистеме в целом. Это «материальное богатство» увеличивает запас устойчивости экосистем, обеспечивая их выживание при неблагоприятных изменениях климата, стихийных бедствиях и др.
Устойчивость экосистемы тем больше, чем больше она по размеру и чем богаче и разнообразнее ее видовой и популяционный состав.
Экосистемы разного типа используют различные варианты индивидуальных и коллективных способов запасания устойчивости при различном соотношении индивидуального и коллективного материального богатства.
Таким образом, основная функция совокупности живых существ (сообщества), входящих в экосистему, — обеспечить равновесное (устойчивое) состояние экосистемы на основе замкнутого круговорота веществ.