Структура екосистем. Щоб вияснити цілісність біосфери, необхідно вияснити, як вона функціонує. Оскільки, вона складається з безлічі екосистем, необхідно знати їх структури. В кожній екосистемі два основних компоненти: організми, з однієї сторони, і фактори неживої природи — з іншої. Всю таку сукупність організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів) називають біотою (від лат. bio— життя) екосистеми. Шляхи взаємодії різних категорій організмів — це її біотична структура; неживі (хімічні і фізичні) фактори навколишнього середовища називають абіотичними.
Не дивлячись на велику різноманітність екосистем — від пустинь до тундри, всім їм, на думку екологів, властива приблизно однакова біотична структура. Іншими словами всі вони включають одні і ті ж категорії організмів, які подібно взаємодіють у всіх екосистемах. Це категорії наступні: продуценти, консументи, редуценти. Про їх роль у біосфері ми говорили у попередньому розділі.
Іншу складову екосистем ми детально розглянули вивчаючи структуру природного середовища (абіотичне середовище від грецьк. а — не, bio— живий-нежива), яке. оточує організми. Одна з причин, що впливає різноманітність екосистем (біоценозів) у природі — це своєрідність абіотичних умов кожного регіону.
Таким чином, не дивлячись на різноманітність екосистем, всі вони володіють певною подібністю. В кожній із них можна виділити фотосинтезуючі рослини — продуценти, різні типи консументів і редуцентів.
Важливим елементом біотичної структури екосистем є своєрідність ланцюгів живлення в кожній з них.
У природі не існує такого виду, який не був би пов'язаний з іншим. Живлячись за рахунок інших істот, організми дістають енергію. В результаті у природі виникають ланцюги живлення. Ряди взаємопов'язаних видів, з яких кожний попередній є об'єктом живлення наступного називають ланцюгами живлення. Розрізняють ланцюги живлення різних типів. До якого типу належить ланцюг залежить від останньої ланки. Початковою ланкою в ланцюгах живлення можуть бути рослини, мертві рослини, рештки чи послід тварин. Наприклад, рослини -попелиці - дрібні комахоїдні птахи - хижі птахи; рослини - зайці - лисиці - вовки. В даних випадках ряди починаються з рослин. До іншого типу рядів живлення належать ряди, що розпочинаються з посліду тварин з невикористаними запасами речовин: коров'ячий послід - личинки мух - комахоїдні птахи -хижаки.
Прикладом ланцюгів живлення, які починаються з рослинних решток може бути: рослинний перегній - дощові черв'яки -кроти.
Ланцюг живлення можна уявити у вигляді піраміди чисел, фундамент якої становлять численні види рослин, наступні рівні утворюють рослиноїдні та м'ясоїдні тварини, чисельність яких швидко зменшується в напрямку до вершини, яку посідають нечисленні великі хижаки. Ланцюги живлення і зв'язки змінюються з віком угрупування, порою року і короткочасними можливостями.
Є три основних типи пірамід: піраміда чисел - показує . чисельність окремих організмів; піраміда біомаси - характеризує загальну суху вагу, калорійність або іншу міру загальної кількості живої речовини; піраміда енергії - відповідає величині потоку енергії або "продуктивності" на послідовних тофічних рівнях.
Піраміди чисел і біомаси можуть бути оберненими (або частково оберненими ), тобто основа може бути меншою, ніж один або кілька верхніх поверхів. Так буває, коли середні розміри продуцентів менші ніж консументів.
Навпаки, екологічна енергетична піраміда завжди звужується догори за умови, що будуть враховані усі джерела енергії живлення в системі.
За масштабами екосистеми поділяються на мікроекосистеми, мезоекосистеми і глобальні екосистеми.
У мікроекосистемах невеличкі, тимчасові біоценози, що називаються синузіями, перебувають у обмеженому просторі. До таких екосистем належать трухляві пні, мертві стовбури дерев, мурашники тощо.
Найбільш поширеними серед екосистем є мезоекосистеми або біогеоценози, в яких біоценози займають однотипні ділянки земної поверхні з однаковими фізико — географічними умовами і межі яких, як правило, збігаються з межами відповідних фітоценозів.
Макроекосистеми охоплюють величезні території чи акваторії, що визначаються характерними для них макрокліматами і відповідають цілим природним зонам. Біоценози таких екосистем називаються біомами. До макроекосистем належать екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, листяних і мішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, а також морські екосистеми. Прикладом глобальної екосистеми є біосфера нашої планети.
За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на природні, антропогенно-природні та антропогенні.
У промислове розвинутих країнах екосистем на захоплених людською діяльністю майже не залишилося, хіба що в заповідниках. Лісові насадження, луки, ниви — все це антропогенне- природні екосистеми, які хоча й складаються майже виключно з природних компонентів, але створені і регулюються людьми.
До антропогенних екосистем належать екосистеми, в яких переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом таких антропогенних екосистем є міста, промислові вузли, села (в межах забудови), кораблі тощо.
У зв'язку з трансформацією значної частини природних екосистем в антропогенно — природні та антропогенні, предметна сфера екології в наш час значно розширилася. До найбільш актуальних завдань сучасної екології за Бачинським Г.О. належать:
1— розробка докладної типологічної і таксономічної класифікації екосистем;
2 — вивчення функціональної структури та метаболізму екосистем усіх типів і таксономічних рівнів від макроекоситеми до біосфери;
3 — визначення головних факторів, що забезпечують динамічну рівновагу різнотипних екосистем;
4 — встановлення основних закономірностей взаємодії суміжних та більш віддалених екосистем між собою;
5 — дослідження характеру реакції різноманітних екосистем на різні види антропогенних навантажень і вивчення закономірностей перетворення природних екосистем в антропогенно-природні та антропогенні.
Основні екосистеми світу
Загальна площа поверхні Землі 510 млн.кв.км, з них 70 % тобто 361 млн кв.км Світовий океан, Суходіл — 150 млн.кв.км, в тому числі: гори — 30%, пустелі — 20 %, савани і рідколісся — 30 %, льодовики — 10 %, і тільки 10 % території суходолу займають сільськогосподарські угіддя. Треба враховувати і цей фактор, що сонячна енергія на землю розподіляється не рівномірно, її визначає географічне положення, рівень над морем.
Лісові екосистеми: В лісових екосистемах самі поширені і найбільш цінні це лісові типи, бо це 80 % фітомаси Землі, або 1960 млрд. тон, це 4 млрд га, або 30 % площі суходолу із середнім запасом деревини — 350 млрд. куб.м.
На відміну корисних копалин — нафти, газу, кам'яного вугілля, ліс — відновний природний ресурс. В лісах планети налічується тисяча видів дерев, кущів, ліан. Під пологом лісу:трава, мох, лишайник, плауни, хвощі, папоротник, гриби, підлісок, мікроорганізми. Щорічно в процесі фотосинтезу ліс дає 100 млрд. тон органічної речовини, відтворюються кислоти, смоли, вітаміни, цукор, фітонциди, з лісової сировини отримують 200 тис найменувань різної продукції.
Ліс — це елемент географічного ландшафту, що складається із сукупності деревних, кущових, трав'яних рослин, тварин, і мікроорганізмів, біологічно взаємозв'язаних і впливаючих один на одний як і на зовнішнє середовище.
Тип лісу це ділянка лісу, або їх сукупність, що характеризується загальними лісорослинними умовами, однаковим складом деревних порід, кількістю ярусів, аналогічною формою, що вимагає одних і тих же лісогосподарських міроприємств.
Типи лісу об'єднані в групи асоціацій, тобто групи лісу, потім в класи типів лісу, лісові формації, класи лісових формацій, типи рослинності.
Північна позатропічна рослинність: кущі кедру, березові ліси, рідколісся, шпильковий, березовий листяний сосновий ліс тайги, дубові, кленові ліси, гірські листяні і шпилькові, субтропічні шпилькові і листяні, лісостепові і степові, пустинь і напівпустинь, субальпійські чагарникові і різнолісся.
Тропічна рослинність — це вологі вічнозелені тропічні ліси, листопадні тропічні ліси, тропічне рідколісся і савани.
Південна позатропічна рослинність — евкаліптові, вологі підтропічні ліси, рідколісся, широколистяні ліси.
Існує шість зональних типів лісу: шпилькові, змішані, вологі, екваторіальні, тропічні, ліс сухих областей.
Хвойні (шпилькові) ліси холодної зони — це північний півкуля і зона тайги: ялина європейська і сибірська, сосна звичайна, модрина, кедр, ялиця.
Мішані ліси помірної зони — середня широта північної півкулі — шпильково-широколистяні, широколистяні та ліси лісостепу (бук, дуб, горіх, каштан, липа, клен, береза, сосна, кедр, ялиця, модрина, туя, дугласія). Це ліси, які найбільш інтенсивно експлуатуються.
Вологі ліси теплого помірного клімату зустрічаються в обох півкулях і границях субтропічного поясу. Це соснові ліси США, бук, ясен, горіх, тюльпанне дерево, паперове дерево,евкаліпт.
Екваторіальні дощові ліси. У тропічних районах з великими опадами — дощами ростуть ці ліси, яких 4,5 тис. видів (червона дерево, махагонь, кедр, бальса, зелене дерево, ебенове дерево, лімбо, ірокс тощо). Це ліс, який інтенсивно експлуатується для мебельного виробництва.
Тропічні вологі листопадні ліси — це мусонні тропічні ліси Індії, Південної Америки з породами тик, сал, розове дерево, диптерекарпус, червоне і чорне дерево, ангельське дерево, масляне дерево.
Ліс сухих областей — це субтропічні шпилькові і листяні дерева і чагарники в сухих субтропіках. Найхарактерніші ліси Середземномор'я.