Принципы существования наземных экосистем
Экосистема включает (интегрирует) ряд обязательных компонентов, среди которых мы выделяем живые существа и неживую материю. Живые существа любой экосистемы — это автотрофные и гетеротрофные организмы. В полной мере это относится и к агроэкосистемам.
Автотрофные организмы, или первичные продуценты, — это в первую очередь культурные растения, возделываемые человеком, а также сорные растения — спутники культурных. Гетеротрофные организмы-фитофаги — это сельскохозяйственные животные, для питания которых человек выращивает растения, а также дикие виды животных, грибы и бактерии, потребляющие растительную пищу (в виде культурных и дикорастущих растений). Организмы-фитофаги, следовательно, выступают как первичные консументы, или консументы первого порядка.
Консументами второго порядка в агроэкосистемах становятся хищные и паразитические виды, питающиеся фитофагами. В результате в агроэкосистеме возникают пищевые цепи, например:
картофель — колорадский жук — серая куропатка — лисица.
Остатками мертвых растений и животных питаются многочисленные обитатели почвы — мелкие беспозвоночные животные (копрофаги, детритофаги), например, красный калифорнийский червь, а также микроорганизмы-сапротрофы (грибы и бактерии).
Благодаря микроорганизмам происходит минерализация органических веществ, в результате которой биогенные химические элементы попадают из «царства» органических соединений в «царство» минеральных. Следовательно, в экосистемах микроорганизмы являются редуцентами, или биологическими деструкторами.
Стройный ансамбль продуцентов, консументов и редуцентов составляет живое население, или биоту, экосистемы. Между тем организмы — это открытые биологические системы, которые нуждаются в постоянном притоке неживых (абиотических) экологических ресурсов, которые также являются обязательным компонентом любой экосистемы.
Абиотические экологические ресурсы (или экологические факторы) представлены космическими и земными. Космические ресурсы это свет и тепло, их источником служит Солнце. Земные экологические факторы — это газовая среда (кислород, азот, углекислый газ и пр.), вода и другие соединения биогенных химических элементов (азота, фосфора, калия, магния и др.).
В потреблении этих ресурсов исключительная роль принадлежит почве — особому природному телу, сочетающему в себе признаки живой и неживой (косной) материи.
Наука экология знает несколько принципов существования (принципиальных свойств) наземныхэкосистем, благодаря которым они способны производить, сохранять и накапливать питательные вещества, повышать потенциальное плодородие и поддерживать себя в динамическом равновесии. Сопоставим эти свойства природных экосистем с важнейшими чертами, присущими агроэкосистемам (табл. 1).
Анализ этой таблицы приведет читателя к выводу о том, что различия между природными экосистемами и агроэкосистемами весьма значительны и охватывают их важнейшие свойства — структуру, динамику и устойчивость. Как мы увидим далее, земледелец рано или поздно вынужден воссоздавать в агробиоценозах важнейшие свойства природных экосистем, поскольку на них основано устойчивое (экологическое) земледелие.
Существенно расширить наши представления об экосистемах помогут сведения об их продуктивности и энергетических ресурсах, к рассмотрению которых мы переходим.