Сущность и существенность принципа всеобщей связи в системе «почва – растение – животное – человек – окружающая среда»

В экологии при рассмотрении различных систем в поле внимания оказываются различные виды веществ: природные, живые, биогенные, косные, ростовые, антропогенные и вредные.

 Рассмотрим характерные признаки каждого из них, в результате которых они получили специфические названия.

Природное вещество – это любое химическое соединение или элемент, возникающие в ходе спонтанно идущих химических реакций и физических процессов и естественно входящие в природный круговорот веществ.

Живое вещество – это совокупность тел живых организмов, населяющих Землю вне зависимости от их систематической принадлежности. По определению В.И. Вернадского, живое вещество является одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты.

Биогенное вещество – это химическое соединение, возникшее в результате жизнедеятельности организмов. При этом образующееся химическое соединение может и не входить в состав тел организмов. Биогенным веществом называют также химический элемент или соединение, необходимое для поддержания жизни, а также вещество, которое создается и перерабатывается организмами.

Косное вещество – это вещество, которое образуется без участия живого вещества. Примерами косного вещества являются изверженные горные породы.

Биокосное вещество – это вещество, одновременно создаваемое и живыми организмами, и косными процессами. Оно по определению В.И. Вернадского, является закономерной структурой из живого и косного вещества.

Органическое вещество – обычно представляет собой сравнительно сложное соединение углерода с другими химическими элементами. Органическое вещество может представлять собой и сложную смесь природных органических соединений, основным первоисточником которых являются растения. Различают гумусовые, сапропелевые и др. органические вещества.

Биологически активным веществом называется любое вещество, которое стимулирует или подавляет процессы жизнедеятельности, в т.ч. регенерацию и рост организмов. К биологически активным веществам относятся фитогормоны, стероидные (животные) гормоны и ряд других веществ, таких как этилен С₂Н₄, углекислый газ СО₂, синтетические ингибиторы (замедлители) роста, цветения и т.п., гербициды и др. К этой же группе вещества относятся ростовые вещества, которые состоят из химических соединений, вызывающие в малых дозах усиление, а в повышенных – угнетение роста растений.

В связи с загрязнением окружающей среды продуктами отхода хозяйственной человеческой деятельности различают антропогенное вещество и вредное вещество.

Антропогенным веществом называются химические соединения, которые включены в земные сферы вследствие деятельности человека. Среди антропогенных веществ различают вещества, входящие в естественный круговорот, и искусственные соединения, чуждые природе.

Вредными веществами считаются химические соединения и вещества, которые при контакте с организмом нарушения в росте, развитии или состоянием здоровья организмов, а также могущие повлиять на эти показатели со временем и в т.ч. в цепи поколений.

В современном понимании биогеоценоз (БГЦ) — эволюционно сложившаяся, относительно пространственно ограниченная, внутренне однородная природная система функционально взаи­мосвязанных живых организмов и окружающей их косной среды Биогеоценоз состоит из четырех категорий взаимодействую­щих слагаемых: продуцентов, консументов, редуцентов и неживых тел.

Продуценты (производители) — это организмы, осуществляющие процесс новообразования органических веществ из простых неорганических соединений. К ним относят фотосинтетики (выс­шие и низшие зеленые растения) и хемосинтетики (серобактерии, нитрофицирующие бактерии и др.). Основная масса органических веществ образуется в процессе фотосинтеза. Роль хемосинтеза в со­здании органического вещества невелика.   

Консументы (потребители) — организмы, потребляющие гото­вое органическое вещество фотосинтетического и хемосинтетического происхождения и переводящие его в другие формы. К ним от­носятся животные (и паразитарные растения).

Редуценты (разрушители, разлагатели) — организмы, разлагающие сложные органические вещества растительного и животного происхождения и переводящие их в простые неорганические со­единения. Минерализацию органических веществ осуществляют главным образом грибы и микроорганизмы.

Среди компонентов наземных биогеоценозов особую роль отводят почве. Почва, по В. А. Ковде, — продукт биогеоценоза и главный его компонент. Ее рассматривают как биокосное природное тело, сформировавшееся в процессе взаимодействия живой и нежи­вой природы. Характерное свойство почвы — плодородие, которое во многом определяет успешное развитие растениеводства и свя­занного с ним животноводства.

Почву рассматривают как кладовую ресурсов, необходимых для живых компонентов БГЦ. Разнообразные минеральные соедине­ния и сложные органические вещества, содержащиеся в почве, ис­пользуются растениями, а затем их потребителями — животными. В случае резких климатических или иных колебаний почва как депо ресурсов служит спасительным буфером между живой природой и окружающей ее аномально измененной средой. Как системное об­разование почва выполняет буферно-депонирующую функцию аналогично биологическим системам: семя — у покрытосемянных растений, жировое тело — у насекомых, курдюк — у курдючных овец, горб — у верблюдов (Мордкович).

Живые, неживые и биокосные компоненты биогеоценоза функ­ционально взаимосвязаны между собой и образуют единую целост­ную систему. Целостность системы поддерживают процессы обме­на веществ в форме биотического круговорота.

Начальный этап биотического круговорота — фотосинтез и хе­мосинтез. Фотосинтез осуществляет хлорофилл зеленых растений с помощью энергии Солнца. Потребляя солнечную энергию, расти­тельные организмы синтезируют органические вещества своих тел из диоксида углерода, минеральных солей и воды. Хемосинтезирующие бактерии образуют органические соединения, используя энергию химических реакций.

Органическое вещество фотосинтетического и хемосинтетического происхождения поступает в пищевые (трофические) цепи. С геохимической точки зрения пищевая цепь — это природный Инструмент превращения сложных органических веществ растительного и животного происхождения в простые неорганические, т. е. их минерализации. Минерализация происходит в самих расте­ниях, которые при дыхании окисляют органические вещества до диоксида углерода и воды.

Однако основная масса органических веществ минерализуется животными и особенно микроорганизмами. Микроорганизмы — микробы и грибы — играют особую роль в превращении сложных органических веществ в простые неорганические соединения.

Отличительная особенность систем — их иерархичность. Сис­темы низшего уровня (подсистемы) соподчинены системам выс­шего ранга (надсистемам). Иерархичность систем имеет важное биогеоценологическое значение — она способствует упорядочен­ности и целостности биогеоценозов как элементарных структур­ных единиц биосферы.

ТЕМА 3.