Биогеоценотическо-биосферный (экосистемный) уровень

На этом уровне рассматриваются экологические системы — биогеоценозы и биосфера (см. рис. 2.1), а также их составные части.

Совокупность всех совместно обитающих на некотором ареале популяций, принадлежащих разным видам, образует живое сообщество — биоценоз. Популяции в биоценозе пространственно организованы на основе пищевых цепей, ярусов леса и при этом тесно взаимодействуют через использование продуктов обмена, отношений хищник — жертва, паразит — хозяин и т. д.

Живые сообщества и весь биоценоз способны существовать в определенных условиях внешней абиотической (неживой) среды. Для наземных сообществ это — почва определенного типа, состав атмосферного воздуха, температура, влажность, освещенность; для водных — минеральный состав, соленость (концентрация солей) и аэрация воды, те же температура и освещенность, глубина, приливы и отливы, течения и др. Большинство абиотических факторов сами изменяются в результате жизнедеятельности организмов. Под пологом леса изменяются освещенность, влажность, тепловой режим. Почва перестраивается при участии населяющих ее микроорганизмов, растений, грибов и животных. Озерные, речные и морские воды изменяют свой газовый, солевой и органический состав в результате дыхания, питания, выделения живущих здесь организмов. Совокупность абиотических факторов среды, измененных в результате жизнедеятельности обитающих живых сообществ, составляет важную характеристику биотопа — места жизни определенного биоценоза.

Важнейшее обобщение современной экологии состоит в том, что неживая среда и населяющий ее биоценоз обмениваются веществом и энергией, находятся в тесном взаимодействии, поэтому биоценоз и абиотическая среда составляют единую систему — биогеоценоз. Существуют разнообразные естественные (природные) биогеоценозы: лесные, степные, болотные, озерные, речные, морские и другие. Но человек создает и искусственные экосистемы, в частности агроценозы (сельскохозяйственные плантации, птицефабрики, животноводческие фермы и т. п.), аквариумы и рыборазводные пруды, очистные сооружения со специально подобранными сообществами микробов, водорослей, моллюсков-фильтраторов. Наконец, космические станции с уникальным внутренним климатом и биологическим равновесием — это тоже специфические искусственные биогеоценозы.

Природные биогеоценозы, вплоть до континентальных и океанических, взаимодействуют через водные и воздушные течения. Высшим экосистемным объединением на Земле, включающим все ее биогеоценозы, является биосфера (строго говоря, биогеосфера) — земная оболочка, населенная живыми существами. Ее границы простираются на часть литосферы, всю гидросферу и нижний слой атмосферы. Большой вклад в изучение биосферы внес выдающийся российский натуралист и философ Владимир Иванович Вернадский (1863−1945). Основная мысль созданной им науки — биогеохимии — состоит в том, что живая и неживая природа нашей планеты составляет единый мир, организмы и компоненты среды связаны обменом (круговоротом) веществ и энергии.