Биотоп предоставляет возможности для жизни определенной группе растений и животных. При этом существование какого–то вида может зависеть даже от одного–единственного фактора. Например, очень немногие организмы выдерживают крайнюю нехватку воды в пустыне или отсутствие тепла в Арктике. Там выживают те, кто приспосабливается к этим условиям. Кактусы приспособлены к нехватке воды, кувшинки – к жизни в воде, камнеломка – к жизни на скалах.

Сообщество растений, животных, микроорганизмов, которые приспособились жить вместе на одном участке суши или в одном водоеме, называют биоценозом. А он образует со своим биотопом единое целое, называемое экологической системой, кратко – экосистемой. Пример экосистемы – болото и его обитатели.

Взаимоотношения между организмами и их средой всегда сложны. Влияние или изменение какого–то элемента среды, например, климата, действует на части экосистемы и постепенно изменяет всю экосистему. Нарушается единство, цельность и она выходит из равновесия. В конце концов экосистема либо приходит к какому–то новому равновесию, либо, как качнувшийся маятник, возвращается к ррежнему состоянию.

Экология как наука возникла во второй половине XIX в. В ее основе лежит тысячелетний опыт общения людей с природой. В доисторические времена человек был более, чем сейчас, подвержен воздействиям внешней среды. Он не мог влиять на различные процессы, происходящие в экосистемах. Умел приспособляться. Но теперь, когда по незнанию человек разрушает многие естественные, основы своегр существования, он вынужден заново овладеть наукой "экологического поведения". Мы уже задумываемся о том, нужно ли поворачивать реки вспять. Не изменится ли от этого климат? Не исчезнет ли рыба в реке и звери в лесу? Для этого нужно знать экологию. Важно, чтобы человек заново научился считать себя всего лишь элементом жизненного сообщества, в котором он живет. Он должен знать, как его действия отразятся на других элементах системы, на его соседях по планете, чтобы учесть все возможные последствия.

Круговорот веществ в биосфере

В процессе обмена с окружающей средой живое вещество Земли ежегодно воспроизводит десятую часть своей общей массы. Находясь в постоянном круговороте, оно вовлекает в него большие массы минеральных веществ и химических элементов: кислорода, углерода, азота, натрия, калия, марганца, железа, алюминия и многих других.

Общая масса всего живого вещества – около 2000 млрд. т. Это огромная масса, которая постоянно возобновляется. Такая активность девает ее могучим геологическим фактором на планете. Это постоянное перемещение химических элементов называется биогеохимическим круговоротом.

Основные химические элементы, из которых состоит биомасса, – это кислород, углерод и водород, поэтому они наиболее активно вовлекаются в круговорот. На один гектар суши приходится 106 т кислорода, 78 т углерода и 13 т водорода. Всех остальных элементов (натрия, калия, кальция, марганца и др.) – значительно меньше. Например, железа в 1000 раз меньше, чем углерода.

Главный источник кислорода в атмосфере – зеленые растения. На суше они производят 53 млрд. т кислорода в год, а в океанах и морях – в восемь раз больше. За счет одного только процесса фотосинтеза весь кислород на планете мог бы накопиться в течение всего лишь 600 лет. Через все живое вещество Земли он проходит примерно за 2000 лет. Такова скорость его круговорота. Живые организмы дышат кислородом, а многие простые вещества соединяются с ним, образуя окислы.

Вместе с углекислым газом углерод поглощается зелеными растениями при фотосинтезе. Животные потребляют его при питании, а выдыхая углекислый газ, частично возвращают в атмосферу.

В современной атмосфере углерода – всего три сотых процента. Поэтому его биологический круговорот проходит быстрее – за 300 лет (почти в 7 раз быстрее, чем у кислорода).