гомеостаз екосистем

Розглянемо механізми підтримки рівноваги, що діють у відкритих природних екосистемах. На будь-яку екосистему постійно діє велика кількість екологічних факторів, які прагнуть вивести її зі стану рівноваги. Стійка система знаходиться в стані рухомий-стійкої рівноваги: ​​відхилення від нього пускає в хід сили, які повертають систему в стан рівноваги.

Здатність популяції або екосистеми підтримувати рухомий-стійка рівновага при зміні умов навколишнього середовища називається гомеостазом екосистем.

Механізм підтримки гомеостазу заснований на двох принципах.

1) Принцип циклічності полягає в багаторазовому використанні біогенних речовин в процесі біологічного кругообігу. Це робить практично невичерпними запаси мінеральних речовин в екосистемі.

2) Принцип «зворотного зв'язку» полягає в тому, що відхилення екосистеми від стану рівноваги приводить в дію сили, які повертають її в рівноважний стан. Розрізняють позитивну і негативну «зворотний зв'язок».

«Позитивний зворотний зв'язок» додає перешкоди і прагне вивести екосистему зі стану рівноваги.

«Негативний зворотний зв'язок» прагне компенсувати відхилення і повернути систему в стані рівноваги.

Подібний кібернетичний принцип широко використовується в техніці в таких приладах, як термостати, нагрівачі, холодильники та ін. При вимкненому моторі в цих пристроях діє «позитивний зворотний зв'язок» - відбувається відхилення температури від заданої (рівноважної) величини. На певному етапі мотор включається і відбувається повернення системи до рівноважним параметрам ( «негативний зворотний зв'язок»).

На відміну від технічних систем, в природних стійких системах керуючі механізми знаходяться не поза, а всередині системи.

Принцип «зворотного зв'язку» може діяти на рівні організмів (наприклад, регулювання температури тіла), на рівні популяцій (регулювання щільності), будь-якої екосистеми (запасання і вивільнення поживних речовин, синтез і розкладання органічних сполук) і всієї біосфери в цілому.

Розглянемо простий приклад гомеостазу екосистем, що здійснюється на основі принципу зворотного зв'язку. Візьмемо систему, в якій взаємодіють дві популяції: хижаки і жертви, наприклад вовки і олені (рис.). При будь-якому відхиленні від стану рівноваги, наприклад, збільшення популяції оленів, в системі починає «діяти позитивний зворотний зв'язок» ( «+»). При цьому, внаслідок збільшення кількості їжі, зростає і чисельність популяції вовків. Але на цьому етапі починає діяти «негативний зворотний зв'язок» ( «-»), яка повертає систему в рівновагу. Кількість оленів через збільшення кількості хижаків знижується, що веде до зниження чисельності популяції вовків (через брак їжі, епідемій і т.п.) Через деякий час щільність обох популяцій приходить до оптимальному співвідношенню, відповідному рівноваги.

Рис.15. гомеостатическое плато

Надійний гомеостатический контроль встановлюється тільки після тривалої еволюції. Нові екосистеми більш схильні до різких коливань і менш здатні протистояти зовнішнім впливам.

Природа не має гомеостатических механізмів, які могли б впоратися із забрудненням навколишнього середовища. Встановлено, що біосфера здатна компенсувати будь-які обурення, частка яких не перевищує 1% її продукції. В даний час ця межа перевищено в 10-15 разів. Антропогенний вплив призвело до того, що природні екосистеми і вся біосфера стали втрачати здатність до компенсації зовнішніх впливів.

- Кінець роботи -

Ця тема належить розділу:

К О Н С П Е К Т Л Е К Ц І Й. П Про Е К О Л О Г І І.

Що будемо робити з отриманим матеріалом:

Всі теми даного розділу:

ІНСТРУКЦІЯ
Для використання в навчальному процесі даного навчального посібника студенти повинні виконати наступні заходи: 1. Виконати практичну роботу по освоєнню термінів-понятійного

Лекція.
Тема: Введення в загальну екологію. Основні терміни і поняття 1. Екологія - це наука про взаємодію живих організмів з середовищем їхнього життя. Класична екологія

Термодинаміка процесів живої природи. Негентропії.
З другого закону термодинаміки також випливає, що мимовільно відбуваються тільки процеси, що супроводжуються розсіюванням енергії і збільшенням ентропії - міри безладдя (DS> 0)

Гомеостаз і стійкість екологічних систем. Сукцесія.
На екосистему впливає велика кількість чинників, які прагнуть вивести її з стан рівноваги. Але природа має механізми, спрямовані на підтримку рівноваги. Таким чином, для

Біотичні фактори являють собою сукупність впливу життєдіяльності живих організмів на інші живі організми і на навколишнє середовище.
1) фітогенні - фактори впливу рослинних організмів; Будь-яке рослинне співтовариство сильно впливає на абіотичні умови. (Наприклад, лісові рослини створюють мікроклімат в лісі.) Рослини створюю

Толерантність.
Шелфорд належить і формулювання закону толерантності, як би підсумовує закони максимуму і мінімуму: лімітуючим фактором процвітання організму може бути як мінімум, так і максимум

Адаптації. Життєві форми.
Для кожного виду організмів існують свої оптимальні параметри екологічних факторів (свій діапазон толерантності). При постійному впливі будь-якого екологічного чинника понад лімітіруя

Екологічна ніша організму.
Рослини і тварини можуть жити тільки там, де умови підходять для них. Кожен організм має своє місцеперебування - місце, де він живе або де його зазвичай можна знайти. В екології існує більш

Принципи раціонального природокористування. Безвідходні технології.
При переході від біосфери до ноосфери важливим етапом є розробка і впровадження в життя принципів раціонального природокористування. Людині необхідно навчитися так регулювати свою господарс

ПДВ - це норматив, який визначає гранично-допустиму концентрацію забруднюючої речовини в повітрі над джерелом викиду.
ПДВ встановлюють для кожного джерела забруднення атмосфери. При цьому граничні викиди підбирають так, щоб приземному концентрації шкідливих речовин не перевищувала ГДК, тобто ПДВ встановлюють з ура

Екологічний моніторинг.
Для переходу біосфери в ноосферу необхідно виключити всі негативні наслідки природокористування і виправити ті, що вже мали місце. Для ефективного управління якістю природного

Модель - це фізична або знакова подобу реального об'єкта, явища або процесу.
Для організації раціонального природокористування потрібні моделі взаємодії людського суспільства і навколишнього середовища для того, щоб передбачити наслідки антропогенного впливу. при моделює

Державна екологічна експертиза; ліцензування природокористування. Сертифікація. Екологічний паспорт підприємства.
Екологічна експертиза проводиться зазвичай спеціальними виконавчими органами (Госкомекологіей, різними відомствами) і визначається як перевірка відповідності запланованій господарської

Біосфера, її структура
Середовищем існування всіх живих організмів Землі, в тому числі людини, є біосфера. Біосфера - це все живе речовина Землі і область його поширення. Біосфера являє собою про

Еволюція біосфери. Живе, відстале і биокосное речовина
Своє становлення вчення про біосферу отримало в працях видатного українського вченого Смелаа Івановича Вернадського (1863-1945). Вернадський підкреслював, що біосфера знаходиться в постійній б

І абиотическая середовище
Основним предметом екології як науки, що вивчає взаємодію живих організмів з навколишнім середовищем, є екологічна система або екосистема. Екосистемою називається безрозмірна вуст

Рівні організації життя на Землі
Біосфера Землі є сложноорганизованной структурою, що складається з великої кількості елементів. Що входять до складу біосфери біологічні системи сильно розрізняються по

Організм і середовище проживання
Організменний - це перший рівень організації життя, що вивчається екологією. Окремий живий організм входить в системи більш високого рівня (популяції, біоценози, біотичні спільноти) як підсистем

Систематика рослин і тварин
На Землі мешкає велика кількість живих організмів, сильно розрізняються своєю будовою і функціями. Одиницею класифікації для організмів служить вид - сукупність подібних організмів, обладающ

Біогеоценоз, його структура
Основними структурними складовими біосфери є біогеоценози. Біогеоценоз - це екосистема макро- або мезоуровня на певній ділянці земної поверхні. Поняття біогеоценоз вже поняття е

Біогеохімічні цикли речовин
Між живим і відсталим речовиною біосфері під дією променевої енергії Сонця відбувається постійний обмін хімічними елементами. Якби все речовина на Землі не було б залучено

Биогеохимический цикл азоту
Азот є основним газом атмосфери, де його об'ємна частка становить 78%. Біосферний круговорот азоту добре відрегульований і носить уповільнений характер. Більшість живих організмів мо

Биогеохимический цикл кисню
Кругообіг кисню грає важливу роль у функціонуванні всієї біосфери. Наявність вільного кисню є обов'язковою умовою життєдіяльності більшості живих організмів. З другої сторони

Биогеохимический цикл вуглецю
З усіх відомих біогеохімічних циклів найбільш інтенсивним є кругообіг вуглецю. Тривалість одного циклу в цьому випадку - всього 300 років. Ланцюг з атомів вуглецю сос

Биогеохимический цикл фосфору
Фосфор входить до складу клітинних мембран, ферментів кісткових тканин, тобто є необхідним елементом протоплазми всіх живих організмів. Цикл фосфору менш досконалий,

Биогеохимический цикл сірки
Сірка входить до складу білків всіх живих організмів. На відміну від фосфору, в атмосфері присутня достатня кількість газоподібних сполук сірки: сірководень H2

ПОТОКИ ЕНЕРГІЇ В БИОСФЕРЕ
3.1.Термодінаміка процесів живої природи. Негентропії. Одним з основних властивостей матерії є енергія - здатність виконувати роботу. істота

Поняття про якість енергії
Енергія характеризується не тільки кількістю, а й якістю. Відомо багато форм і видів енергії: сонячна, хімічна, теплова, механічна, електрична, атомна і т.д. прич

Процеси фотосинтезу і хемосинтезу
Живі організми здатні створювати складні органічні речовини, збільшуючи власну упорядкованість. Первинне органічна речовина біосфери створюється рослинами і деякими мікроорганізмами

процес дихання
Органічні речовини, що утворюються в процесі фотосинтезу, характеризуються високим запасом внутрішньої енергії. Але ця енергія недоступна для безпосереднього використання в реакц

Передача енергії по трофічному ланцюгу
Не всі живі організми здатні синтезувати органічну речовину з неорганічної. Живі організми, що мешкають на Землі, можна розділити по типу отримання і накопичення ними речови

продуктивність екосистем
У процесі життєдіяльності різних організмів в екосистемі створюється і витрачається органічна речовина. Тому кожна екосистема має певну продуктивністю.

Енергетичні типи екосистем
Всі екосистеми, в залежності від виду використовуваної енергії, можна розділити на наступні типи. 1 тип. Екосистеми, для яких основним джерелом енергії я

абіотичні чинники
Виділяють наступні групи абіотичних факторів (чинників неживої природи): кліматичні, едафогенние (грунтові), орографічні та хімічні. I) Кліматичні чинники: до них ставляться з

біотичні фактори
Виділяють фітогенні, зоогенние, мікробогенние і антропогенні фактори. I) Фітогенні - фактори, що характеризують вплив рослинних організмів. Вони впливають на в

Лімітуючим чинником. Закони мінімуму і максимуму
Для кожного організму існує свій оптимальні параметри екологічних факторів, при яких життєдіяльність особин протікає нормально. Допустимі діапазони екологічних факт

закон толерантності
Закон толерантності підсумовує закони максимуму і мінімуму. Його формулювання належить Шелфорд: лімітуючим фактором може бути як мінімум, так і максимум екологічного воздейс

Адаптації. життєві форми
При постійному впливі будь-якого екологічного чинника понад лімітують меж організм повинен або адаптуватися до нових параметрів, або загинути. адаптаціям

Екологічна валентність (пластичність)
Організми відрізняються своєю здатністю до адаптації: одні адаптуються повільно, інші легко і швидко. Здатність виду адаптуватися до екологічних факторів називається екологічний

екологічна ніша
Рослини і тварини можуть жити тільки там, де умови підходять для них. Кожен організм має своє місцеперебування, придатне для життя. В екології існує більш ємне поняття

СТАБІЛЬНІСТЬ ТА РОЗВИТОК ЕКОСИСТЕМ
Стійкістю екосистем називається їх здатність протистояти коливанням зовнішніх факторів і зберігати свою структуру і функціональні особливості. Стійка екосистема повертається у вихідне зі

Екологічна сукцесія.
Навіть в стійких екосистемах постійно відбуваються повільні незворотні зміни. Більшою мірою вони стосуються живих організмів. При цьому один біоценоз замінюється іншим. послідовник

ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
Технічний прогрес бурхливе зростання виробництва в останні десятиліття привели до великого рівня забрудненості навколишнього середовища. На земній кулі практично неможливо знайти місце, г

Основні джерела забруднення
Серед великої кількості джерел забруднення найбільш важливими є наступні. 1) Транспорт. При згорянні палива виділяється велика кіль

Наслідки забруднення навколишнього середовища
Антропогенний вплив сильно змінює природні процеси. Глобальними наслідками забруднення є парниковий ефект, руйнування озонового шару, порушення при

Руйнування природних екосистем
Викид великої кількості забруднювачів і зміни, що відбуваються при цьому в навколишньому середовищі, неминуче ведуть до порушення нормальних біологічно циклів і руйнування природних еко

демографічні проблеми
Демографія - наука, що вивчає динаміку зростання народонаселення. Незважаючи на погіршення стану навколишнього середовища і скорочення кількості родючих земель в даний час наб

Глобальні проблеми енергетики
Крім перерахованих проблем, пов'язаних з різким погіршенням якості середовища, перед людством гостро стоїть проблема енергетики. Основна причина енергетичної кризи - істо

ЕКОЛОГІЧНИЙ МОНІТОРИНГ
Якщо якість природного середовища не відповідає нормативним вимогам, необхідно проводити спеціальні заходи щодо захисту навколишнього середовища. Для цього необхідна інформація про фа