Стійкість природних екосистем - студопедія

Динаміка і стійкість екосистем (тема 11)

ДИНАМІКА І СТІЙКІСТЬ ЕКОСИСТЕМ (конспект лекції та хрестоматія)

Стійкість природних екосистем

Біогеоценоз (елементарна екологічна система) за визначенням В.М. Сукачова - «<.> внутрішньо суперечливе, діалектичну єдність, що знаходиться в постійному русі і розвитку ». Сталість екосистем щодо, вони безперервно змінюються. Ми говоримо про стабільність, сталість екосистеми при відсутності значних, принципових змін, причому за короткий (в геологічному масштабі) відрізок часу.

Стійкість природних екосистем (по Н.В. Диліс, 1978):

- Під стійкістю біогеоценозів (елементарних екосистем) слід розуміти збереження структурно-функціональної організації їх в незмінному або мало зміненому стані протягом досить тривалого часу. Це властивість природних біогеоценозів є результат тривалого еволюційного процесу. В ході його, з одного боку, вдосконалювалися самі організми, з іншого - йшла взаємна підгонка організмів і популяцій один до одного і до відсталої середовищі (спрощено. В результаті природного відбору зберігалися не тільки найдосконаліші організми, а й найефективніші біоценози та екосистеми) .

- В результаті сучасні природні біогеоценози придбали відомий запас міцності і з допомогою негативних зворотних зв'язків виробили здатність зберігати тип своєї структури і ритми роботи навіть при значних змінах зовнішніх умов.

- В силу історично сформувалася міцності організації сучасні природні біогеоценози виявляються здатними до багаторазового відновленню по властивому «успадкованої» ними типу організації при різного роду руйнівних впливах з боку зовнішніх чинників. Наприклад, на місці розораної ковилового степу при припиненні використання поступово через ряд стадій відновлюється вихідний тип ковилового степу.

- Стійкість екологічних систем не має, однак, абсолютного характеру; систем, завжди собі рівних, які не змінюються, не існує. Стійкість їх відносна і обмежена певними відрізками часу, різними для різних біогеоценозів.

- Найбільш стійкі біогеоценози - природні, що займають в просторі піднесені місця проживання, на яких вони розвинулися природним шляхом. Їх сучасна організація краще за інших підігнана до зональних кліматичних умов, і вони найбільш автономні у своєму функціонуванні. Такі найбільш стійкі біогеоценози (екосистеми) отримали назву клімаксовие.

Ю. Одум (1986) підкреслює інформаційну, кібернетичну (від грец. Kybernetike - мистецтво управління) природу стійкості природних екосистем: «Крім потоків енергії і кругообігу речовин. екосистеми характеризуються розвиненими інформаційними мережами, що включають потоки фізичних і хімічних сигналів, що зв'язують всі частини системи і управляють нею як одним цілим ». Все різноманіття гомеостатических механізмів в екосистемах він поділяє на два основних типи:

1) механізми, засновані на існуванні в системі негативного зворотного зв'язку;

2) механізми, пов'язані з надмірністю функціональних елементів в системі.

Негативні зворотні зв'язки стабілізують екосистему: «При зовнішньому впливі на систему, що знаходиться в динамічній рівновазі, система реагує таким чином, щоб послабити ефект зовнішнього впливу» - принцип Ле Шательє.

Поряд з дією механізмів зворотного зв'язку, стійкість екосистеми може забезпечуватися надмірністю функціональних елементів або екологічним дублюванням (Одум, 1986). Наприклад, якщо фотосинтез в екосистемі здійснюють три групи рослин, що мають різні температурні оптимум, то сумарна інтенсивність фотосинтезу на виході може залишатися відносно постійною навіть при зміні температури на вході (рис 11.1).

Мал. 11.1. Підтримка стабільності в екосистемі при надмірності функціональних елементів (по Одуму, 1986 зі змінами, пояснення в тексті).

Виходячи з принципу надмірності, можна припустити, що стійкість екосистем буде зростати зі збільшенням видового різноманіття їх біоценозів. У багатьох випадках це твердження справедливо, однак спеціальні дослідження показують, що в певних (часто екстремальних) умовах навколишнього середовища найбільш стійкі ті спільноти, які включають невелике число спеціалізованих видів організмів.

Безумовно, визначальну роль в процесах стабілізації і регулювання екосистеми та навколишнього середовища відіграє биотическое співтовариство (біоценоз). В ході еволюції різні види організмів придбали такі добре вам відомі здатності:

1) адаптації до зміни параметрів навколишнього середовища;

2) цілеспрямованого зміни і регулювання навколишнього абіотичного середовища (освіта грунту, підтримання сталості рН, концентрацій біогенів і параметрів мікроклімату);

4) утворення надорганізменних біологічних систем (симбіотичних мутуалістіческіе систем, консорций, спільнот і біоценозів);