17. Гомеостаз и устойчивость экологических систем. Сукцессия.

На экосистему воздействует большое количество факторов, которые стремятся вывести ее из состояние равновесия. Но природа имеет механизмы, направленные на поддержание равновесия. Таким образом, для экосистем характерно состояние подвижно-устойчивого равновесия.

Состояние подвижно-устойчивого равновесия экосистемы, обуславливающего ее устойчивость, называется гомеостазом (от лат «гомео» - тот же, «стазис» - состояние).

Для поддержания стабильности системы необходима сбалансированность потоков вещества и энергии, процессов обмена веществ между организмом и окружающей средой. Основная причина неустойчивости экосистем - несбалансированность в них потоков веществ и энергии. Экосистема должна избавляться от ненужных продуктов и получать необходимые вещества из окружающей среды.

По принципу поддержания гомеостаза экосистемы делятся на открытые (в основном природные) и закрытые (многие антропогенные).

1) В открытых системах непрерывно поступает энергия и вещество из внешней (по отношению к экосистеме) среды (пр.: к растениям - поток солнечного излучения, химических веществ). Постоянно происходят процессы накопления и разложения вещества.

2) В закрытых экосистемах нет постоянного обмена веществом и энергией с внешней средой. Без вмешате6льства извне система нестабильна (быстро происходит нарушение равновесия.

Но даже в открытых экосистемах происходит медленные, постоянные изменения во времени, касающиеся в основном живых организмов. При этом происходит последовательная смена биоценозов под воздействием внешних факторов, называемая сукцессией (от лат «сукцедо» - следую). При сукцессии - смене биоценозов, происходит и постепенное изменение всех абиотических факторов, т.е. биотопа. Если развитие экосистемы начинается на участке, который перед этим не был занят каким-либо сообществом - голом грунте без почвы(недавно вышедшая на поверхность скала, песок, остывшая лава), процесс называется первичной сукцессией. (Пр.: сукцессия после извержения вулкана на о. Кракатау (Индонезия) в 1883г. Большая часть острова исчезла, остался небольшой участок, засыпанный 60м слоем пепла. Все живое было уничтожено, но через год уже нашли немного растительности и один вид пауков. Через 20 лет - 200 видов, через 50- молодой лес.) Если развитие экосистемы происходит на площади, с которой предварительно удалено предыдущее сообщество (заброшенное поле или вырубка), то это будет вторичная сукцессия. Она протекает обычно быстрее первичной, поскольку на территории, которая ранее была уже занята, уже имеются некоторые организмы, осуществляющие обмен веществ со средой. (Пр.: На заброшенном поле сначала появляются травянистые растения, далее (в результате налета семян) - кустарник, затем деревья. Причем вначале появляются светолюбивые лиственные породы, а затем (под их тенью) - тенелюбивые хвойные.)

18. Экологические факторы среды: абиотические и биотические.

Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы.

Все экологические факторы можно разделить на две группы:

1. факторы неживой природы - II) факторы живой природы

абиотические; - биотические.

Климатические фитогенные

эдафогенные зоогенные

орографические микробогенные

химические антропогенные

Экологические факторы можно разделить на прямые и косвенные. Прямые связаны с непосредственным воздействием факторов на организмы (животные поедают растения); косвенные - с опосредованным воздействием ( растения изменяют режим влажности и влияют на др. живые организмы).

Важной характеристикой всех экологических факторов является степень их периодичности. По этой классификации факторы делятся на периодические и непериодические.

1. Периодические - факторы, связанные с периодичными процессами природы (напр., с вращением Земли и сменой времен года и суточной освещенности). Они действуют на протяжении значительного этапа жизни организма и обуславливают периодический тип динамики численности популяций. Живые организмы могут к ним адаптироваться.

2. Непериодические - не имеют правильной периодичности (стихийные явления, антропогенные воздействия). В этом случае организмы не успевают выработать защитных реакций.

19. Абиотические факторы характеризуют воздействие на живые организмы факторов неживой природы:

1. климатические: лучистая энергия Солнца: она распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн. Выявлена тесная связь между солнечной активностью и ритмом биологических процессов: чем интенсивнее солнечная активность, т.е. больше пятен на Солнце, тем больше возмущений - порывов солнечного ветра, что вызывает изменение атмосферной циркуляции, магнитные бури и т.д.

Температура: она связана с солнечным излучением ( особенно с инфракрасной частью света). Живые организмы могут существовать при температурах от -200⁰ до + 100⁰ С.

Влажность: Вода необходима для существования протоплазмы. Количество воды имеет значение и в наземных, и водных объектах. Влажность местности определяется влажностью атмосферного воздуха, количеством осадков, площадью водных запасов.

Давление: Перепады давления связаны с неодинаковым нагревом земной поверхности.

Ветер - движение воздушных масс - является следствием перепада давления.

Лунные ритмы - вызывают приливы и отливы, к которым приспособлены многие морские животные

2) эдафогенные (почвенные): механический состав - содержание частиц разной величины оказывает непосредственное воздействие на растения (обеспечивает проникновение корней растений в почву) и на подземные организмы, а через них - на другие живые организмы. .

От мех.состава зависит также влагоемкость почв, т.е. ее способность удерживать влагу.

Кроме того, каждая почва характеризуется ее плотностью, и воздухопроницаемость.

3) орографические: высота над уровнем моря (животные приспосабливаются к определенной высоте), рельеф местности (влияет на наземные организмы, растения, на состав и интенсивность эрозии почв) , экспозиция склонов;

4) химические: химический состав атмосферы (газовый состав воздуха), гидросферы (солевой состав воды), литосферы (состав почвенных растворов).