1.12. Стабильность и устойчивость экосистем. Саморегуляция

Каждая экосистема – это динамическая структура из сотен и даже тысяч видов продуцентов, консументов и редуцентов, которых связывают пищевые и непищевые взаимоотношения. Одна из причин, позволяющих экосистемам сохранять постоянный видовой состав, заключается в том, что отношения между всеми их компонентами находятся в динамическом равновесии (рис. 1.24). Равновесие экосистемы в целом – это равновесие входящих в нее популяций.

Важнейшими показателями динамики экосистем являются устойчивость и стабильность. Устойчивость - это способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после снятия внешнего воздействия, выведшего ее из равновесия. Под стабильностью экосистемы понимают ее способность сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии на нее внешних факторов. Стабильность и устойчивость экосистемы обеспечивается процессами саморегуляции системы.

Саморегуляция – это свойство экосистемы, заключающееся в том, что все ее разнообразные обитатели существуют совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем.

Системы с высокой стабильностью способны воспринимать значительные воздействия, не изменяя существенно своей структуры, то есть практически не выходя за пределы равновесного состояния. Устойчивость и стабильность обеспечивается наличием в экосистеме разного рода обратных связей. В основном это отрицательные обратные связи, которые направлены на стабилизацию параметров экосистемы, возвращая их значения к какой-то изначально заданной величине.

Рис. 1.24. Механизмы обеспечения динамического равновесия в системе

Однако немаловажную роль играют и положительные обратные связи, усиливающие благоприятные для системы изменения, например, способствующие росту и выживаемости организмов. Однако деятельность положительных обратных связей обязательно должна быть ограничена соответствующими отрицательными обратными связями.

Помимо отрицательной обратной связи устойчивость экосистемы может быть обеспечена избыточностью компонентов, т.е. достаточным видовым разнообразием. Для тундры с ее бедным разнообразием характерны проявления низкой устойчивости, такие, как периодические резкие увеличения численности мелких грызунов – леммингов, и низкой стабильности, как в случае повреждения растительного покрова (мох ягель) колесами вездеходов, на восстановление которого потребуется значительное время. В то же время тропические леса с их богатым видовым разнообразием способны достаточно быстро восстанавливаться.

Естественные экосистемы функционируют в соответствии с законом внутреннего динамического равновесия: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, в которых эти изменения происходят.

Вопросы для самопроверки

1. Чем определяется устойчивость экосистемы ?

1. Как называется важнейшее свойство экологических систем, проявляющееся в том, что все разнообразные их обитатели существуют совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем ?

Вопросы для самостоятельного изучения

1. Зачем необходимо существование такого большого количества видов жизни на планете - 500 тыс. видов животных и 1,5 млн видов растений ? Поясните Ваш ответ.

2. Почему городские экосистемы являются неравновесными ?

2. Антропогенное воздействие на окружающую среду.

Загрязнение. Методы защиты окружающей

среды от антропогенного воздействия.

Экозащитные техника и технологии

2.1. Виды антропогенных воздействий на биосферу

По мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота  земледельческая культура  промышленная революция) биосфера стала испытывать влияние новых воздействий, небывалых по мощности, силе и разнообразию. Если биосфера адаптируется к воздействию природных факторов, то к новым воздействиям адаптаций нет. Вызваны они человеком, поэтому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.

Б. Коммонер выделял 5 основных видов вмешательства человека в экологические процессы :

1. упрощение экосистем и разрыв биологических циклов;

2. концентрацию рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

3. рост ядовитых отходов от химических производств;

4. введение в экосистему новых видов;

5. появление генетических изменений в организмах растений и животных.