2.6. Динамические процессы в экосистемах

Важнейшим свойством природных (экосистем) является их устойчивость, т.е. сбалансированность процессов обмена веществом и энергией между всеми компонентами.

Вследствие этого любому биогеоценозу свойственно состояние подвижного равновесия, или гомеостаза (от греч. гомео - тот же, подобный, стазис - состояние).

Гомеостатичность - это важнейшее условие существования любой экосистемы, Но в разных экосистемах признаки и закономерности гомеостаза различаются.

Ни одна экосистема не бывает абсолютно стабильной: например, периодически увеличивается численность популяций одних видов животных и растений, но уменьшается численность других. Подобные процессы имеют более или менее правильную периодичность и в целом не выводят систему из равновесия.

Хотя любая естественная экосистема находится в состоянии подвижно- стабильного равновесия т.е. гомеостаза, она все таки подвергается медленным, но постоянным измененим во времени, имеющим определенный характер. Эти изменения касаются состава биоты, структуры экосистемы и ее продуктивности.

Смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных факторов и в том числе внутренних противоречий развития самих биоценозов или в результате воздействия человека, называется сукцессией (от лат. сукцессио - следую, последование).

Внешним проявлением сукцессии любой экосистемы является изменение численности популяций растений, животных, микроорганизмов.

Простейший пример сукцессии - последовательное освоение грибами, бактериями, беспозвоночными упавшего в лесу дерева. Если упало живое дерево, то первыми на нем поселяются короеды, питающиеся еще живым лубом, позднее приходят обитатели древесины: беспозвоночные насекомые – ксилофаги. Это усачи, златки и др. Далее наступает очередь грибов различных видов. Последними в этой цепи оказываются грибы - гумификаторы, перерабатывающие остатки древесины в перегной.

Сукцессия - постоянный процесс изменения структуры и состава любого биоценоза.

Сукцессии связаны с внутренними процессами в экосистемах и, в частности, с динамикой их экотопов.

Природные, сукцессии, связанные с постепенными естественными изменениями растительности, процессами размножения растений, а значит, и совокупности экологических ниш для консументов называются автогенными, а сукцессии, связанные с воздействиями на экосистемы хозяйственной деятельности человека называются аллогенными.

Аллогенная сукцессия превращается в автогенную сукцессию в тех случаях, когда нарушенная или уничтоженная человеком экосистема (например, после лесного пожара или вырубки) начинает восстанавливаться. Такие процессы называются восстановительными сукцессиями.

Особый случай антропогенной сукцессии представляет собой сельское хозяйство. Распахав целинные участки и посеяв на них ту или иную культуру, хозяйство получает определенный урожай. Этот урожай представляет собой ассимилированные растениями питательные вещества почвы, кислород и углерод атмосферы, которые в дальнейшем отчуждаются из экосистемы, поскольку урожай собирают и вывозят. Поэтому на следующий год возможны различные варианты использования той же площади:

1. восстановление плодородия за счет внесения удобрения с повторением данной культуры,

2. "отдых" почвы под паром,

3. замена культуры, например картофеля на рожь или кормовые травы,

4. а также использование обогащающих почву растений.

Первый вариант является самым не оптимальным, прежде всего из-за своей затратности. Кроме того, в почве могут накапливаться вредители и возбудители болезней именно той культуры, которая здесь выращивалась.

Рациональными являются третий или четвертый варианты, когда. хозяйство имитирует сукцессию, используя принцип чередования полей, т.е. севооборот.

Под севооборотом полей, полный цикл которого называют ротацией, пони­мают размещение и чередование сельскохозяйственных культур на отве­денном для этой цели участке.

Севооборот предусматривает соответствующие системы обработки почвы, применение удобрений и другие мероприятия, направленные на сохранение и повышение почвенного плодородия.

Известно, что злаки требовательны к азоту. Замена злаков на бобовые в следующий год выращивания урожая, позволяет восстановить содержание азота в почве, обедненной злаковыми в предшествовавший сельскохозяйственный год.

В интенсивных хозяйствах севообороты используют различной длительности - от трех- до двенадцатипольных.

Таким образом, сукцессия - это, севооборот, изобретенный природой задолго до того, как его освоил человек в культурном земледелии.

Воздействие человека (прямое или косвенное) может существенным образом изменять сукцессионые процессы, замедлять или ускорять их.

Например, вспышки массового размножения насекомых в лесах есть также проявление сукцессионного процесса, а подавление этих вспышек посредством ядохимикатов может иметь не только положительные , но и отрицательные последствия, так как уничтожение одного из участников сукцессии прямо и косвенно влияет на всех других участников этого процесса.