15.Целостность и устойчивость экосистем. Механизмы устойчивости экосистем.

Потоки вещества и энергии обеспечивают целостность экосистемы – взаимосвязь ее организмов друг с другом и с природной средой.

Основными условиями самовоспроизводства экосистемы являются:

— наличие в среде пищи и энергии (для автотрофов — солнечной, для хемотрофов — химической); — способность существ к размножению; — способность организмов воспроизводить химический состав и физические свойства природной среды (структуру почвы, прозрачность воды).

Одним из важнейших показателей динамики экосистем является устойчивость. Определение устойчивости экосистемы - это способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после снятия внешнего воздействия, выведшего ее из равновесия. Также следует различать два вида устойчивости: резидентная устойчивость (стабильность) - способность оставаться в устойчивом (равновесном) состоянии под нагрузкой, и упругая устойчивость (собственно устойчивость) - способность быстро восстанавливаться при снятии нагрузки. В разных терминах имеются различные смысловые оттенки, которые нужно учитывать.

Устойчивость экосистемы, как правило, тем больше, чем больше она по размеру и чем богаче и разнообразнее ее видовой и популяционный состав.

16.Критерии и основные показатели устойчивости природных экосистем.

Наиболее важными критериями состояния природной среды сегодня стали системные показатели. Они подразделяются на ландшафтные и экологические. Ландшафтные критерии вытекают из методологии ландшафтного планирования, в рамках которого разработаны представления о емкости ландшафта, структурной сложности и показателях его нарушенности. Среди экосистемных критериев выделяются показатели нарушенности сукцессионного процесса — закономерного изменения видового разнообразия, спектра жизненных форм, биомассы, продуктивности, накопления отмершей органики, биогенного круговорота в целом. «Неблагополучное состояние» характеризуется существенным отклонением экосистемных параметров от нормального развития. «Экологическое бедствие»(экологический кризис) характеризуется необратимым ретроградным развитием экосистемы.

Понятие «устойчивость экологическая» подразумевает способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних факторов. Нередко «устойчивость экологическая» рассматривается как синоним экологической стабильности.

17. Эволюция биосферы.

Первоначальные представления о биосфере как формирующейся общности живых организмов на земном шаре складывались в науках о земле – географии и геологии. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс. В книге «Происхождение Альп» (1973г.) он пишет о «самостоятельной биосфере» как особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. Развернутое учение о биосфере принадлежит В.И. Вернадскому. В книге «Биосфера» (1926г.) и последующих работах Вернадский вложил в понятие биосферы пространственное содержание («область распространения жизни») и приписал биосфере мощную преобразующую геологическую и геохимическую функцию.

Биосфера – это глобальная экосистема, активная «оболочка» Земли, состав, структура и энергетика которой определяется и контролируется планетарной совокупностью живых организмов – биотой биосферы.

Экологическая концепция биосферы сложилась позднее геолого-геохимической, после того как от биосферной миграции элементов (по Вернадскому) произошел переход к представлению о глобальном биотическом кругообороте, а затем к биотической регуляции природной среды.

амыми первыми органическими веществами на Земле были органические мономеры на основе цианистого водорода, цианамида, формамида и нитрилов. Затем появились пептиды, нуклеотиды и порфирины. Дальнейшее усложнение органических веществ приводит к появлению устойчивых коллоидных комплексов макромолекул, обладающими информационными функциями, способностью к молекулярному узнаванию, избирательному катализу и самосборке. Появляются основные компоненты клеточного ядра, типичные для первых простейших. Далее происходит синтез полимерных структур – цепей нуклеотидов, из которых в результате отбора на устойчивость образовались РНК и ДНК (рибокси- и дизокси- нуклеиновые кислоты). Далее с появлением фотосинтезирующих бактерий, развитие фотосинтеза обусловливает постепенный переход к окислительной атмосфере. Появляются сначала колониальные, а затем и многоклеточные формы организмов, закладываются все царства живого.

Оксигенация атмосферы и возникновение озонового слоя делают возможным выход на сушу сначала амфибиальных, а затем и наземных растений и животных. Это дало мощный скачок к увеличению биоразнообразия и биомассы биосферы, приводит к дальнейшему усложнению и совершенствованию биотического кругооборота. Возникают сложные экологические системы, содержащие все уровни трофической организации.

Далее произошла последовательная смена основных эволюционных форм всех крупных таксонов растений и животных. На данную эпоху (последевонское время) приходится формирование облика планеты, близкого к современному: размещение континентов, стабилизация климата, становление биомов. Полностью сформировались средообразующая функция биосферы и биологический контроль ее гомеостаза.

Современная биосфера является итогом длительного исторического развития всего органического мира в его взаимодействии с неживой природой. В процессе этого развития в биосфере возникла сложная сеть взаимосвязанных процессов и явлений; благодаря взаимодействию абиотических и биотических факторов биосфера находится в постоянном движении и развитии.