Вопрос 5. Роль биоразнообразия в функционировании сообществ. Связь биоразнообразия и экологических функций.
Разнообразие биотического покрова, или биоразнообразие - это один из факторов оптимального функционирования экосистем и биосферы в целом.
Биоразнообразие обеспечивает устойчивость экосистем к внешним стрессовым воздействиям и поддерживает в них подвижное равновесие. Живое от неживого в первую очередь отличается на несколько порядков большим разнообразием и способностью не только сохранять это разнообразие, но и существенно увеличивать его по мере эволюции. Вообще эволюцию жизни на Земле можно рассматривать как процесс структурирования биосферы, процесс увеличения разнообразия живых организмов, форм и уровней их организации, процесс возникновения механизмов, обеспечивающих устойчивость живых систем и экосистем в постоянно изменяющихся условиях нашей планеты. Именно способность экосистем поддерживать равновесие, используя для этого наследственную информацию живых организмов, и делает биосферу в целом и локальные экосистемы вещественно-энергетическими системами в полном смысле.
Экосистемные функции – интегральное влияние экосистемы на окружающую среду, сумма процессов, которую она «выдает на выходе» - результат суммарной активности всех входящих в нее живых организмов.
В качестве показателей экологических функций чаще всего рассматривается продуктивность и суммарная биомасса сообщества. В качестве показателей биоразнообразия – разнообразие видов или функциональных групп в сообществе.
Полезность экосистемных функций непосредственно для человека определяется понятием «экосистемных услуг» - это выгоды, предоставленные человеку экосистемами.
Виды эк.усл.: обеспечивающие (продукты питания, вода, лесоматериалы), регулирующие (контроль климата, регулирование стока, качества воды), поддерживающие (почвообразование, обмен питательных веществ, опыление), культурные (духовные, рекреационные выгоды, экотуризм).
Связь БР и ЭФ: необходимым условием для нормального функционирования экосистем и биосферы в целом является достаточный уровень природного разнообразия.
Предложено несколько десятков гипотез о характере связи экосистемных функций и БР. Подавляющая их часть рассматривает различные формы положительной зависимости экосистемных функций от разнообразия, основные из которых показаны на рисунке.
а
– виды частично функционально дублируют
друг друга. При большом числе видов
экосистемные функции мало меняются при
изъятии (добавлении) видов, так как
оставшиеся виды продолжают выполнять
функции утраченных. По мере дальнейшей
утраты видов скорость ухудшения
функционирования нарастает. Этот тип
зависимости наиболее часто выявляется
в экспериментах и наблюдениях.
б – виды функционально уникальны и изъятие (добавление) любого из них существенно влияет на экосистемные функции - форма зависимости приближается к линейной.
в – гипотеза ключевых видов предполагает, что их утрата сразу сильно нарушает функционирование сообщества.
Основные средообразующие функции экосистем:
Поддержание параметров земной атмосферы и глобального климата
Стабилизация среды в локальном масштабе – сглаживание экстремальных погодных явлений (снижение вероятности и силы наводнений, засух и т.д.)
Формирование плодородных почв и их защита от эрозии
Очистка воды и поддержание устойчивого гидрологического режима территорий
Биологическая переработка и обезвреживание многих типов отходов и загрязнений.
Теория биотической регуляции. Средообразующие функции биоразнообразия.
Современные условия жизни на Земле, при которых может существовать человек, – результат эволюции и непрерывной работы живой природы на протяжении миллиардов лет. Самый яркий пример всем хорошо известен – кислородная атмосфера Земли создана и поддерживается деятельностью фотосинтезирующих организмов.
Теория биотической регуляции, разработанная российскими учеными в русле идей В.И. Вернандского о биосфере, убедительно показывает, что современное состояние атмосферы, гидросферы и климата Земли поддерживается благодаря работе миллионов видов живых организмов. Если их работа прекратится, планета перейдет в одно из двух физически устойчивых состояний, непригодных для сложных форм жизни – состояния полного испарения воды или полного оледенения.
Основные положения теории биотической регуляции вызывают оживленную дискуссию в научном сообществе, однако абсолютное большинство авторов признает необходимость ограничения антропогенного воздействия на естественные (природные) экосистемы как на локальном и региональном, так и на глобальном уровне.
Основные средообразующие функции экосистем:
Поддержание параметров земной атмосферы и глобального климата
Стабилизация среды в локальном масштабе – сглаживание экстремальных погодных явлений (снижение вероятности и силы наводнений, засух и т.д.)
Формирование плодородных почв и их защита от эрозии
Очистка воды и поддержание устойчивого гидрологического режима территорий
Биологическая переработка и обезвреживание многих типов отходов и загрязнений.