3.5 Искусственные экосистемы

Закономерности строения экосистем

Закон увеличения степени идеальности (Г. В. Лейбница)

Гармоничность отношений между частями системы историко-эволюционно возрастает.

Закон необходимого разнообразия

Система не может формироваться из абсолютно идентичных элементов

Закон избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов организации:

Многие динамические системы стремятся к относительной избыточности основных своих составляющих при минимуме вариантов организации. Избыточность числа элементов нередко служит непременным условием существования системы, её качественно-количественной саморегуляции и стабилизации надежности, обеспечивает её квазиравновесное состояние.

Принцип перехода избыточности в самоограничение

Избыточность системных элементов может быть заменена повышением качества этих составляющих (индивидуальной надежности) или их агрегации, в том числе в функциональные надсистемы.

Правила конструктивной эмерджентности

Надежная система может быть сложена из ненадежных элементов или из подсистем, не способных к индивидуальному существованию. Иерархическое строение природных систем результат действия этой закономерности.

Закон экологической корреляции

В экосистеме, как и в любом другом целостном природно-системном образовании с участием живого, все входящие в неё виды живого и абиотические экологические компоненты функционально соответствуют друг другу.

Закономерности функционирования экосистем

Правило эквивалентности в развитии биосистем

(Л. фон Берталамфи)

Биосистемы способны достигнуть конечного (финального) состояния (фазы) развития вне зависимости от степени нарушения начальных условий своего развития. Это происходит лишь при сохранении минимума внешних и внутренних условий существования биосистемы.

Закон больших чисел

Совокупное действие большого числа случайных факторов приводит, при некоторых общих условиях, к результату, почти не зависящему от случая, т.е. имеющему системный характер.Мириады бактерий в почве создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, во многом определяющую функциональные качества почвы.

Принцип Ле Шателье - Брауна

При, внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. Экосистемы обладают способностью к саморегуляции.

Закон физико-химического единства живого вещества. Закон развития системы за счет окружающей ее среды. Закон постоянства количества живого вещества

Любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; изолированное саморазвитие невозможно. Значительное увеличение числа каких-либо организмов за относительно короткий промежуток времени может происходить только за счет уменьшения числа других организмов. Эта закономерность распространяется и на число видов организмов.

Закон цепных реакций

Любое частное изменение в системе неизбежно приводит к развитию цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых взаимосвязей и новой системной иерархии. Поскольку взаимодействие между компонентами системы при их изменении, как правило, существенно нелинейно, то слабое изменение одного из параметров системы может вызвать сильные отклонения других параметров или привести к изменению всей системы в целом.

Закон оптимальности

Любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.

Правило максимального «давления жизни».

Организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число. Однако давление жизни ограничено емкостью среды, межвидовыми взаимоотношениями, взаимоприспособленностью различных групп организмов.

Закона усложнения системной организации (организмов) К.Ф. Рулье

Историческое развитие природных систем приводит к усложнению их организации путем нарастающей дифференциации функций и подсистем, выполняющих эти функции.

Закон вектора развития

Развитие однонаправлено. Нельзя прожить жизнь наоборот - от смерти к рождению, невозможно в том же направлении развернуть эволюцию планеты, жизни на ней.

Системогенетический закон

Природные системы в индивидуальном развитии повторяют в сокращенной и нередко в закономерно измененной и обобщенной форме эволюционный путь развития своей системной структуры. Каждая подсистема следует за своей системой, вернее, развитие надсистемы определяет многие ограничения в развитии входящих в нее подсистем.

Закон синхронизации и гармонизации системных составляющих

В системе как самоорганизующемся единстве индивидуальные характеристики подсистем согласованы между собой. Одно из важнейших следствий этого закона в том, что выпадение одного из звеньев системы меняет структуру и функции других, сопряженных с этим законом, или полностью изменяет целое.

Закон эколого-системной направленности эволюции

Любые эволюционные изменения в конечном итоге направлены экологическими факторами и системными особенностями развития эволюционизирующей совокупности, т. е. прогресс направляется как внешними, так и внутренними факторами.

Закон толерантности В. Шелфорда:

Лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.

Закон минимума Ю.Либиха

Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т. е. жизненные возможности лимитируют экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму; дальнейшее их снижение ведёт к гибели организма или деструкции экосистемы.

Закон пирамиды энергий или закон (правило) 10% Р. Линдемана

С одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий её уровень (по "лестнице": продуцент - консумент - редуцент) в среднем около 10 % поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии.

Правило экосистемной надежности

Надежность экосистемы зависит от её энергетической эффективности в данных условиях среды и возможностей структурно-функциональной перестройки в ответ на изменение внешних воздействий