Устойчивость экосистемы

Основой равновесия является равновесие популяций.

Популяциейназывается группа особей скрещивающихся друг с другом и таким образом размножающихся. Стабильность популяции означает, что рождаемость в ней уравновешивается смертью. Другим фактором ведущим к росту популяции является способность животных мигрировать, а семян рассеиваться в подходящем для жизни месте на новых территориях. Наличие у популяций защитных механизмов – следующий фактор и устойчивость их к неблагоприятным условиям среды и болезням.

Совокупность всех этих факторов называется биотическим потенциалом. При благоприятных условиях среды биотический потенциал достаточен для стремительного увеличения численности популяции, так называемыйпопуляционный взрыв. В естественных условиях такое бывает редко. Обычно один или несколько абиотических факторов (температура, кислотность, влажность) или биотических (присутствие хищников, нехватки пищи), становится лимитирующим. Сочетание таких лимитирующих факторов называетсясопротивление среды. Таким образом, изменение популяции какого-либо вида – результат нарушения равновесия между биотическим потенциалом и сопротивлением среды. Устойчивость экосистем в целом определяется равновесием биотического потенциала и сопротивления среды Равновесие в природных системах поддерживается в пределах некоторого диапазона, т.е. фактор сопротивления среды зависит от плотности популяции. Если плотность растет, сопротивление среды усиливается, в связи с этим увеличивается смертность и рост численности прекращается или даже сменяется ее спадом, и наоборот.

Рассмотрим на примере хищник-жертва. Когда численность жертвы невысокая, пищи и удобных укрытий достаточно, численность популяции начинает расти, не смотря на присутствие хищника. С ростом популяции жертвы улучшаются условия для хищника и его численность растет. Вскоре популяция жертвы начинает испытывать сопротивление среды (нехватка пищи, множество хищников) и их численность начинает уменьшаться. Выживают только сильные особи жертвы. Шансы их поймать у хищников снижаются. Они испытывают недостаток пищи, и численность хищников уменьшается, начинается рост популяции жертвы и процесс продолжается и т.д. То же самое в равновесии продуцент – фитофаг.

Воздействие человека на природу нередко приводит к вымиранию популяции, тк сила воздействия не зависит от их плотности. Разрушение человеком экосистем, изменение мест обитания, загрязнение среды и чрезмерная эксплуатация ресурсов одинаково влияют на популяцию как с низкой, так и с высокой плотностью.

Например.В Австралию в 1980-х годах завезли кроликов для спортивной охоты. После дождей выросло много травы, что вызвало рост популяции кроликов, которые и уничтожили всю траву и посевы. Местных хищников для кроликов нет.

Изменение экосистем

Естественные экосистемы существуют длительное время и обладают определенной стабильностью, но любая экосистема испытывает медленное, но постоянное изменение во времени. Постоянно происходит вытеснение одних видов другими – субцессия.

Первичная субцессия– процесс развития и смены экосистемы на незаселенных ранее участках.Пример: замена озерной экосистемы лесом. Так ручьи и реки, впадая в водоем, приносят частицы почвы, которые оседают на дно, когда донные отложения оказываются близки к поверхности воды, появляются кувшинки, корни которых хорошо скрепляют наносы. Наконец наносов становиться столько, что он обнажается из под воды, что он становится доступным для заселения деревьями и травами – наземная экосистема постепенно заменяет озерную. Постепенно озеро полностью зарастает лесом.

Вторичная субцессия– процесс восстановления экосистемы, когда-то существовавшей на этой территории. Например, если поле на месте вырубленного здесь леса перестать обрабатывать, то обычно за несколько стадий здесь вновь сформируется лесная экосистема типичная для данного района.

Как для первичной, так и для вторичной субсцессии необходимы семена и споры растений, а так же животные, которые могут заселить экосистему. Для вторичной субсцессии необходимо, чтобы с самого начала был плодородный слой почвы. Если он уничтожен, то субсцессия пойдет по пути первичной. Субсцессия завершается стадией, когда все виды экосистемы, размножаясь, сохраняют относительную численность и дальнейшей смены ее состава не происходит. Такое равновесное состояние называют климаксом, а экосистему климаксовой.

В различных абиотических условиях формируются различные климаксовые экосистемы. В жарком климате – пустыни и т.д. Насколько быстро меняются экосистемы (за годы или 1000-летия), зависит от степени сдвига равновесия. При субсцессиях изменение происходит медленно и постепенно, однако возможны и внезапные резкие изменения, вызывающие популяционный взрыв некоторых видов за счет гибели большинства других. В таких случаях говорят об экологическом нарушении. Оно возможно, например, при вторжении в экосистему новых видов (про кроликов, сброс в воду нечистот – вызывает бурный рост водорослей). Наконец, изменения могут быть столь резкими, что не один компонент экосистемы не сохраняется – говорит о ее гибели. На освобождающемся месте впоследствии могут поселиться другие виды, которые способны выдержать новые условия, они начинают новую субсцессию. Важно отметить, если не считать извержения вулканов, землетрясения, то все изменения экосистем протекают постепенно по типу субсцессии. Тогда как вмешательство человека бывает резким, приводящим к гибели экосистемы.