1.4.1. Особенности экосистем
1. Тесная взаимосвязь и взаимозависимость всех звеньев как биотических (живых), так и абиотических (неживых). Корректировки связей приводят к возвращению в исходное состояние или к гибели.
2. Сильные положительные и отрицательные обратные связи.
Пример положительной обратной связи - заболачивание территории после вырубки леса. Это ведет к уплотнению почвы, следовательно, к накоплению воды и росту растений-влагонакопителей, что приводит к обеднению ее кислородом, а значит, к замедлению разложения растительных остатков, накоплению торфа и дальнейшему усилению заболачивания.
Пример отрицательной (стабилизирующей) обратной связи - взаимоотношение между хищником и жертвой, например между рысями и зайцами: рост количества зайцев способствует росту численности рысей, но чрезмерное количество рысей сокращает поголовье зайцев, после чего численность рыси также сокращается. В естественных условиях данная система достаточно быстро стабилизируется.
3. Явно выраженная эмерджентность.
Например, редкий древостой еще не составляет леса, так как не создает определенной среды: почвенной, гидрологической, метеорологической и т.д.
Эмерджентность повышает устойчивость экосистемы и ее способность к саморегулированию. Деятельность человека приводит к нарушению прямых и обратных связей в экосистемах.
Например, умеренное загрязнение водоемов органикой приводит к интенсификации размножения микроорганизмов, что приводит к самоочищению водоема. Неумеренное загрязнение, называемое эвтрофикацией, ведет к чрезмерному размножению организмов, активно разлагающих органическое вещество, что рано или поздно приводит к обеднению данного водоема кислородом, а значит, к угнетению и гибели этих организмов, разрушению связей, изменению системы и переходу ее на новый вид связей, обычно это заболачивание.
Обычно экосистемы для повышения устойчивости нуждаются в случайных стрессовых воздействиях типа бурь, пожаров и т.п. Но хронические стрессы малой интенсивности, характерные для антропогенного воздействия на природу, не дают явных реакций, поэтому их последствия оценить очень трудно, но они могут оказаться гибельными для экосистемы.
Вопросы для самопроверки
В чем отличие популяционного от экосистемного подхода в экологии?
Как подразделяются экосистемы ? Приведите пример экосистемы каждого типа.
Дайте определение биогеоценоза.
Чем биогеоценоз отличается от экосистемы ?
Что такое биоценоз, экотоп ? Перечислите составляющие их элементы .
Приведите пример искусственной экосистемы
1.4.2. Уровни биологической организации
Обычно выделяют 6 главных уровней организации живой материи, образующих формальную иерархию: молекулярный клеточный организменный популяционный экосистемный биосферный, четких границ между этими уровнями нет, как нет четких границ между экосистемами разного ранга (эффект “матрешки” – одна экосистема является частью другой, большего размера), выделение различных экосистем достаточно произвольно.
Рис. 1.11. Уровни биологической организации, изучаемые экологией:
- организм; - популяция; - экосистема
Основные свойства живых систем в полной мере реализуются на двух последних – экосистемных уровнях, т.к. ни одна клетка, ни один организм или вид не могут существовать без множества других клеток, организмов, видов и создаваемых ими условий среды. Предмет экологии начинается с организменного уровня.
На уровне организма осуществляется обмен веществом, энергией и информацией с ОС; на уровне популяции к этому добавляются воспроизведение вида, его эволюция и участие в многовидовых сообществах; на уровне экосистемы поддерживается устойчивый круговорот веществ и формирование общей среды сообщества организмов; на уровне биосферы – глобальный круговорот, кооперативное взаимодействие и жизнеобеспечение всех экосистем, создание планетарной среды жизни.