Экологическое равновесие экосистем

Многие экосистемы существуют в течение десятков и даже сотен лет. Для поддержания такой стабильности экосистем необходима сбалансированность потоков вещества и энергии, процессов обмена между организмами и окружающей их средой.

Экологическое равновесие - это состояние экосистемы, характеризующееся балансом между притоком и оттоком вещества и энергии в экосистеме. Другими словами, экологическое равновесие - это относительная устойчивость видового состава живых организмов, их численности, продуктивности, распределения в пространстве, а также сезонных изменений, биологического круговорота веществ и других биологических процессов в экосистеме, приводящая к длительному (условно-бесконечному) существованию данной экосистемы. Конечно, ни одна экосистема не бывает абсолютно стабильной, неподвижной: периодически увеличивается численность одних видов, но уменьшается других. Подобные процессы происходят периодически и в целом не выводят систему из равновесия. Поэтому, главная особенность экологического равновесия - его подвижность. Различают два типа подвижности равновесия:

- обратимые изменения в экосистеме - это изменения экосистем в течение года с весны до весны с сохранением видового состава экосистем;

- экологические сукцессии (лат. succesio - преемственность, наследование) - это последовательная смена экосистем, возникающих на одной и той же территории или акватории (биотопе) под влиянием природных или антропогенных факторов. Термин предложен в 1898 году Г. Каулсоном.

В зависимости от первоначального состояния субстрата, на котором развивается сукцессия, различают первичную и вторичную сукцессии.

Первичная сукцессия - это процесс развития экосистем на незаселённых ранее участках, начинающийся с их колонизации. Например, заселение возникших в результате вулканической деятельности островов. Или зарастание голой скалы сначала лишайниками, затем мхами, травами и другими растениями. В процессе первичной сукцессии формируются не только фитоценозы (греч. phyton - растение, koinos - общий), т.е. растительные биоценозы, но и почва.

Вторичная сукцессия - это восстановление экосистем, когда-то уже существовавших на данном биотопе (рис. 5). В таких местах обычно сохраняются богатые жизненные ресурсы. Поэтому вторичные сукцессии приводят к образованию биоценозов значительно быстрее, чем первичные.

Рис. 5. Вторичная сукцессия в умеренном климате

(по Л. И. Цветковой и др., 1999)

В зависимости от причин, вызвавших смену экосистем, сукцессии делят на аутогенные и аллогенные.

Аутогенные сукцессии (самопорождающиеся) возникают вследствие внутренних причин (изменением среды под действием сообщества), аллогенные (порожденные извне) вызваны внешними причинами (например, изменение климата).

В своем развитии экосистемы стремятся к устойчивому состоянию. Экологицеская сукцессия заканчивается образованием климаксного сообщества, характеризующегося максимальной величиной биомассы на единицу энергетического потока и наибольшим разнообразием слагающих его видов.

Климаксное сообщество, климакс (греч. klimax - лестница) - это заключительная высшая стадия экологической сукцессии, когда биотические факторы находятся в полном соответствии с абиотическими факторами. Термин «климаксное сообщество» был введён Клементсом в 1916 г.

В основе экологического равновесия экосистем лежат сложнейшие цепи и сети причинно – следственных связей, основанные на механизме обратной связи, которые в большинстве случаев образуют замкнутые кольца, именуемые контуром обратной связи. Примером обратной связи является система «хищник – жертва», в которой численность «хищника» и «жертвы» взаимосвязаны, что определяет гомеостаз данной системы. Гомеостаз (гpeч. homois - подобный, одинаковый; stasis - неподвижность), т.е. способность, возвращаться в исходное состояние системы, сохраняя устойчивое динамическое равновесие, противостоя внешним воздействиям.

Таким образом, экологическое равновесие – это динамическое равновесие притока и оттока энергии, вещества и информации, поддерживающее экосистему в определенном состоянии или ведущее к закономерной сукцессионной смене одной экосистемы другой. Существование экологического равновесия не означает отсутствия закономерных изменений во времени - оно тесно связано с процессами становления и развития данной экосистемы. При колебаниях условий среды, выходящих за пределы, обычные для данной экосистемы, возникают нарушения экологического равновесия. Благодаря способности к самовосстановлениюи саморегуляции, экосистемы во многих случаях восстанавливают нарушенное равновесие.

Дата добавления: 2014-01-04