Саморегуляция и устойчивость экосистем

Правило внутренней непротиворечивости: в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания. Понимание закона экологической корреляции особенно важно в аспекте сохранения видов живого: они никогда не исчезают изолированно т. Высокое видовое разнообразие живых существ в природе обусловливает в свою очередь следующие свойства сложных систем которыми являются биоценозы. Таким образом можно сделать вывод что взаимная дополнительность видов одни из которых...

2015-05-02

14.06 KB

7 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


Лекция 7

10 Саморегуляция и устойчивость экосистем

Ознакомимся с рядом правил и принципов, которые помогут более глубокому пониманию причин устойчивости природных систем различной сложности.

Правило внутренней непротиворечивости: в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания.

Согласно этому правилу, виды в естественной природе не могут разрушать среду своего обитания, так как это вело бы их к самоуничтожению. Напротив, деятельность растений и животных направлена на создание (поддержание) среды, пригодной не только для их жизни, но и потомства.

Принцип системной дополнительности: подсистемы одной природной системы в своем развитии обеспечивают предпосылку для успешного развития и саморегуляции других подсистем, входящих в ту же систему.

Закон экологической корреляции: в экосистеме, как и в любом другом целостном природно-системном образовании, особенно в биотическом сообществе, все входящие в него виды живого и абиотические компоненты функционально соответствуют друг другу.

Выпадение одной части системы (например, уничтожение какого-либо вида) неминуемо ведет к исключению всех тесно связанных с этой частью системы других ее частей. Понимание закона экологической корреляции особенно важно в аспекте сохранения видов живого: они никогда не исчезают изолированно, т.е. в одиночку, но всегда взаимосвязанной группой.

Высокое видовое разнообразие живых существ в природе обусловливает, в свою очередь, следующие свойства сложных систем, которыми являются биоценозы.

Взаимная дополнительность частей биоценоза. Уже отмечалось, что в сообществах (биоценозах) уживаются только те виды, которые дополняют друг друга в использовании ресурсов среды обитания, т.е. делят между собой экологические ниши. Так, согласно Н.Г. Черновой и др., в лиственном лесу растения первого яруса, т.е. самые высокие, перехватывают 70…80 % светового потока. Второму ярусу достается уже 10…20 % от полного освещения. Наземные травянистые растения и мхи в таких лесах способны осуществлять фотосинтез, используя всего лишь 1…2 % светового потока. Таким образом, дополняя друг друга, растения способствуют более полному использованию энергии Солнца. Добавим, что взаимная дополнительность весьма характерна и для многих микроорганизмов-редуцентов: одни из них «специализируются» на разрушении клетчатки мертвых растений, другие – белков, третьи – сахаров, и т.д. Таким образом, можно сделать вывод, что взаимная дополнительность видов, одни из которых созидают, а другие – разрушают органическое вещество, - основа биологических круговоротов.

Взаимозаменяемость видов. Хотя полностью похожих друг на друга видов не существует, многие из них, имеющие сходные экологические требования и функции, способны перекрываться. Такие виды, обычно, заменяют друг друга в близких сообществах, например, разные виды пихты и елей в темнохвойных таежных лесах или разные виды насекомых-опылителей на лугах. Как следствие, в случае частичного перекрывания экологических ниш многих видов выпадение или снижение активности одного из них не опасно для экосистемы в целом, так как его функцию готовы взять на себя оставшиеся. Таким образом, происходит так называемое «конкурентное высвобождение» и разные звенья круговорота веществ продолжают действовать.

Регуляторные свойства. Ранее отмечалось, что одним из основных условий существования сложных систем служит их способность к саморегуляции, которая возникает на основе обратных связей. Принцип отрицательной обратной связи состоит в том, что отклонение системы от нормального состояния приводит в действие такие присущие ей механизмы, которые «пытаются» возвратить ее в норму. Так, возрастание численности жертв приводит к увеличению численности хищников и паразитов. Рост плотности популяции выше определенного уровня в свою очередь так изменяет связи внутри вида, что снижается его воспроизводительная способность или усиливается рассредоточение особей в пространстве. Подчеркнем, что саморегуляция происходит тем успешнее, чем выше разнообразие видов в биоценозах и чем сложнее структура популяций.

Надежность обеспечения функций. Главные функции биоценоза в экосистеме, такие как создание органического вещества, его последующее разрушение и регуляция численности видов, обеспечиваются множеством видов организмов, которые в своей деятельности «подстраховывают» друг друга. Например, разложение целлюлозы – компонента растительных тканей – могут осуществлять самые различные организмы: специализированные бактерии, различные виды грибов, личинки насекомых, дождевые черви и т.д. По той же причине численность насекомых могут сдерживать многоядные хищники, при более высокой численности – специализированные паразиты, при еще более высокой – возбудители инфекционных заболеваний или же ужесточение конкурентной борьбы и внутрипопуляционные взаимоотношения.

Вышеизложенное позволяет сделать очень важный вывод: главное условие устойчивости всей жизни на Земле состоит в наличии биологического разнообразия.

11 Искусственные экосистемы

Благодаря деятельности человека, в частности на землях сельскохозяйственного пользования, возникают особые биоценозы, называемые агроценозами, которым присущ ряд особенностей, отличающих их от природных биоценозов. Во-первых, это пониженное разнообразие входящих в них видов; во-вторых, ослабленная способность возделываемых культурных растений противостоять конкурентам (сорнякам) и вредителям; в-третьих, растения, кроме солнечной, получают дополнительную энергию вследствие деятельности людей, животных, внесения удобрений и т.д., и, наконец, в-четвертых, чистая первичная продукция удаляется с полей практически полностью человеком и не поступает в цепи питания. По сути, на базе таких искусственных экологических систем человек необдуманно стремится создать экологический абсурд: агроценоз должен состоять из одного, реже – двух видов культурных растений, а идеальна для него пищевая цепь всего из двух звеньев: «растение-человек» или «растение-домашние животные». В природе такая система из-за своей неустойчивости невозможна. В постоянной борьбе человека с сорняками и вредителями культурных растений часто возникает эффект «экологического бумеранга». Это совокупность отрицательных, особо опасных явлений, возникающих в окружающей среде в результате неправильной хозяйственной деятельности и в конечном итоге оказывающихся вредными для самого человека. Известно, что в современном сельском хозяйстве широко применяются разнообразные химические средства защиты – пестициды. Многие из них не обладают четко направленным избирательным действием: они подавляют и даже уничтожают не только те виды, против которых они направлены, но и их паразитов и хищников. Поскольку последние занимают более высокие уровни в цепях питания, они оказываются более чувствительными к ядам, чем виды, которыми они питаются. Сохранившаяся после обработки часть вредителей, освобожденная от своих естественных врагов – регуляторов численности, через некоторое время дает новую, еще более высокую вспышку численности. Из этого экологического тупика есть только один выход: не идти по пути предельного упрощения агроценозов (вплоть до монокультуры), а регулировать в них численность отдельных видов. Рекомендуется, в частности, если возникают цепи питания «растение-растительноядное насекомое-паразит», усилить последнее звено (обеспечив благоприятные условия жизнедеятельности паразита). Такое экологически обоснованное воздействие будет способствовать сохранению урожая.

Чтобы более четко определить возможности длительного функционирования во времени и пространстве подобных искусственных экосистем, обратимся к так называемым экологическим законам жизни.

Третий экологический закон жизни (по Ю.Н. Куражковскому): каждый вид организмов, поглощая из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее отходы своей жизнедеятельности, изменяет ее таким образом, что среда становится непригодной для его существования.

Четвертый закон органически продолжает третий: постоянное существование организмов в любом ограниченном пространстве возможно лишь в экосистемах, внутри которых отходы жизнедеятельности одних видов организмов утилизируются другими видами.

Следовательно, всякая экосистема способная к длительному существованию должна включать в себя автотрофы, гетеротрофы и редуценты, питающиеся отмершим живым веществом. Однако даже такая система не застрахована от гибели.

Пятый закон: устойчивость экосистем определяется соответствием их видового состава условиям жизни и степенью развитости этих систем.

Вопросы для самоконтроля

Саморегуляция и устойчивость экосистем.

Искусственные экосистемы.

PAGE 4



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
19347. Эмоциональная саморегуляция 23.48 KB
  Эмоциональная саморегуляция эмоциональная регуляция ЭР это способность эмоционально реагировать на жизненные события социально приемлемым образом сохраняя достаточную гибкость чтобы допускать спонтанные реакции но откладывать их в случае необходимости. Эмоциональная саморегуляция – это заранее осознанное и системно организованное воздействие индивида на своё эмоциональное состояние целью изменения его характеристик в желаемом направлении. Возникает это автоматически рефлекторно. Как видно нарушения дыхания зависят от внутреннего...
8880. Классификация и свойства экосистем 176.12 KB
  Питание экосистему можно разделить на два яруса: верхний автотрофный самостоятельно питающийся ярус или зеленый пояс включающий растения или их части содержащие хлорофилл где преобладают фиксация энергии света использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений. Фитофаги вторичные аккумуляторы солнечной энергии первоначально накопленной растениями. таким образом в биогеоценозе образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к...
10811. Экология сообществ и экосистем (основы синэкологии) 314.43 KB
  Часть экологии которая исследует закономерности сложения сообществ и совместной жизни в них живых организмов называется синэкологией или биоценологией. Пространство с более или менее однородными условиями которое занимает биоценоз носит название биотопа topos место...
1938. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ. ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРВИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ ЭКОСИСТЕМ 32.12 KB
  Солнечная энергия: использование и изучение Все проявления жизни на Земле сопровождаются превращениями энергии подчиняющимися законам физики. Отдельные экосистемы биосфера и вся человеческая цивилизация зависят от постоянного притока концентрированной энергии. Согласно одному из определений экология изучает связь между электромагнитным излучением Солнца и экологическими системами а также пути движения солнечной энергии внутри экосистем то есть отношения “продуцент – консумент†“детрит – детритофаг膓хищник – жертваâ€...
12180. Биотехнология очистки природных экосистем, загрязненных отравляющим веществом ипритом и продуктами его гидролиза 17.76 KB
  Разработана технология биоремедиации почв загрязненных ипритом. Эффективность штаммов – деструкторов в процессах биоремедиации почв загрязненных продуктами гидролиза иприта показана как в условиях лабораторных экспериментов так и in situ. Отсутствуют сведения о разработанных биотехнологиях восстановления почв загрязненных ипритом и продуктами его гидролиза.
5911. Устойчивость САУ 1.14 MB
  Свойство системы приходить в исходное состояние после снятия возмущения называется устойчивостью. Критерий устойчивости - это правило, позволяющее выяснить устойчивость системы без вычисления корней характеристического уравнения.
548. Устойчивость промышленных объектов 5.09 KB
  Устойчивость промышленных объектов Под устойчивостью работы промышленного объекта понимают способность объекта выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатуре предусмотренных соответствующими планами в условиях чрезвычайной ситуации а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения. Повышение устойчивости технических систем и объектов достигается главным образом организационнотехническими мероприятиями которым всегда предшествует исследование устойчивости конкретного объекта. На первом этапе...
12920. АБСОЛЮТНАЯ И РОБАСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ 550.8 KB
  Метод абсолютной устойчивости применяется для исследования устойчивости нелинейных систем, когда значения характеристик нелинейных элементов известны неточно. Неполнота информации может быть связана с погрешностью изготовления, с пренебрежением некоторыми факторами, со старением элементов и т.п.
6536. Устойчивость равновесия деформируемых систем 444.42 KB
  Формула Эйлера для критической силы центрально сжатого стержня с шарнирно закрепленными концами. Деформация изгиба стержня предположена весьма малой поэтому для определения критической силы можно воспользоваться приближенным дифференциальным уравнением изогнутой оси стержня...
16585. Перестройки и устойчивость экономической системы 33.66 KB
  ru Перестройки и устойчивость экономической системы Процесс функционирования экономической системы имеет сложный характер поскольку в нем переплетаются заложенное в систему движение к целям и хаотичность вызванная влиянием вероятностных факторов. Хаос или беспорядок вносит в этот процесс игру случая и потому отклоняет реальное поведение системы от намеченного режима. Более того влияние хаоса может оказаться настолько сильным что движение системы и вовсе станет непредсказуемым. В обиход было введено понятие хаотическая система...
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.