Раздел 1. Тема №6

s  Уравнение (1) описывает идеальный случай для экосистемы, замкнутой по веществу. В реальных экосистемах прямая и

обратная реакции, как правило не совпадают из-за обмена участниками реакции (переноса воды, газов и органики) с

другими системами. В экосистемах больших глубин, пещер, под землей, где нет света и не может осуществляться

фотосинтез, органическое вещество поставляется либо

местными хемоавтотрофами, либо поступает из других систем.

s  Принципиальное различие между потоками вещества и

энергии в экосистеме заключается в том, что биогенные элементы, составляющие органическое вещество, могут

многократно участвовать в круговороте веществ, тогда как поток энергии однонаправлен и необратим. Каждая партия

энергии используется только однократно. В соответствии со

вторым законом термодинамики на каждом этапе трансформации энергии значительная её часть неизбежно

теряется, рассеивается в виде теплоты.

3. Изменчивость и стабильность экосистем. Гоместаз и сукцессия экологической системы

s  Экосистема живет и развивается как единое целое. В природе менее устойчивые экосистемы со временем сменяются на более устойчивые. Их смена определяется тремя факторами:

1) упорядочным процессом развития экосистемы - установлением в ней стабильных взаимоотношений между видами;

2)изменением климатических условий;

3)изменением физической среды под влиянием жизнедеятельности организмов, составляющих экосистему.

4. Гоместаз и сукцессия экологической системы

s  Климаксовое сообщество это первобытное, не тронутое человеком, девственное сообщество, сделавшее себя максимально независимым от среды.

s  Климаксовые эпосистемы относительно стабильны, обладают способностями к саморегулированию в течение длительного времени (по сравнению с начальной стадией).

s  Изменение условий, развитие новых живых существ и формирование новых взаимосвязей между ними, помимо действия абиотических и антропогенных факторов, могут приводить к отмиранию климаксов.

s  На смену им приходят более молодые, и возможно, совсем иные по составу сообщества.

s  Сукцессии экосистем, как и эволюция живого на всех уровнях, направлены на обеспечение дальнейшего существования, или, как уже отмечалось, на достижения гомеостаза.

s  Устойчивость стационарных состояний экосистем, а также способность их к переходу из одного состояния в другое обеспечивается многообразными механизмами саморегуляции, в основе которых лежит принцип обратной связи, отрицательной или положительной.

s  В большинстве случаев гомеостатическое состояние оказывается автоколебательным, т.е. таким, в котором значения показателей колеблется во времени с постоянной амплитудой около положения равновесия. Такое равновесие свойственны наиболее устойчивым системам.

s  Устойчивость экосистем является также результатом длительной адаптации живых компонентов друг с другом и к компонентам косной среды.

s  Последовательная смена во времени одних экосистем (биоценозов в первую очередь) другими на определенном участке земной поверхности называются сукцессией (от англ, или латинск. зиссеззюп — последовательность, смена).

s  Сукцессии подразделяют на первичные и вторичные.

s  Первичные сукцессии развиваются на лишенном жизни месте, где условия существования поначалу не являются благоприятными, - постепенное заселение организмами появившейся суши, оголенной материковой породы (отступившее море или ледник, высохшее озеро, песчаные дюны, голые скалы и застывшая лава после извержения вулкана). В этих случаях решающую роль играет процесс почвообразования.

s  Примером первичной сукцессии является зарастание песчаных дюн или лавовых потоков, появление злаковых растений, потом кустарников (ивняк, ольшаник), затем сосна, а после этого лиственные породы деревьев.

s  Вместе с первыми растениями появляются и и первые насекомые (кузнечики, как растительноядные) и пауки (как хищники). Потом прибавляются к первым поселенцам муравьи, жуки, бабочки и т.п. Вслед за насекомыми птицы и мелкие млекопитающие, а затем и крупные животные. Главную роль в развитии экосистемы играют растения.

s  Вторичные сукцессии имеют характер постоянного восстановления свойственного данной местности сообщества после нанесенных повреждений (последствий бури, пожара, вырубки, наводнения, выпаса скота и т.п.).

s  Примером вторичной сукцессии под влиянием внутренних факторов может служить процесс зарастания озера. Под воздействием жизнедеятельности населяющих его организмов, озера медленно наполняются органическим веществом. Кроме того, в озеро могут поступать осадочные материалы. Скорость процесса зарастания зависит от начальной глубины озера (если озеро глубокое, то зарастание может длиться миллионы лет).

s  Сукцессию можно наблюдать и на городских улицах. Мхи, лишайники и сорняки заселяют трещины на тротуарах (на крышах домов).

s  Для развития сообщества необходим длительный период времени. Так, для зарастания песчаной дюны – 1000 лет, для восстановления леса на месте вырубленного – от 100 до 200 лет, для восстановления нарушенного растительного покрова степи – более 50 лет.

s  Вторичные сукцессии развиваются скорее, чем первичные. Отдельные стадии развития сукцессии принято называть серийными стадиями (или серийными экосистемами), а состояние окончательного равновесия (гомеостазом сообщества) – климаксом. (Гомеостаз – способность организма или система организмов поддерживать динамически устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды).