Н.В. Гусакова, А.И. Забалуева, В.В. Румянцева
Экология: конспект лекций
Под редакцией А.Н. Королева. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. - 176с.
Лекция 3. Экологические системы
3.1. Эволюция экологических систем
В нормальном состоянии любой экосистеме присуще
устойчивое состояние, называемое гомеостазом, характеризующееся
динамическим (подвижным) равновесием между рождаемостью и смертностью,
потреблением и освобождением вещества и энергии. Например, если в системе
"олень – волк" численность оленя растет, то за счет этого и волк
может увеличить свою численность, не давая оленям слишком быстро размножаться и
истребить слишком большое количество растений –продуцентов.
Но так как любая экосистема входит в иерархию
(соподчиненность) экосистем, то она постоянно подвергается внешним
воздействиям, стремящимся вывести ее из равновесия. Если это влияние не слишком
грубо, то в ходе экологического дублирования нарушенные связи заменяются
другими и процесс передачи вещества и энергии продолжается.
Так, в результате засухи (внешнее воздействие) может
снизиться продуктивность растений, что приведёт к уменьшению количества и
ухудшению качества (упитанности) оленей. В этом случае волки могут перейти на
питание каким-либо другим видом животных.
Если это окажется невозможным, то место волка в
трофической цепи может занять какое-нибудь другое животное, более всеядное,
например медведь. Те особи, для которых помехи оказались непреодолимыми,
погибнут, а более стойкие приспособятся и передадут новые свойства потомкам. В
этом случае помехи являются полезными и способствуют эволюции экосистемы в
сторону её совершенствования.
В устойчивом биоценозе организмы редко питаются только
одним видом жертв, т.е. пищевая цепь превращается в более или менее
разветвлённую пищевую сеть.
Медленные, но постоянные изменения происходят в
экосистемах и под влиянием внутренних факторов. Когда озеро наполняется илом,
оно постепенно превращается в болото, потом в луг, на котором в дальнейшем
вырастают кустарники и деревья. При этом обычно сначала развиваются
светолюбивые и относительно быстрорастущие лиственные породы, под пологом
которых начинают расти хвойные.
Процессы последовательной смены биоценозов,
протекающие под влиянием как внешних, так и внутренних факторов, называются сукцессиями
(например, березовая роща).
Как правило, в ходе сукцессий возрастает
продуктивность биоценоза, т.е. синтез органического вещества на единицу
площади, увеличивается его видовое разнообразие, появляются или размножаются
виды с более крупными особями, эффективнее использующими каждую калорию. Однако
под воздействием закона оптимальности, гласящего, что любая
система лучше всего функционирует только в строго определённых пространственно-временных
пределах, чрезмерно крупные особи, требующие слишком большого количества пищи
для поддержания своей энергетики, обычно вымирают. Все это способствует
повышению устойчивости системы и её способности противостоять энтропии. Высшая,
наиболее сбалансированная ступень сукцессии, которая может существовать очень
длительное время, называется климаксом.
Однако прогрессивными процессами характеризуются
обычно только сукцессии, связанные с естественными постепенными воздействиями.
Если же происходит быстрое и массированное нарушение гомеостаза, например при
вторжении человека, то эволюционные механизмы нарушаются, принцип динамического
равновесия перестаёт действовать в полной мере и системы не могут восстановить
внутреннее равновесие на прежнем высоком организационном уровне. В лучшем
случае они заменяются другими, как правило, менее продуктивными и устойчивыми,
а в худшем – происходит опустынивание, уничтожение или резкое
снижение биомассы с невозможностью её самовосстановления.
|