- •Раздел II Биоэкология
- •Глава 6 Системность в экологии
- •6.1. Понятие экосистемы
- •1. Тесная взаимосвязь и взаимозависимость всех звеньев как биотических, так и абиотических.
- •2. Сильные положительные и отрицательные обратные связи.
- •3. Явно выраженная эмерджентность.
- •6.2. Законы Коммонера
- •6.3. Теория биосферы
- •Глава 7 Движение вещества в биосфере
- •7.1. Живое вещество биосферы
- •7.2. Круговорот вещества
- •7.2.1. Круговорот воды
- •7.2.2. Круговорот углерода
- •7.2.3. Круговорот азота
- •7.2.4. Круговорот фосфора
- •7.2.5. Круговорот серы
- •7.2.6. Осадочный цикл
- •7.2.7. Круговорот второстепенных элементов
- •7.2.8. Круговорот элементов в тропиках
- •7.2.9. Загрязнение воздуха
- •7.2.10. Пути возврата элементов в круговорот
- •Глава 8 Движение энергии в биосфере
- •8.1. Основные закономерности движения энергии
- •8.2. Энергетика экосистем
- •8.3. Особенности энергетики человека
- •Глава 9 Продукция и распад биоорганики
- •9.1. Концепция продуктивности
- •9.2. Продуктивность различных экосистем биосферы
- •1. Прибрежные зоны океана.
- •2. Апвеллинговые зоны.
- •3. Коралловые рифы.
- •4. Саргассовые сгущения.
- •5. Рифтовые глубоководные сгущения.
- •1. Экосистемы тропических и субтропических берегов морей.
- •2. Экосистемы пойм рек, периодически заливаемые во время разливов.
- •3. Экосистемы небольших прудов и озер.
- •9.3. Экологические пирамиды
- •9.4. Разложение живого вещества
- •Глава 10 Среда обитания
- •10.1. Понятие среды обитания
- •10.2. Соответствие между организмами и средой обитания
- •10.3. Адаптация к факторам среды
- •Глава 11 Организация экосистем
- •11.1. Связи в экосистемах
- •11.1.4. Конкуренция - (-,-)
- •11.1.5. Аменсализм - (-,0)
- •11.1.6. Нейтрализм - (0,0)
- •11.2. Экологическая ниша
- •11.3. Видовая структура экосистемы
- •Глава 12 Динамика экосистем
- •12.1. Виды динамики экосистем
- •12.2. Закономерности сукцессионного процесса
- •1. Изменение энергетики.
- •2. Изменение разнообразия.
- •3. Совершенствование круговоротов биогенных элементов.
- •4. Относительность неизменности климаксных стадий.
- •12.3. Стабильность и устойчивость экосистем
- •Глава 13 Популяции в экосистеме
- •13.1. Динамика популяций
- •13.2. Территориальная структура популяций
1. Тесная взаимосвязь и взаимозависимость всех звеньев как биотических, так и абиотических.
Именно это позволяет говорить об экосистемах как о живых организмах, где все подсистемы точно «подогнаны» друг под друга. Попытки что-то откорректировать в этих связях приводит либо к включению механизмов гомеостаза (саморегулировки), возвращая систему в исходное состояние, либо к возникновению необратимых изменений, после которых экосистема существенно перестраивает свою структуру или гибнет. Так, например, попытка избавиться от «вредных» с точки зрения человека насекомых или животных в какой-либо экосистеме может привести к непредсказуемым последствиям вплоть до гибели данной экосистемы. Достаточно вспомнить широкомасштабную эпопею с отстрелом волков в наших лесах. Это теперь мы называем волков санитарами леса. Как всегда учимся на ошибках.
Есть и более тонкие механизмы, которые мы разрушаем, даже не замечая этого, что приводит впоследствии к большим неприятностям. Хорошо, если мы догадываемся, что истинные причины наших неприятностей в нас самих. Примером может служить парадоксальная локальная сейсмическая активность в Москве, приводящая к катастрофам в метро и в коммуникациях, к разрушению дорог и домов, нередко с человеческими жертвами. Одной из причин является то, что малые реки и ручьи, русла которых были вовсе не случайными, ныне загнаны в трубы. Если раньше они ослабляли напряжения между геологическими плитами, на которых стоит город, то теперь эти напряжения постоянно накапливаются и, в конце концов, ослабляются, но уже с использованием катастрофических механизмов.
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, к обеднению кислородом, а значит, к замедлению разложения растительных остатков, накоплению торфа и дальнейшему усилению заболачивания. Типична положительная обратная связь, характеризующая динамику численности популяции в условиях отсутствия сдерживающих факторов: чем больше особей в популяции, тем больше прирост численности.
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.
Другой интересный пример: функционирование карбонатной системы океана (раствор СО2в воде: СО2+ Н2ОН2СО3). Обычно количество углекислоты, растворенное в воде океана, находится в парциальном равновесии с концентрацией углекислого газа в атмосфере. Локальные увеличения углекислоты в атмосфере после извержения вулканов приводят к интенсификации фотосинтеза и поглощению ее карбонатной системой океана. При снижении уровня углекислого газа в атмосфере карбонатная система океана высвобождает СО2в атмосферу. Поэтому концентрация углекислого газа в атмосфере достаточно стабильна.
Еще один пример: повышение уровня грунтовых вод приводит к увеличению их контакта с корневыми системами растений и повышению транспирации (испарения), что возвращает уровень грунтовых вод в исходное состояние.