Чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею трофический уровень».
На конце длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы. Движение биомассы с повышением трофического уровня связано с тем, что значительная часть биомассы предыдущего трофического уровня вообще не потребляется, а существенная доля потребляемой биомассы используется не на рост, а на получение энергии.
Стабильность экосистемы поддерживается общим принципом лимитирующих факторов. Лимитирующий фактор – любой фактор, тормозящий рост популяции видов в экосистеме. Сохранение постоянного видового состава экосистем объясняется динамическим равновесием, в котором находятся отношения между всеми их компонентами. Устойчивость экосистемы обусловлена равновесием двух факторов: биотического потенциала и сопротивления среды.
Биотический потенциал – совокупность всех экологических факторов, способствующих увеличению численности популяций.
Сопротивление среды – сочетание факторов, ограничивающих рост (лимитирующих факторов).
В экосистемах постоянно происходят изменения, как в соотношении популяций и видов, так и в процессах их жизнедеятельности. Происходящие в биогеоценозах изменения можно отнести к двум основным типам: циклическим (ритмичным) и поступательным.
К ритмичным изменениям относятся суточные и сезонные изменения в экосистемах, связанные с изменениями условий среды обитания, при этом принципиальные свойства экосистемы сохраняются. Например, изменение интенсивности и характера физиологических процессов у растений (процесс фотосинтеза осуществляется в дневные часы); в неблагоприятные сезоны некоторые виды мигрируют в районы с лучшими условиями.
Поступательные изменения в экосистеме приводят к смене одного биогеоценоза другим.
Экологическая сукцессия – развитие, при котором в пределах одной и той же территории (биотопа) происходит последовательная смена одного биоценоза другим в направлении повышения устойчивости экосистемы.
Сукцессионный ряд – цепь сменяющих друг друга биоценозов.
Процесс сукцессии состоит из следующих этапов:
1) возникновение незанятого жизнью участка;
2) миграция на него различных организмов или их зачатков;
3) приживание их на данном участке;
4) конкуренция заселившихся видов между собой и вытеснение отдельных видов;
5) преобразование живыми организмами местообитания, постепенная стабилизация условий и отношений.
|
Гомеостаз – способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять относительное динамическое постоянство своей структуры и свойств. Поддержание гомеостаза – непременное условие существования как отдельных клеток и организмов, так и целых биологических сообществ и экосистем.
В гомеостазе (устойчивости живых систем выделяют:
· выносливость (толерантность) – способность переносить изменения среды без нарушения основных свойств системы;
· упругость (резистентность, сопротивляемость) – способность быстро самостоятельно возвращаться в нормальное состояние из неустойчивого, которое возникло в результате внешнего неблагоприятного воздействия на систему.
Понятие гомеостаз широко используется в экологии для характеристики устойчивости различных систем. Гомеостаз клетки определяется специфическими физико-химическими условиями, отличными от условий внешней среды; гомеостаз многоклеточного организма – поддержанием постоянства внутренней среды. Константами гомеостаза животных является объем, состав крови и других жидкостей организма.
Гомеостаз популяции определяется поддержанием пространственной структуры, плотности и генетического разнообразия. Вследствие гомеостатической регуляции поддерживается постоянство состава и численности популяций в сообществах.
На уровне экосистем гомеостаз проявляется в наиболее устойчивых формах взаимодействия между видами, что выражается в приспособленности к особенностям среды и поддержании циклов круговорота биогенов.
Гомеостаз биосферы осуществляется через взаимодействие разнообразных организмов, поддерживающее постоянство газового состава атмосферы, состав почв, состав природных вод и др.
Принцип Ле Шателье - Брауна –
при, внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается.
Разработанный первоначально для условий химического равновесия, этот принцип стал применяться для описания поведения самых различных самоподдерживающихся систем. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экологических систем к авторегуляции. В биосфере механизм осуществления этого принципа основывается на функционировании всей совокупности живых организмов и служит главным регулятором общеземных процессов.
В мире действует закон всеобщей связи вещей и явлений в природе и в обществе. Он связан с законом физико-химического единства живого вещества, законом развития системы за счет окружающей ее среды и законом постоянства количества живого вещества, сформулированных В.И.Вернадским:
любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; изолированное саморазвитие невозможно.
Значительное увеличение числа каких-либо организмов за относительно короткий промежуток времени может происходить только за счет уменьшения числа других организмов. Это правило распространяется и на число видов организмов.
Закон цепных реакций.
Любое частное изменение в системе неизбежно приводит к развитию цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых взаимосвязей и новой системной иерархии.
Поскольку взаимодействие между компонентами системы при их изменении, как правило, существенно нелинейно, то слабое изменение одного из параметров системы может вызвать сильные отклонения других параметров или привести к изменению всей системы в целом.
Пример: