Экосистемные законы

Основной закон формирования экосистем гласит:

Г длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, чьи элементы дополняют друг друга и приспособлены друг к другу.

Степень взаимосвязанности элементов экосистем раскрывается законом внутреннего динамического равновесия экосистем Н. Ф. Рей- мерса:

* вешество, энергия, информация и динамические качества экосистемы взаимосвязаны настолько, что любое изменение любого из этих показателей порождает функииональные и структурные, количественные и качественные перемены всей экосистемы, сохраняя, однако, присущие ей общий баланс вещества, энергии, ин- ,. формаиии и динамические качества.

Из этого закона вытекают практически важные следствия:

  • 1. Любое изменение среды порождает цепочку реакций природных экосистем, которые приводят либо к нейтрализации изменения, либо к формированию новых природных систем. Второй вариант реализуется при значительных изменениях среды и является необратимым.
  • 2. Взаимодействие элементов экосистемы нелинейно, т. е. слабое (количественное) изменение одного из показателей может вызвать сильные (качественные) изменения других компонент и системы в целом (п. 4.8.2.3). Например, одна из наиболее убедительных теорий колебаний уровня Каспийского моря рассматривает его как нелинейную систему с двумя устойчивыми состояниями: одно соответствует высокому, а другое — низкому уровню моря. Переключение же между, этими состояниями, как показывает теория, может быть вызвано слабым случайным воздействием, например несколькими засушливыми (или, наоборот, дождливыми) годами.
  • 3. Производимые в крупных экосистемах изменения необратимы: проходя по иерархии экосистем, они могут добраться до уровня биосферы в целом изменить глобальные процессы и тем самым необратимо перевести их на новый эволюционный уровень. Критический масштаб изменений, последствия которых становятся необратимыми, дается правилами 1% и 10% (с. 277).

Так же как и организм, экосистема.проходит фазы расцвета, зрелости, увядания, а в конце концов уступает свой биотоп другой экосистеме.

? Последовательная замена одних экосистем другими, преемственно возникающими в пределах одного биотопа благодаря внутреннему развитию сообществ и их взаимодействию с окружающей средой, называется сукцессией (лат. successio — преемственность, наследование).

Смена фаз сукцессии идет в определенной последовательности; каждая фаза готовит среду для возникновения следующей. Например, пожарище в тайге быстро зарастает травами; их сменяют кустарники; затем образуется березовый или осиновый лес; он замещается сосной, та — елью или пихтой... Темп этих процессов подчиняется закону сукцессионного замедления.

Г процессы в зрелых экосистемах, как правило, проявляют тенденцию к .снижению темпов.

Вытеснение трав кустарниками происходит в течение нескольких лет; а вот динамика развития елового леса сильно заторможена. Такое медленно эволюционирующее состояние экосистемы называется климаксом. Закон сукцессионного замедления можно рассматривать как следствие из правила о максимуме энергии поддержания зрелой системы: в ходе сукцессии все большая доля протекающего через систему потока энергии направляется не па развитие, а па поддержание системы.

Другими следствиями из этого весьма общего правила являются принцип минимизации прироста в зрелой экосистеме — экосистема в сукцессиопном развитии стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности, и принцип «сукцессионного очищения» — биологическое разнообразие экосистемы стремится к максимуму па ранних или средних фазах сукцессии, а затем снижается в климаксе.

Зрелая экосистема — замкнутое образование. Так, сразу после лесного пожара разомкнутость круговоротов вещества (почвы), не защищенного растительностью, составляет почти 100%. За следующие 10 лет она снижается примерно до 10%, а со вступлением в фазу климакса достигает возможного минимума.

В связи с антропогенным воздействием, в результате которого виды исчезают из естественных экосистем, возникает вопрос: в какой мере это влияет на процесс сукцессии, который играет важнейшую роль в поддержании всей иерархии экосистем Земли? Ответ дает закон эволюциопно -экологической необратимости:

f экосистема в ходе сукцессии не может вернуться к первоначальному состоянию, если исчез навсегда (или на долгий срок) хотя бы один вид.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >