Целостность и саморегуляция экосистем

Природные экосистемы содержат большое количество видов живых организмов. Эти организмы взаимодействуют между собой, образуя единую трофическую сеть. Все организмы в экосистеме связаны между собой. Хотя часто такая связь является не прямой, а опосредованной, через другие виды. Например, дождевые черви и непарные шелкопряды друг с другом напрямую не связаны, но шелкопряды при массовом размножении поедают листья деревьев. Соответственно, листья не опадают на почву, что уменьшает кормовую базу для дождевых червей.

Совместно все организмы экосистемы образуют сложную целостную систему, которая находится в состоянии динамического равновесия. Иными словами, при условии изменения какого-либо элемента системы другие элементы компенсируют эти изменения и исправляют положение. Так, в случае массового размножения какого-то вида резко возрастает численность хищников и паразитов, которые им питаются, и довольно быстро численность вида уменьшается до нормальных величин. Такая способность системы восстанавливать свое состояние после нарушения называется саморегуляцией.

Взаимосвязи организмов в экосистемах

Большое значение для поддержания стабильности экосистемы имеют разные формы взаимодействия живых организмов. В биоценозах наблюдаются различные виды симбиоза (сосуществования видов).

Наиболее распространенными формами взаимодействия являются конкуренция, хищничество, мутуализм, паразитизм и комменсализм. Даже на примере человека можно продемонстрировать все возможные варианты взаимодействия. Например, человек конкурирует с вредителями сельского хозяйства за пищевые ресурсы. А городские ласточки по отношению к человеку являются комменсалами, так как используют постройки для размещения своих гнезд.

Формы взаимодействия живых организмов в экосистемах

Абиогенный

Антропогенный

Биогенный

Рис. 50.2. Примеры факторов, обусловливающих нарушение стабильности экосистем

Причины нарушения стабильности экосистем

Способность к саморегуляции экосистем имеет определенные границы. Если влияние какого-то фактора слишком сильное, динамическое равновесие в экосистеме нарушается. Это может привести к разрушению экосистемы и вымиранию многих видов (рис. 50.1).

Причиной таких нарушений может быть воздействие любого из экологических факторов — абиотического, биотического или антропогенного. Например, извержение вулкана может уничтожить экосистему отдельной территории. Так, в 1883 году извержение вулкана Кракатау уничтожило экосистему острова, на котором он расположен.

Биотическими факторами, нарушающими равновесие в экосистемах, часто становились новые группы, возникающие в процессе эволюции. Так, появление голосеменных растений привело к тому, что в конце палеозойской эры они заселили значительные площади суши, где из-за недостатка влаги не могли расти их предшественники — споровые растения. Формирование растительного покрова и прекращение эрозии почв привело к резкому уменьшению поступления минеральных веществ в реки и моря. Это вызвало разрушение водных экосистем и массовое вымирание организмов.

Действие антропогенных факторов часто связано с завозом человеком в экосистему новых видов организмов. Например, в древности моряки часто оставляли на островах коз, чтобы на обратном пути иметь возможность пополнять запасы мяса, но без контроля хищников козы быстро размножались и выедали всю растительность.

Природные и искусственные экосистемы

Экосистемы, которые рассматривались до этого, являются естественными. Они возникли и развивались без участия человека. Человек и сейчас является составной частью этих экосистем. Но он также формирует и собственные экосистемы — искусственные.

Кукурузное поле

Пастбище коров

Ферма моллюсков

Рис. 50.2. Искусственные экосистемы

Искусственные экосистемы часто рассматривают как отдельный тип экосистем (агроценозы). Они создаются человеком и используются для хозяйственных целей (рис. 50.2).

Существовать без поддержки человека такие экосистемы не могут. В них преобладают организмы одного вида. Регуляцию этих систем осуществляет человек. Он также постоянно изымает из систем вещества (когда потребляет выращенную в них продукцию). Поэтому эти вещества приходится постоянно обновлять (вносить удобрения).

Совместно все организмы экосистемы образуют сложную целостную систему, которая находится в состоянии динамического равновесия. Если влияние какого-то фактора слишком сильно, динамическое равновесие в экосистеме нарушается. Искусственные экосистемы часто рассматривают как отдельный тип экосистем (агроценозы).