Равновесие и устойчивость экосистем (гомеостаз)

Основная причина, позволяющая экосистемам длительное время сохранять постоянный видовой состав, а значит и устойчивость, заключается в том, что популяции, входящие в состав сообщества, находятся в динамическом равновесии.

Таким образом, равновесие экосистемы - это равновесие составляющих ее популяций, которых в экосистеме может быть сотни или даже тысячи. Устойчивое увеличение или уменьшение любой популяции приводит к изменению экосистемы в целом.

Стабильность, равновесие экосистемы и постоянное возобновление ее видового состава называется гомеостазом экосистемы.

Со своей стороны, равновесие зависит от соотношения биотического потенциала и сопротивления среды, которые действуют в противоположных направлениях.

Биотический потенциал - это совокупность факторов, которые оказывают содействие увеличению численности популяции:

- большая скорость размножения;

- пополнения половозрелого состава за счет потомства;

- достаточное количество пищи;

- способность расширять свой ареал;

- параметры окружающей среды в зоне оптимума вида.

Сопротивление среды - факторы, которые противодействуют увеличению популяции:

- недостаток пищи;

- неблагоприятные условия жизни;

- размножение хищников;

- распространения болезнетворных бактерий;

- низкая репродуктивная способность;

- восприимчивость болезней и паразитов;

- неспособность адаптироваться к изменениям внешней среды;

Поскольку каждая популяция стремится увеличить свою численность, она использует для этого два механизма:

- увеличивает биотический потенциал за счет миграций, освоения новых территорий;

- уменьшает сопротивление среды, вырабатывая многочисленные приспособления к неблагоприятным условиям существования: освоение новых видов пищи, усиления защитных функций организма (так дуб ограждается от гусеницы, синтезируя ткани, горькие на вкус и вещества, которые вызовут нарушение функционирования пищеварительной системы гусеницы.

Уменьшения сопротивления среды может обусловить популяционный взрыв - резкое возрастание численности отдельной популяции. С другой стороны, неблагоприятные условия окружающей среды служат причиной массовой гибели определенной популяции (размножения болезнетворных организмов; отравления пестицидами пчел).

Итак, экосистема является важнейшей структурной единицей устройства окружающего мира. Основу экосистем составляют живое вещество, характеризующееся биотической структурой, и среда обитания, обусловленная совокупностью экологических факторов.

Обобщая законы функционирования экосистем, сформулируем еще раз основные их положения:

1) природные экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду солнечной энергии, количество которой избыточно и относительно постоянно;

2) перенос энергии и вещества через сообщество живых организмов в экосистеме происходит по пищевой цепи; все виды живого в экосистеме делятся по выполняемым ими функциям в этой цепи на продуцентов, консументов, детритофагов и редуцентов - это биотическая структура сообщества; количественное соотношение численности живых организмов между трофическими уровнями отражает трофическую структуру сообщества, которая определяет скорость прохождения энергии и вещества через сообщество, то есть продуктивность экосистемы;

3) природные экосистемы благодаря своей биотической структуре неопределенно долго поддерживают устойчивое состояние, не страдая от истощения ресурсов и загрязнения собственными отходами; получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех элементов.