Корсак М.Н., Мошаров С.А. и др. Учебное пособие по экологии. Под ред. С.В.Белова (2006) (1092088), страница 31
Текст из файла (страница 31)
11.1).Первая из них r-стратегия развития популяции - присуща видам, обладающим высокой скоростью размножения (т.е. для них характерен высокий уровень биотического потенциала r). Это, как правило, так называемые пионерныевиды, быстро осваивающие новые территории и заполняющие их своим потомством. Но r- виды плохо приспособлены к конкуренции и при последующем развитии сообщества вытесняются К-видами.Вторая - К-стратегия - характерна для видов с низкой скоростью размножения, но высокой устойчивостью к действию факторов среды.
Скорость размножения этих видов зависит от плотности и остается близкой к уровню равновесия(К). К-виды медленно занимают новые территории, но, освоив их, хорошо приспосабливаются к новым условиям среды.Эти две стратегии представляют собой два различных способа решения одной и той же стратегической задачи - длительного выживания вида.Таблица 11.1Характерные особенности г- и K-стратегийПараметры и характериr-стратегияК-стратегиястикиРождаемостьВысокая и независимая Низкая и зависимая отот плотности популяции плотностипопуляцииКонкурентоспособность НизкаяВысокаяКривая выживанияОбычно 4-го типаОбычно 1-3-го типовКривая роста популяции J-образная криваяS-образная криваяПродолжительностьКороткая, обычно менее Долгая; обычно болеежизниодного годаодного годаРасселениеБыстрое и широкомас- МедленноештабноеРазмеры организмовНебольшиеБольшиеЗабота о потомствеНетЕстьПримерыБактерии, тли, однолет- Млекопитающиение растенияСоставлено по: Пианки Э.
Эволюционная экология: Пер. с англ. М., 1981;Одум Ю. Указ. Соч.Контрольные вопросы и задания1. Дайте определение популяции.2. Назовите основные свойства популяции3. Что понимается под биотическим потенциалом? Почему он не полностью реализуется в природных условиях? Какие факторы ограничивают реализацию биотического потенциала?4. Назовите основные типы роста популяции.5. В чем состоит основное отличие и сходство двух типов экологическихстратегий?12. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ЭКОСИСТЕМОбщие свойства систем.
Центральное понятие в экологии - экосистема отражает основополагающее представление этой науки о том, что природа функционирует как целостная система независимо от того, о какой среде идет речь:пресноводной, морской или наземной. Общая теория сложных систем, к которойотносится и изучение интегральных свойств экосистем, начиналась с работ биолога Людвига фон Берталанфи в конце 40-х годов XX в.
Системный подход к решению проблем, связанных с окружающей средой, приобретает все большуюпрактическую значимость.Под системой понимается упорядочение взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.Целое - это определенное единство элементов, имеющее свою структуру.Понятие «структура» отражает расположение элементов и характер их взаимодействия.Системы имеют следующие специфические свойства:- изоляция;- интеграция;- целостность;- стабильность;- равновесие;- управление;- устойчивость (гомеостаз);- эмерджентность.Эмерджентность (от англ.
emergence - появление) - универсальная характеристика систем, в том числе экосистем, заключающаяся в том, что свойства системы как целого не являются простой суммой свойств слагающих ее частей илиэлементов. По мере объединения компонентов в более крупные функциональныеединицы, у последних возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне (уровне компонентов). Такие качественно новые, эмерджентные,свойства системного уровня организации нельзя предсказать исходя из свойствкомпонентов составляющих этот уровень или единицу.Эмерджентные свойства систем возникают в результате взаимодействиякомпонентов, а не в результате изменения их природы.
Учитывая эмерджентныесвойства, для изучения целого не обязательно знать все его компоненты, чтоочень важно для экологии, так как многие экосистемы включают тысячи компонентов-популяций, досконально изучить, которые не представляется возможным.Поэтому на первое место по значимости выступают интегральные свойства целостных сложных экологических систем: суммарная биомасса, продукция и деструкция отдельных трофических уровней, без знания закономерностей, изменениякоторых нельзя описать поведение всей системы во времени и прогнозировать еебудущее.Устойчивость саморегулирующихся систем определяет их способностьвозвращаться в исходное состояние после небольшого отклонения.
В этом случаедействует принцип Ле Шателье - Бpaунa: при внешнем воздействии, выводящемсистему из устойчивого равновесного состояния, равновесие смещается в том направлении, в котором эффект внешнего воздействия ослабляется.Существование систем немыслимо без прямых и обратных связей. Прямойназывают такую связь, при которой один элемент (А) действует на другой (Б) безответной реакции. Если ответная реакция существует, то говорят об обратной связи (рис.
12.1).Рис. 12.1 Механизм обратной связиЭтот тип связи играет существенную роль в функционировании экосистем иопределяет их устойчивость и развитие. Обратные связи бывают положительныеи отрицательные.Положительная обратная связь обусловливает усиление процесса в одномнаправлении. Например, после вырубки леса заболачиваются территории, появ-ляются сфагновые мхи (влагонакопители), заболачивание усиливается. Отрицательная обратная связь вызывает в ответ на усиление действия элемента А увеличение противоположной по направлению силы действия элемента Б. Это наиболее распространенный и важный тип связей в природных экосистем. На нихпрежде всего базируются устойчивость и стабильность экосистем. Пример такойсвязи - взаимоотношение между хищником и жертвой. Увеличение численностипопуляции жертв как кормового ресурса создает условия для размножения иувеличения численности популяции хищников. Последние, в свою очередь, начинают более интенсивно уничтожать жертв, уменьшая их численность, и тем самым ухудшают собственные кормовые условия.
В менее благоприятных условияхснижается рождаемость в популяции хищника и через некоторое время численность популяции хищников также уменьшается, в результате чего снижается давление на популяцию жертвы. Такая связь позволяет системе сохраняться в состоянии устойчивого динамического равновесия (т. е. саморегулирования).Обычно различают три вида систем:1) изолированные - существующие в определенных границах, через которыене происходит обмен веществ и энергии (такие системы создаются только искусственно);2) закрытые - обменивающиеся со средой только энергией;3) открытые - обменивающиеся со средой веществом и энергией (это природные экосистемы).Наиболее важное значение общей теории систем для экологии как науки состоит в том, что она позволила создать новую научную методологию - системныйанализ, при которой природные объекты представляются в виде систем.
Последние выделяются исходя из целей исследования. С одной стороны, система рассматривается как единое целое, а с другой - как совокупность элементов. Задачисистемного анализа состоят в выявлении:• связей, которые делают систему целостной;• связей системы с окружающими объектами;• процессов управления системой;• вероятности характера поведения исследуемого объекта (прогноз).Любая система имеет следующие основные параметры:• границы;• свойства элементов и системы в целом;• структуру;• характер связей и взаимодействия между элементами системы, а такжемежду системой и ее внешней средой.Границы - наиболее сложная характеристика системы, обусловленная ее целостностью и определяемая тем, что внутренние связи и взаимодействия гораздосильнее внешних.
Последнее обстоятельство определяет устойчивость системы квнешним воздействиям.Свойства элементов и системы в целом характеризуются качественными иколичественными признаками, которые называют показателями.Структура системы определяется соотношением в пространстве и во времени слагающих ее элементов и их связей. Пространственный аспект структурыхарактеризует порядок расположения элементов в системе, а временной отражаетсмену состояний системы во времени (т.
е. показывает развитие системы). Структура выражает иерархичность (соподчиненность уровней) и организованностьсистемы.Характер связей и взаимодействия между элементами системы и системы свнешней средой представляет собой различные формы вещественного, энергетического и информационного обмена. При наличии связей системы с внешнейсредой границы открыты, в противном случае закрыты.Экосистема. Живые организмы и их окружение (абиотическая среда обитания) неразделимо связаны друг с другом и находятся и постоянном взаимодействии, образуя экологическую систему (экосистему).Экосистема - сообщество живых существ и их среда обитания, образующие единое функциональное целое на основе причинно-следственныхсвязей между отдельными экологическими компонентами.Основные свойства экосистем определяются их способностью осуществлятькруговорот веществ и создавать биологическую продукцию, т.
е. синтезироватьорганическое вещество. Природные экосистемы в отличие от искусственных, созданных человеком, при стабильных условиях окружающей среды могут сущест-вовать неограниченно долго, так как способны противостоять внешним воздействиям и поддерживать структурно-функциональное постоянство (гомеостаз).Крупные экосистемы включают в себя экосистемы меньшего ранга.В зависимости от размеров занимаемого пространства экосистемы обычноподразделяют на:• микроэкосистемы (небольшой водоем, ствол упавшего дерева в стадииразложения, аквариум и т. д.);• мезоэкосистемы (лес, пруд, озеро, река и т. д.);• макроэкосистемы (океаны, континенты, природные зоны и т. д.),• глобальную экосистему (биосфера в целом).Крупные наземные экосистемы, характерные для определенных географических природных зон, называются биомами (например, тайга, степь, пустыня ит.д.).
Каждый биом включат целый ряд меньших по размерам, связанных друг сдругом экосистем.Экосистема состоит из двух основных блоков. Один из них - комплексвзаимосвязанных между собой популяций живых организмов, т. е. биоценоз, авторой - это совокупность факторов среды обитания, т.е. экотоп. Экосистема является функциональной единицей живой природы, включающей биотическую(биоценоз) и абиотическую (среда обитания) части экосистемы, связанные междусобой непрерывным круговоротом (обменом) химических веществ, энергию длякоторых поставляет Солнце (рис. 12.2).Рис. 12.2.
Поток энергии и круговорот химических веществ в экосистемеФотосинтезирующие (фотоавтотрофы) организмы (растения, микроводоросли) синтезируют органические вещества из минеральных компонентов почвы,воды и воздуха, используя энергию солнечного света. Образованные в процессефотосинтеза органические вещества служат растениям источником энергии, необходимым для поддержания своих функций, воспроизводства, а также строительным материалом, из которого они образуют свои ткани (фитомассу). Гетеротрофные организмы (животные, бактерии грибы) в процессе питания используютсозданные фотоавтотрофами различные органические соединения для построениясвоего тела и в качестве источника энергии. В процессе обмена веществ у гетеротрофов происходят высвобождение запасенной химической энергии и минерализация органического вещества до диоксида углерода, воды, нитратов, фосфатов.Поскольку продукты минерализации органического вещества вновь используютсяавтотрофами, возникает постоянный круговорот веществ в экосистеме.Структура экосистем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
