Что обеспечивает стабильность и развитие искусственной экосистемы

Искусственные экосистемы

Что такое искусственные экосистемы

Искусственные экосистемы – это экосистемы, созданные и контролируемые людьми. Как правило, такие экосистемы соответствуют большинству критериев природных экосистем, но при этом не обладают механизмом саморегулирования. Главным отличием искусственных экосистем от естественных является то, что у последних более высокое генетическое разнообразие, сложные пищевые цепи и значительный круговорот питательных веществ. Так же искусственные экосистемы в большинстве своем пагубно воздействуют на экологию (пример: крупные города).

Экосистема, сотворенная человеком, очень хрупка и нуждается в постоянном уходе. Хорошим примером будет сад. За ним надо ухаживать, поливать цветы, пропалывать сорняки, уничтожать вредителей и поддерживать хрупкое равновесие. Если же такой сад оставить без должного присмотра, то вскоре он погибнет из-за отсутствия сложной взаимосвязи между компонентами.

Еще в качестве примера можно взять домашний аквариум. Обычно в нем не обитает боле 2-3 видов рыб, и зачастую отсутствуют живые растения. Такая экосистема нуждается в искусственном способе очищения и насыщения воды, т.к. в ней отсутствуют организмы способные выполнять эти действия.

Признаки искусственной экосистемы

Первым отличительным признаком искусственных экосистем является гетеротрофный тип питания (употребление готовой пищи). В качестве примера возьмем все тот же сад – одну из самых распространенных искусственных экосистем. В данном случае большую роль играют удобрения и обработка растений от паразитов. При этом такие экосистемы вырабатывают некоторые ядовитые вещества, что делает ее нестабильной и зависимой от человеческого вмешательства.

Вторым признаком служит незамкнутый цикл обмена веществ. Люди выращивают растения, оберегают их от природных катаклизмов и нападок паразитов, а затем собирают урожай, оставляя пищевую цепь разрушенной. Из-за отсутствия системы самовосстановления такая экосистема не сможет дальше функционировать и вскоре погибнет. Конечно, спустя некоторое количество времени там может образоваться новая, уже природная экосистема, но из-за вредных химикатов отравляющих почву ей потребуется куда больше времени на образование.

Видовая малочисленность так же является признаком искусственной экосистемы, т.к. оберегая растения люди уничтожают сорняки и паразитов, которые в свою очередь являются частью природных экосистем. Такое вмешательство приносит определенную выгоду человеку, но одновременно с этим делает экосистему максимально неустойчивой.

Характеристики искусственной экосистемы

Отличить искусственную экосистему от природной довольно просто, особенно если знать ее основные характеристики.

Виды искусственных экосистем

Искусственные экосистемы можно условно поделить на три категории: наземную, водную и «жилую».

К наземным искусственным экосистемам можно отнести огороды, поля, фермы и сады. Такие экосистемы чаще всего используются для получения продуктов питания. Они потребляют большое количество воды, отравляют почву химикатами и разрушают естественные цепи обмена веществ.

Водные искусственные экосистемы – это аквариумы, водохранилища, водные фермы и искусственные водоемы. Эти экосистемы, как правило, используются для получения и хранения чистой воды, разведения рыбы. Они чуть более экологичны, чем наземные экосистемы, но все так же загрязняют воду (использование хлора для обеззараживания воды), потребляют много кислорода и разрушают естественные цепи питания.

В «жилых» искусственных экосистемах проживают люди. Это города, деревни, села и даже космические станции. Их главными источниками энергии являются электростанции, они зависимы от деятельности водных и наземных экосистем, и вырабатывают большое количество вредных веществ. Такие экосистемы негативно влияют на окружающую среду, но при этом они очень важны для человечества.

Как создается искусственная экосистема

Первая искусственная экосистема под название «БИОС-1» была создана в 1964 году и представляла собой культиватор с водорослями, от которого по воздуховоду в специальную кабину подавался кислород. Этого было достаточно для снабжения человека кислородом в течение 12 часов. Эксперимент признали удачным, и ученые продолжили исследования в этой области.

Этот эксперимент подтолкнул человечество к дальнейшему изучению и разработке искусственных экосистем. Люди научились выращивать растения в «пробирках», построили МКС и создали огромное количество искусственных экосистем призванных сохранять вымирающие виды и помогать их развитию.

Еще одним немаловажным этапом создания искусственной экосистемы является подбор подходящей растительности и животных. В экосистеме «Биосфера-2» содержалось около 4000 видов растений и животных. Восемь человек в течение двух лет проживали внутри комплекса, подбирая наиболее подходящие и устойчивые виды почвы, растений и животных. Все это делалось для того, чтобы узнать смогут ли люди когда-нибудь создать колонии на других планетах.

Проектировщики данной экосистемы старались добиться полной автономности системы, и у них практически получилось, ведь единственное что соединяло «колонистов» с внешним миром – это подача электроэнергии. Люди могли полноценно жить внутри, ловить рыбу, выращивать урожай и ухаживать за скотом. К сожалению, вскоре проявил себя недочет проектировщиков, что привело к дальнейшему краху системы.

Стеклянный купол, под которым проживали колонисты, был не герметичен, что и спровоцировало утечку кислорода. Начали гибнуть многие растения и животные, насекомые наоборот начали активнее размножаться и нападать на посевы колонистов. Еды перестало хватать для обеспечения людей ежедневной нормой, что повлияло на работоспособность колонистов.

Проект официально завершился 26 сентября 1993 года из-за критической утечки кислорода. Несмотря на неудачу, проект смог продвинуть дальнейшее создание искусственных экосистем на много лет вперед

Примеры искусственных экосистем

На самом деле, искусственные экосистемы буквально окружают нас. Города, зоопарки, аквариумы, МКС, фермы, огороды – все это искусственные экосистемы. Как правило, они служат для промышленных целей или сохранения земной флоры и фауны. Тем не менее, искусственные экосистемы постепенно вытесняют природные и в будущем, если не исправить ситуацию, на земле не останется глобальных естественных экосистем.

Так же существуют и экспериментальные экосистемы, такие как «Биосфера-2», «БИОС-1», «БИОС-2», «Юэгун-1» и многие другие. Эти экосистемы созданы для исследований, которые в дальнейшем помогут человечеству в освоении космоса и предотвращении природных катаклизмов на Земле. Если ученые и дальше продолжат из разработки, то гибель глобальных природных экосистем не будет так критична, ведь люди смогут воссоздать их полное подобие.

Круговорот веществ в искусственной экосистеме.

Искусственные экосистемы могут быть как замкнутые, так и незамкнутые. В качестве примера незамкнутой искусственной экосистемы возьмем аквариум. Видовое разнообразие скудно (обычно это 1-2 вида), требуется постоянное вмешательство в виде кормления, очищения воды и насыщения кислородом. Соответственно круговорот веществ незамкнут и нестабилен, а значить такая экосистема не выживет без вмешательств человека.

С замкнутыми искусственными экосистемами ситуация немного другая. К примеру. запечатанному террариуму с мхом не требуется вода и пища из вне т.к. круговорот веществ замкнут. Но, тем не менее, ему требуются свет и тепло, которые в свою очередь обеспечивает человек, устанавливая лампу и обогреватель. Такая искусственная экосистема более устойчива, но все также требует вмешательств человека.

Продуценты искусственной экосистемы.

Чтобы поддерживать круговорот веществ в экосистеме, требуется наличие запаса неорганических веществ в усвояемой форме. Так же необходимы три функционально различные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты.

Продуценты – это организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений и по типу питания относящиеся к автотрофам.

Консументы – это гетеротрофные организмы, питающиеся органическими веществами продуцентов и преобразовывающие их в новые формы.

Редуценты – это гетеротрофные организмы, питающиеся мертвыми органическими веществами и переводящие его в неорганические соединения.

Эта классификация не точна на сто процентов, т.к. консументы и продуценты могут частично выступать в роли редуцентов и выделять в окружающую среду минеральные вещества.

Стоит упомянуть и то, что не всегда присутствие консументов обязательно потому, что круговорот веществ, при определенных обстоятельствах, может осуществляться только за счет деятельности продуцентов и редуцентов. Такие экосистемы редки и являются исключением из правил. Они могут встречаться в тех местах, где ведут свою деятельность сообщества, сформированные только из микроорганизмов.

Видовое разнообразие искусственных экосистем.

Видовое разнообразие искусственных экосистем мало и неразнообразно в сравнении с естественными экосистемами. Связанно это с тем, что большинство искусственных экосистем являются монокультурами (огороды, поля, сады) и для того, чтобы они приносили пользу человек использует различные ядохимикаты тем самым уменьшая и без того скудное разнообразие.

Видовое разнообразие влияет и на устойчивость экосистемы. Именно поэтому искусственные экосистемы очень неустойчивы и не способны к самовосстановлению и саморегуляции.

Источник

Развитие и стабильность экосистемы. Факторы устойчивости экосистем

Термины «стабильность» и «устойчивость» в экологии обыч­но рассматриваются как синонимы и под ними понимается спо­собность экосистем сохранять свою структуру и функциональ­ные свойства при воздействии внешних факторов.

Более целесообразно, однако, разграничивать эти термины, понимая под «стабильностью» данное выше определение, а под «устойчивостью» — способность экосистемы возвращаться в ис­ходное (или близкое к нему) состояние после воздействия факто­ров, выводящих ее из равновесия. Кроме этого, для более полной характеристики реакции экосистем на внешние факторы целе­сообразно пользоваться в дополнение к названным еще двумя терминами:»упругость» и «пластичность».

Упругая система способна воспринимать значительные воз­действия, не изменяя существенно своей структуры и свойств. Вместе с тем при определенных (запороговых) воздействиях та­кая система обычно разрушается или переходит в новое каче­ство.

Пластичная система более чувствительна к воздействи­ям, но она под их влиянием как бы «прогибается» и затем относительно быстро возвращается в исходное или близкое к исходному состояние при прекращении или уменьшении силы воздействия.

Примером упругих экосистем являются климаксные (на­пример, хвойные леса в лесной зоне, коренные тундровые со­общества, типчаково-ковыльные степи и т.п.). Пластичными экосистемами для лесной зоны являются лиственные леса, как промежуточные стадии сукцессий. Они, например, выносят в несколько раз больше рекреационных (связанных с посеще­нием населения) и других (пастьба скота, разного рода заг­рязнения) нагрузок, чем климаксные экосистемы, в которых эдификаторами выступают хвойные виды.

Рассматривая стабильность и устойчивость как синонимы, обычно считается, что эти качества тем значительнее, чем раз­нообразнее экосистемы. Данное положение считается настоль­ко универсальным, что формулируется как закон: разнообразие — синоним устойчивости (автор Эшби). С этой точки зрения тундровые и пустынные экосистемы рассматриваются как ма­лоустойчивые (нестабильные), а тропические леса, максималь­но богатые по видовому составу, — как самые устойчивые (ста­бильные).

Для экосистем с низкой устойчивостью характерны вспышки численности отдельных видов. Последнее связыва­ется с тем, что в маловидовых экосистемах слабо проявляют­ся силы, уравновешивающие численность различных видов (конкуренция, хищничество, паразитизм). Так, для тундро­вых экосистем типичны периодические резкие увеличения численности мелких грызунов — леммингов. В качестве ре­зультата низкой устойчивости этих экосистем рассматривает­ся легкое разрушение их под влиянием внешних воздействий (перевыпаса, технических нагрузок и т.п.). Так, колеи, обра­зующиеся после прохода тяжелой техники (тракторов, везде­ходов), сохраняются десятилетиями.

С этих же позиций к неустойчивым и низкостабильным относят агросистемы, создаваемые человеком и представленные обычно одним преобладающим видом растений, интересующим человека. С этой же точки зрения как неустойчивые и неста­бильные следует рассматривать сосновые леса на бедных песча­ных или щебнистых почвах. Их древесный ярус представлен в таких условиях одним видом (сосной), беден в них и напочвен­ный (травяной, моховой) покров.

Однако если экосистемы, приведенные выше в качестве примеров, рассматривались с позиций названных выше разли­чий устойчивости и стабильности, то они попадают в разные категории (табл. 4).

Устойчивость, стабильность и другие параметры экосистем зависят часто не столько от структуры самих сообществ (напри­мер, их разнообразия), сколько от биолого-экологических свойств видов-эдификаторов и доминантов, слагающих эти сообщества.

Так, высокая стабильность и значительная устойчивость, как видно из табл. 4, присущи сосновым лесам на бедных песчаных почвах, несмотря на малое видовое разнообразие этих экосис­тем. Это связано, во-первых, с тем, что сосна довольно пластична, и поэтому на изменение условий, например уплотнение почв, она реагирует снижением продуктивности и редко — рас­падом экосистемы. Однако в последнем случае в силу бедности субстрата питательными веществами и влагой ее молодое поко­ление не встречает серьезной конкуренции со стороны других видов, и экосистема довольно быстро вновь восстанавливается в том же видеэдафического (почвенного) климакса.

Любой биогеоценоз представляет собой чрезвычайно сложную динамическую систему, состоящую из многих сотен и даже тысяч видов живых организмов, объединенных трофическими, топическими и другими связями. Так, по данным российского ученого В. В. Мазинга (1976), только в состав двух популяций березы (повислой и пушистой) входит 91 вид паразитических и 35 видов микоризообразующих грибов, 46 видов эпифитных лишайников, 7 видов эпифитных печеночников и 16 видов эпифитных лиственных мхов, 8 видов клещей, 574 вида насекомых, 8 видов птиц, 9 видов млекопитающих — всего 795 видов, не считая бактерий, простейших, водорослей, актиномицетов. Такие сложные природные экосистемы имеют собственные законы сложения, функционирования и развития. Длительность существования каждой экосистемы поддерживается прежде всего за счет общего круговорота веществ, осуществляемого продуцентами, консументами и редуцентами, и постоянного притока солнечной энергии. Именно эти два глобальных явления обеспечивают ей высокую способность противостоять воздействию постоянно меняющихся условий внешней среды.

Устойчивость экосистемы обеспечивается также биологическим разнообразием и сложностью трофических связей организмов, входящих в ее состав.

В богатых видами экосистемах у консументов есть возможность избирать разные виды пищевых объектов и в первую очередь — наиболее массовые. Если потребляемый пищевой объект становится редким, то консумент переключается на питание другим видом, а первый, освобожденный от пресса выедания, постепенно будет восстанавливать свою численность. Благодаря такому переключению поддерживается динамическое равновесие между пищевыми ресурсами и их потребителями и обеспечивается возможность их длительного сосуществования.

Таким образом, процесс саморегуляции экосистемы проявляется в том, что все разнообразие ее населения существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенного уровня. Например, в лесу листьями древесных растений питаются несколько сотен видов насекомых, но в оптимальных условиях каждый вид представлен незначительным количеством особей, поэтому их общая деятельность не наносит существенного вреда лесным деревьям. Однако насекомые отличаются большой плодовитостью, и если бы отсутствовали ограничивающие факторы (неблагоприятные погодные условия, уничтожение хищными и паразитическими насекомыми, птицами, болезнетворными микроорганизмами и т. п.), то численность любого вида насекомых возросла бы очень быстро и привела бы к разрушению экосистемы. Следовательно, взаимоотношения типа хищник—жертва, паразит—хозяин взаимно сглаживают всплеск численности и стабилизируют экосистему.

Важным фактором стабилизации экосистемы является генетическое разнообразие особей популяций. Изменение условий внешней среды может вызвать гибель большинства особей популяции, адаптированных к прежним условиям существования. Поэтому чем более генетически разнородной является та или иная популяция экосистемы, тем больший шанс у нее иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяющих выжить и размножаться в новых условиях и восстановить прежнюю численность популяции. Время, необходимое для восстановления популяции, будет зависеть от скорости размножения особей, так как изменение признаков происходит только путем отбора в каждом поколении.

Стабильность экосистемы зависит также от степени колебаний условий внешней среды. В тропиках и субтропиках стабильны и оптимальны для многих видов температурные условия, влажность, освещенность. Поэтому тропические экосистемы с высоким биологическим разнообразием входящих в них организмов отличаются высокой устойчивостью. И, напротив, тундровые экосистемы менее устойчивы. Им свойственны резкие колебания численности популяций разных видов.

Способность экосистемы к саморегуляции и поддержанию динамического равновесия называется гомеостазам. Гомеостаз экосистемы выражается в способности сохранять постоянство видового состава и численности особей, поддерживать относительную стабильность и целостность генетической структуры в меняющихся условиях внешней среды. Нарушение природных цепей питания под воздействием антропогенного фактора, непродуманное вмешательство человека в экосистемы могут привести к неконтролируемому росту или снижению численности особей определенных популяций и к нарушению природных экосистем.

Источник

mozok.click

Экосистемы и их стабильность

Основные понятия и ключевые термины: СТАБИЛЬНОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ. Экологическая сукцессия. Искусственные экосистемы. Вспомните! Что такое экосистемы?

В 1884 г. французский химик и физик Анри Луи Ле Шателье (1850-1936) сформулировал принцип: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, подействовать фактором, то равновесие смещается в направлении процесса, который ослабляет это действие.

Можно ли применить этот принцип к экосистемам?

Как обеспечивается стабильность экосистем?

Виды-продуценты обеспечивают образование большого количества первичного органического вещества, от которого зависят следующие звенья цепей питания.

Большое количество пищи способствует существованию консументов нескольких порядков, среди которых есть взаимозаменяемые виды, сходные по своим экологическим функциями. Благодаря этому возникают разветвлённые трофические сети, обеспечивающие функционирование экосистемы, если уменьшается количество отдельных видов. И наконец, значительное количество видов-редуцентов осуществляет полную минерализацию органических остатков до неорганических соединений: их могут снова использовать продуценты. Таким образом, чем больше разнообразие видов в экосистеме, тем выше будут её стабильность и продолжительность существования.

Основные условия стабильности экосистем

1. Значительное видовое разнообразие

2. Высокая первичная биопродукция

3. Сложность цепей питания

4. Разветвлённость трофических сетей

5. Полнота минерализации остатков

хозяин» устанавливается как эволюционные отношения на протяжении многих тысяч лет. За это время виды адаптируются друг к другу и к среде обитания.

Экосистема только стремится к стабильности, но никогда её не достигает: во-первых, изменяются внешние

условия, во-вторых, виды изменяют среду обитания.

Итак, стабильность экосистем зависит от механизмов саморегуляции экосистемы, связанных с видовым биоразнообразием.

Каково значение и этапы экологических сукцессий?

Стабильность экосистем обеспечивается механизмами саморегуляции при более или менее стабильных условиях окружающей среды. Но в случае изменения этих условий в них происходят изменения.

• Процесс сукцессии начинается с заселения лишайниками, низшими грибами и растениями. Впоследствии на этих участках формируются или восстанавливаются зооценозы и микробиоценозы.

• Группировки организмов, которые существуют в начале сукцессий, называются пионерными. Они обычно неустойчивы, с незначительным видовым разнообразием, несложными цепями питания, слабой минерилазацией остатков и др.

• Пионерные группировки сменяются промежуточными группировками. Это также неустойчивые группировки, но в них увеличивается видовое разнообразие, разветвляются трофические сети и др.

• Завершаются сукцессии, как правило, формированием зрелых (климаксных) экосистем с максимально возможной в данных природных условиях степенью устойчивости.

Какие особенности искусственных экосистем?

Создавая искусственные экосистемы, человек должен понимать их особенности и организовывать ландшафты таким образом, чтобы не нарушалась стабильность природных больших экосистем. Сады или поля должны чередоваться с лесами, природными водоёмами, лугами и биогеоценозами других типов (ил. 162). Всё это будет обеспечивать то многообразие, что является залогом стабильности отдельных экосистем и природы в целом.

Итак, искусственные экосистемы имеют ту же структуру (абиотическую и биотическую части), условия существования (видовое разнообразие, цепи питания и т. п.), но лишены таких свойств, как стабильность и устойчивость во времени.

Задание на сопоставление

Сравните с помощью таблицы природные и искусственные экосистемы и сформулируйте вывод об их стабильности во времени.

ОТНОШЕНИЕ Биология + Экология

Сделайте вывод о целостности и саморегуляции экосистемы.

Задания для самоконтроля

1. Что такое стабильность экосистем? 2. Назовите виды экосистем по устойчивости. 3. Что такое экологическая сукцессия? 4. Каковы причины сукцессий? 5. Что такое искусственные экосистемы? 6. Приведите примеры искусственных экосистем.

7. Как обеспечивается стабильность экосистем? 8. Каковы значение и этапы экосукцессий? 9. Какие особенности искусственных экосистем?

10. Примените знания и на конкретных примерах сравните природные и искусственные экосистемы.

Источник

Что обеспечивает стабильность и развитие искусственной экосистемы

ЛЕКЦИЯ 3. ЭКОСИСТЕМНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ.

Сохранение insitu означает сохранение экосистем и естественных мест обитания, а также поддержание и восстановление жизнеспособных популяций видов в их естественной среде, а применительно к одомашненным или культивируемым видам — в той среде, в которой они приобрели свои отличительные признаки.

Как правило, подразумевается сохранение компонентов биологического разнообразия на особо охраняемых природных территориях (ООПТ): заповедниках, заказниках, национальных парках, памятниках природы и т.п. Особо обращается внимание на сохранение местообитаний видов и структуры взаимосвязей.

Биологические системы разных иерархических уровней характеризуются различной структурой, законами развития и функционирования. Поэтому на разных иерархических уровнях необходимо определить: принципы, то есть частные методологические подходы, основанные на исходных научных положениях об объектах биоразнообразия; основные задачи по сохранению объектов; и способы их сохранения.

Исходное научное положение : совокупность функционально взаимосвязанных организмов (биоценоз) и абиотических компонентов среды, в которой они существуют (биотоп, экотоп ), а также поддержание и восстановление жизнеспособных популяций видов в их естественной среде, составляют единую систему (экосистему).

— Сохранение и восстановление природных экосистем, поддержание их средообразующих функций.

— Поддержание естественных процессов развития природных экосистем.

— Сохранение и восстановление экологически сбалансированных природно-культурных комплексов.

— Сохранение и восстановление абиотической среды (абиотических компонентов экосистем).

Полноценное и долговременное сохранение видов и сообществ организмов возможно только в составе природных экосистем, при сохранении типичной для них абиотической среды. Качество абиотических компонентов среды (воды, воздуха, грунта) рассматривается сегодня как важнейший показатель здоровья среды.

Нормальное существование и развитие экосистем предполагает закономерную смену сукцессионных стадий. При разработке стратегии управления биоразнообразием на экосистемном уровне необходимо учитывать их динамический характер. Сохранение экосистем может быть обеспечено только при сохранении разнообразия сообществ, представляющих разные стадии сукцессии, и всего формирующего их видового разнообразия.

Контроль и регулирование использования территорий и акваторий в пределах экологической емкости экосистем. На этом уровне внимание должно уделяться прежде всего сохранению и восстановлению абиотической среды.

Создание особо охраняемых природных территорий с разным режимом охраны. Режим охраны особо охраняемых природных территорий может предусматривать специальные меры по сохранению среды, например, запрет тех или иных типов физического или химического воздействия, охрана уникальных абиотических компонентов среды (водопады, ключи, скалы и др.).

Сохранение и восстановление биотопов как условие сохранения и восстановления биоценозов и экосистем (очистка от загрязнений, рекультивация, мелиорация и др.).

Реконструкция (реставрация) природных экосистем необходима, когда природная экосистема, включая биотоп, разрушена. В качестве необходимого этапа этот метод включает реставрацию биотопа.

Наибольшей устойчивостью и лучшими средообразующими качествами характеризуются искусственные экосистемы, структура которых аналогична структуре природных экосистем. Необходимо уделять особое внимание развитию экологической инженерии как основы конструирования экосистем.

Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере, а также огромного разнообразия сред обитания и процессов в рамках экосистемы.

Количественные показатели биоразнообразия в экосистемах сильно варьируют в зависимости от влияния различных факторов. Следует обратить внимание на то, что в биоценоз входят не только виды, постоянно обитающие в экосистеме, но и виды, проводящие в ней только часть своего жизненного цикла (например, личинки комаров, стрекоз).

Видовой состав и в целом разнообразие биоценоза может быть описано только в определенный момент времени, так как видовое богатство изменяется в результате процессов иммиграции и элиминации видов, непрерывно происходящих в биоценозе.

Временной фактор в той или иной мере учитывается в службах мониторинга окружающей среды. Так, в частности, программы гидробиологического мониторинга в России требуют обязательного проведения анализа в разные сезоны года и оценки состояния водных объектов на основе данных, полученных в весенний, летний и осенний периоды.

В каждый момент времени биоценоз имеет определенное видовое богатство.

Чем разнообразнее условия окружающей среды в данном регионе, чем больше времени в распоряжении организмов для эволюционных преобразований, тем разнообразнее здесь их видовой состав. Рельеф и геологическое строение могут создать разнообразие условий в пределах областей с однородным климатом.

В холмистой местности ее наклон и экспонированность определяют температуру и содержание влаги в почве. На крутых склонах почва хорошо дренируется, что нередко приводит к недостатку влаги для растений, хотя в близлежащих низинных местах почва насыщена влагой. В аридных областях, в поймах и по руслам рек часто можно видеть хорошо развитые лесные сообщества, резко контрастирующие с окружающей пустынной растительностью. На теплых и сухих склонах холма, обращенных на юг, растут иные древесные породы, нежели на холодных и влажных северных. Холмистый рельеф часто ассоциируется с красотой ландшафта, а это означает, что здесь соседствуют богатые и разнообразные сообщества. Живописный пейзаж всегда вызывает восхищение. В этом одна из причин того, почему горы или берега излюбленных водоемов служат местом массового паломничества любителей природы.

Всякий ландшафт на земном шаре претерпевает изменения под действием климатических условий. Огромно влияние на них растительного мира. Ландшафты во всем их разнообразии формировались на протяжении многих тысячелетий и в результате деятельности человека. Они непрерывно изменяются благодаря постоянным поискам эффективных форм землепользования и добычи полезных ископаемых. Человек строит города и прокладывает дороги. Таким образом, ландшафты состоят из ряда природных и культурных элементов. Они воплощают в себе коллективную память природы и тех, кто ее населяет, образуя сложный элемент окружающей среды.

Устойчивость экосистемы обеспечивается также биологическим разнообразием и сложностью трофических связей организмов, входящих в ее состав.

Они формируют 2 блока:

1) Автотрофный (продуценты)

2) Гетеротрофный ( консументы и редуценты )

Продуценты – автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и автотрофные бактерии).

Устойчивость природных систем к воздействию-способность природных систем сохранять свою структуру и функциональные свойства при антропогенном воздействии.

Установлено три принципа устойчивого развития экосистем:

· 1. В естественных экосистемах использование ресурсов и избавление от отходов осуществляется в рамках круговорота всех элементов (в городах этот процесс нарушается, когда чуждые природе вещества накапливаются на свалках и разрывают круговорот веществ).

· 2. Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду солнечной энергии, количество которой постоянно и избыточно (в городах в основном используется дополнительная энергия, получаемая за счет сжигания ископаемых углеводородов).

· 3. На конце длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы (отсюда вытекает предел численности жителей в экосистеме, нарушенный в городах, где происходит неконтролируемый рост населения).

Известный эколог Коммонер свел главные принципы и закономерности существования экосистем к четырем «экологическим императивам», которые в строгом смысле не являются законами, но понятно и образно описывают экологическую среду:

«Все надо куда-то девать». Естественные экосистемы обладают способностью обеззараживать без нарушения экологического равновесия определенное количество вредных веществ; высокой способностью к самоочистке обладают водные экосистемы. Полностью безотходные технологии невозможны. В связи с этим необходимы надежные методы захоронения вредных веществ. Отходы одного производства могут быть включены в технологические процессы других производств.

«Все связано со всем». Экосистема находится в состоянии экологического равновесия. Его можно нарушить уничтожением какого-либо вида или, наоборот, вселением нового. Осушение болот вызывает обмеление рек. Выпас в горных лесах овец, коз разрушает почву, уменьшает впитывание дождевых и снеговых вод, приводит к высыханию родников.

«За все надо платить». В настоящее время необходимо нести расходы на содержание служб, контролирующих рациональное использование природных ресурсов, на восстановление природных экосистем, нарушенных неправильным использованием.

«Природа знает лучше». Нужно изымать (вырубка лесов, охота и рыбный промысел и др.) из экосистемы столько биологических ресурсов, сколько она сама может восстановить за счет собственного гомеостаза.

Конечно, не следует думать, что природу вообще трогать нельзя. Человеку для того и дан разум, чтобы тщательно взвешивать последствия своих действий исходя из законов экологии, и стремиться не только к тому, чтобы компенсировать недостатки, а чтобы свести к минимуму ущерб. Совсем без ущерба для природы человек обойтись не может.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

1. Охарактеризуйте экосистемный уровень сохранения биоразнообразия.

2. Назовите способы сохранения биоразнообразия на данном уровне.

3. Перечислите основные задачи сохранения биоразнообразия.

4. Какова роль биологического разнообразия в устойчивости экосистем?

5. Какие факторы, определяющие устойчивость и развитие экосистем вы знаете?

Источник