Сформована історично екосистема не повинна рас-сматриваться просто як сума доданків, т. Е. Сполучення-ня окремих входять до її складу організмів. Це система, яка зберігає стійкість при відносній стабільності зовнішнього середовища, здатна до разнообраз-
вим змінам в результаті змін у зовнішній сере-де і в складі самої екосистеми.
Здатність екосистеми до самопідтримки і са-морегулірованію називається гомеостазом. В основі го-меостаза лежить принцип зворотного зв'язку, який мож-но продемонструвати на прикладі залежності щільно-сті популяції від харчових ресурсів. Зворотній зв'язок виникає, якщо «продукт» впливає на «дат-чик» (рис. 8.5). В результаті відхилення щільності по-пуляціях від оптимуму в ту чи іншу сторону увеличива-ється народжуваність або смертність, результатом чого бу-дет приведення щільності до оптимуму. Такий зворотній зв'язок, т. Е. Зв'язок, зменшує відхилення від норми, називається негативним зворотним зв'язком. Позитивними-ва же зворотний зв'язок збільшує це відхилення. Най-більшого значення для підтримки гомеостазу екосіс-теми має негативний зворотний зв'язок. Завдяки саме цьому зв'язку регулюються процеси запасання і вивільнення поживних речовин, продукування і розкладання органічних сполук. Іншими словами, взаємодія круговоротов речовин і потоків енер-гии в екосистемі створює самокорегуюча гоме-
Мал. 8.5. Спрощена система регуляції щільності популяції (по: Одум, 1975).
Остазія, т. е. для його підтримки не потрібно зовнішнього управління.
Підтримання гомеостазу екосистеми можливе лише в певних межах. Поза сферою дії негативні-котельної зворотного зв'язку набуває чинності позитивний зворотний зв'язок. Область дії негативної обрат-ної зв'язку можна зобразити у вигляді гомеостатического плато (рис. 8.6). Воно складається з сходинок; в межах кожної сходинки діє негативний зворотний зв'язок. Перехід зі сходинки на сходинку може про-спливти в результаті зміни в «датчику». Так, увели-чення або зменшення кількості харчових ресурсів пе-РЕВОД гомеостаз на інший рівень.
Мал. 8.6. Томеостатіческое плато (по: Одум, 1975).
У практиці сільського господарства підвищення врожайності часто пов'язують з кількістю внесених добрив. Однак, як правило, добрив вноситься стільки, що система гомеос-таза виходить за верхню межу дії негативної об-зворотного зв'язку, внаслідок чого в агроценозах починаються нео-братімие зміни, що призводять до деградації обробляють-мих площ. Так, захоплення добривами призвело до ерозії та засолення бавовняних полів в Середній Азії.
B гомеостаз залучаються не тільки організми і їх продукти, а й неорганічна природа. Ми знаємо, що абіотичні фактори контролюють життєдіяльність організмів. У свою чергу, організми різними способами впливають на абиотическую середу.
Життєдіяльність організмів постійно призводить до фізичних і хімічних змін інертних ве-вин, поставляючи в середу нові речовини і джерела енергії. Швидкість зміни хімічного складу окру-лишнього середовища в результаті життєдіяльності организ-мов, що синтезують і розкладають органічні ре-ства, на чотири порядки вище, ніж швидкість його зміни під впливом геологічних процесів. Речовини, запасається рослинами і тваринами, підсилюють то ста-білізірующее вплив, яке забезпечується скупченнями детриту і неорганічних речовин при раз-ного роду пертурбацій в системі. Навіть після будь ла-рів, здавалося б зовсім знищують все живе, в местообитании залишаються вогнестійкі насіння і кор-ні, пристосовані до того, щоб зберегти себе, а тим самим і систему як ціле.
Тема9 ЕНЕРГЕТИКА екосистеми
Енергія - загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії, завдяки чому всі явища природи пов'язані воєдино. Зміна енергії в системі відбувається при здійсненні роботи.
Перший закон термодинаміки - закон збереження енергії - говорить, що енергія в природі не виникає з нічого і не зникає, вона тільки переходить з однієї форми в іншу. Кількість енергії при цьому залишається постійним. Цьому закону підкоряються всі відомі процеси в природі. Другий закон термодинаміки фор-муліруется так: оскільки деяка частина енергії все-гда розсіюється у вигляді недоступний для використан-ня теплової енергії, ефективність самопроізволь-ного перетворення кінетичної енергії (наприклад, енергії сонячного випромінювання) в потенційну (енер-гію хімічних зв'язків синтезованих органічних ве-вин) завжди менше 100%.
Всі теми даного розділу:
До першого та другого видань
У сучасному світі екологічні проблеми по сво-їй суспільної значимості вийшли на одне з перших місць, відтіснивши навіть небезпека ядерної війни. Бурхливий розвиток господарської діяльності людей при
ЕКОЛОГІЯ - ЗАВДАННЯ І ПЕРСПЕКТИВИ
Подібно до всіх інших галузей знань, екологія раз-Віва безперервно, але нерівномірно. Праці гіппокам-рата, Аристотеля та інших давньогрецьких філософів містять відомості явно екологічного характер
ЕКОЛОГІЯ ЯК НАУКА
Як самостійна наука екологія сформувалася приблизно до 1900 р Термін «екологія» був пред-хибна німецьким біологом Ернстом Геккелем в 1869 р Отже, це порівняно молода наук
ПРОБЛЕМИ, ВИВЧАЮТЬСЯ екології
Є кілька кардинальних проблем, в яких фокусуються основні напрямки і розділи сучас-менной екології. Успіхи в їх вирішенні значною мірою визначають прогрес усієї екології, і поетів
ПРИНЦИП ДІЇ ЕКОЛОГІЧНОГО ФАКТОРА
Поняття умов екологія замінила поняттям факто-ра. Будь-який організм в середовищі свого проживання піддав-ється впливу найрізноманітніших кліматичних, едафічних і біотичних факторів. «Екологи
ЗМІНА РЕАКЦІЇ ОРГАНІЗМІВ НА ДІЮ ЕКОЛОГІЧНОГО ФАКТОРА В ПРОСТОРІ І ЧАСІ
Чи змінюється залежність життєдіяльності від ін-інтенсивності дії екологічного чинника в про-просторі та часі? Для вирішення цього питання ис-слідували дію температурного чинника на меду
РЕАКЦІЯ ОРГАНІЗМІВ НА ОДНОЧАСНЕ ДІЮ КІЛЬКОХ ФАКТОРІВ
У природних умовах організм схильний до впливів-ствию численних факторів. Якщо дія одного фактора описується відповідною функцією, то од-ночасно дію двох факторів можна зобр
СЕРЕДОВИЩЕ І ДІЯ ФАКТОРІВ СЕРЕДОВИЩА
Частина природи, що оточує організми і надаю-щая на них прямий або непрямий вплив, часто позначають як «середовище». З середовища особини отримують все необхідне для життя і в неї ж виділяють продукції
Вітальними й сигнальні ДІЯ ФАКТОРІВ
Якщо покласти в основу класифікації екологічн-ських чинників ефект, який викликаний їх воздействи третьому, а саме цей принцип був використаний в перед- дущей класифікації, то більш раціон
рівень особливого
На рівні особини абіотичні фактори впливають насамперед на поведінку тварин, изменя-ють трофічні відносини з середовищем і характер мета-болізма, впливають на здатність до розмножений
популяційні РІВЕНЬ
На рівні популяції абіотичні чинники воздей-обхідних на такі параметри, як народжуваність, смертність-ність, середня тривалість життя особини, ско-кість росту популяції і її розміри, нерідко виявляючи
ВИДОВИЙ РІВЕНЬ
На рівні виду абіотичні умови середовища оббита-ня нерідко виступають як фактори, що визначають і обмежують географічне поширення. Кро-ме того, різноманітність клімату, фізичних та хі
РІВЕНЬ ЕКОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
Наше знайомство з загальними закономірностями віз-дії абіотичних чинників було б неповним без розгляду специфіки прояви його на рівні еко-систем. Особливості впливу екологічних факто
ЕКОЛОГІЧНА РОЛЬ ФАКТОРІВ ХАРЧУВАННЯ
Багато екологічні терміни можна об'єднати в пари, члени яких мають протилежний зміст. Продуцент і консументи відносяться до різних сторо-нам активності одного і того ж орга
ЇЖА ЯК ЕКОЛОГІЧНИЙ ФАКТОР
Основним способом живлення рослини є фо-тосінтез, в процесі якого під дією солнеч-ної енергії відбувається відновлення вуглекислого газу до вуглеводів (СН20):
ХАРЧОВІ РЕЖИМИ І ХАРЧОВА СПЕЦІАЛІЗАЦІЯ ТВАРИН
Для обговорення ролі кількості і якості живильник-них речовин в життєдіяльності тварин розглянемо їх харчові режими і харчові спеціалізації. Під харчовим режимом розуміється своєрідність, природа
ГОМОТІПІЧЕСКІЕ РЕАКЦІЇ
Під гомотіпіческімі реакціями розуміють взаємо-дії між особинами одного виду. Жізнедеятель-ність тварин і рослин при спільному проживанні в значній мірі залежить від чисельності та пліт
ПРИНЦИП КОНКУРЕНТНОГО ВИКЛЮЧЕННЯ. ЕКОЛОГІЧНА ДИВЕРСИФІКАЦІЯ
Вирішальне значення в природі має міжвидова конкуренція, оскільки вона більшою мірою, ніж дру-Гії гетеротіпіческіе реакції, визначає роль видів в екосистемах. Міжвидова конкуренція - це та
ДИНАМІКА ЧИСЕЛЬНОСТІ ПОПУЛЯЦІЙ
Об'єктом вивчення демоекологіі, або популяційної екології, служить популяція. Її визначають як групу організмів одного виду (усередині якої особини можуть обмінюватися генетичною інформацією), займаємося виготовленням
Експоненціально І ЛОГІСТИЧНА КРИВІ ЗРОСТАННЯ
Чисельність популяції визначається в основному дво-ма протилежними явищами - народжуваністю і смертністю. Нехай N - чисельність популяції. Тоді відношення dN / dt означає миттєвого
властивості ПОПУЛЯЦІЙ
Від чого ж залежать значення коефіцієнтів рождає-мости і смертності? Від дуже багатьох чинників, дей-ціалу на популяцію ззовні, а також від власних її властивостей. Об'єктивний показник здібності
КОЛИВАННЯ ЧИСЕЛЬНОСТІ ПОПУЛЯЦІЙ
Коли популяція припиняє рости, її щільність обна-ружівает тенденцію до флуктуацій щодо верх-нього асимптотичного рівня зростання. Такі флуктуації можуть виникати або в результаті змінений
ФАКТОРИ ДИНАМІКИ ЧИСЕЛЬНОСТІ ПОПУЛЯЦІЙ
Відомо три типи залежності чисельності популя-ції від її щільності (рис. 7.10). При першому типі (кри-вая 1) швидкість зростання популяції зменшується в міру збільшення щільності. Це широко ра
КОНЦЕПЦІЯ екосистеми
Перші організми на Землі були гетеротрофами. Вони швидко вичерпали б себе, якби не з'явилися автотрофи. При наявності цих груп організмів вже воз-можения примітивний кругообіг речовин:
ПОТІК ЕНЕРГІЇ В екосистемах
Найважливіша термодинамічна характеристика еко-системи е-е здатність створювати і підтримувати високий ступінь внутрішньої упорядкованості, т. Е. З-стояння з низькою ентропією [2]. Система має н
Харчові ланцюга та харчові МЕРЕЖІ
Представники різних трофічних рівнів пов'язані між собою односторонньо спрямованої передачею біомаси в харчові ланцюги. При кожному переході на наступний трофічний рівень частину доступною енер-г
Трофічні СТРУКТУРА екосистеми
В результаті розсіювання енергії в харчових ланцюгах і завдяки такому фактору, як залежність метаболізується-ма від розміру особин, кожна спільнота набуває певну трофічну структуру, яку
ОБМІННИЙ І РЕЗЕРВНИЙ ФОНДИ
Відомо, що з понад 90 хімічних елементів, що зустрічаються в природі, 30-40 необхідні живим організмам. Деякі елементи, такі як вуглець, водень і азот, потрібні у великих кількостях, д
Блокових моделей кругообігу
Існують різні способи зображення біогеохімічних кругообігів. Вибір способу залежить від особливостей біогеохімічного циклу того чи іншого елемента. Під час обговорення кругообігу кисло-роду
Видова СТРУКТУРА біотичного співтовариства
Структура біотичного співтовариства складається з не-скількох показників. Велика кількість - число особин на одиницю площі або об'єк-ема. Частота - відношення числа особин одного
ВНУТРІШНЯ ОРГАНІЗАЦІЯ біотичного співтовариства
Зовнішність біотичного співтовариства визначається не тільки різноманітністю видів і іншими показниками, які відображають зв'язки між видами, що входять до складу біотичного співтовариства. функціонування зі
РОЗВИТОК І ЕВОЛЮЦІЯ екосистеми
Одне з основних властивостей екосистем - їх динамізм. Спостереження над полем, покинутим на кілька років, показує, що його послідовно завойовують сну-чала багаторічні трави, потім чагарники і,
ЕКОЛОГІЧНА сукцесія
Автогенні зміни називають розвитком екосистем-ми, або екологічної сукцесії. При визначенні еко-логічної сукцессии слід враховувати три моменти: 1. Сукцесія відбувається під дейст
ПЕРВИННА І ВТОРИННА Сукцесія. ПОНЯТТЯ клімаксу
Екологічна сукцесія протікає через ряд ця-пов, при цьому біотичні спільноти змінюють один одного. Заміщення видів в сукцесії викликано тим, що популяції, прагнучи модифікувати навколишнє з
ЕВОЛЮЦІЯ екосистеми
Питання про те, як еволюціонують екосистеми, дуже важливий, оскільки його рішення - ключ до розуміння суще-ного розмаїття співтовариств живих організмів на нашій планеті, зміни флор і фаун в ході
Хорологическая АСПЕКТ ВИВЧЕННЯ екосистеми
Виділення (розмежування) екосистем в природі годину-то виявляється далеко не простим завданням. Перш все-го, не існує єдиної точки зору з приводу міні-бітної розмірної одиниці екосистеми. Нек
ПРИНЦИПИ РОЗМЕЖУВАННЯ біогеоценозах
При розмежуванні екосистем виникає проблема вибору одного з характерних ознак, які під-поділяють на фізіономічні, таксономические і еко-логічні. На основі физиономических ознак
Ієрархічний ряд екосистем
Встановивши мінімальну розмірну одиницю екосіс-теми - біогеоценоз, можна побудувати ієрархічний ряд екосистем (рис. 13.1). Застосовуючи термін «біогеоценоз» в цьому сенсі, ми зберігаємо знак рівності
БІОСФЕРА
Поняття біосфери увійшло в науку випадково. Понад 100 років тому, в 1875 р австрійський геолог Едуард Зюсс, го--животворящою про різні оболонках земної кулі, вперше упот- ребіл цей термін в по