Устойчивость экосистем

Природные экосистемы являются не толь­ко динамичными, но и устойчивыми система­ми. Под устойчивостью понимается способ­ность природных экосистем противостоять внешним возмущениям и возвращаться в ис­ходное состояние после воздействия факторов, выводящих их из равновесия, благодаря чему они сохраняют свою целостность и стабиль­ность неопределенно долгое время. Об этом свидетельствует существование в течение мно­гих тысячелетий наиболее крупных экосистем Земли (биомов): тундры, тайги, влажных тро­пических лесов, саванны и т. п. Благодаря устойчивости экосистем сохраняется удиви­тельное разнообразие жизни на нашей планете и оказывается возможным само существова­ние человека как биологического вида.

Устойчивость природных систем основы­вается на следующих основных принципах их функционированиях:

1. В природных экосистемах используется «экологически чистая» и практически неисчерпаемая энергия солнца.

2. Поступление ресурсов и утилизация от­ходов в природных экосистемах осуществляется в процессе круговорота веществ. Последовательно продвигаясь по пищевой цепи, вещества, являющиеся отходами одного трофического уровня, служат ресурсами для организмов другого трофического уровня. При этом атомы биогенов (элементов, необходимых для жизнедеятельности) не исчезают и не возникают, а также не превращаются один в другой. Благодаря этому они могут использо­ваться бесконечно долго в самых различных сочетаниях.

3. В естественных экосистемах на каждом трофическом уровне ассимилируется лишь небольшая часть энергии предыдущего трофического уровня. Поэтому в природных экосистемах на концах длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы.

4. Видовое разнообразие природных экосистем должно быть достаточным для эффективного функционирования механизмов саморегуляция и поддержания их гомеостаза. Бла­годаря процессу саморегуляция, все виды, составляющие естественные биоценозы, существуют совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность каждого из них определенными пределами.

Несоблюдение любого из перечисленных условий приводит к нарушению устойчивости экосистемы, ее разрушению и гибели. Понимание механизмов устойчивости экологических систем позволяет человеку осуществлять свою хозяйственную деятельность в соответствии с восстановительными способностями биосферы. На знании этих механизмов осно­вывается деятельность человека по сохране­нию природных ресурсов и прогнозирование экологического состояния создаваемых им ис­кусственных систем.

Агроценозы

Агроценоз — растительное сообщество, создава­емое человеком путем посева или посадки возделываемых растений. Агроценоз является одним из видов искусственных экосистем, или антропоэкосистем, в которых ведущим экологическим фактором является сам человек. К ним относятся также городские экосистемы (урбанценозы). В настоящее время, в связи с возрастающим влиянием на природу антро­погенного фактора, антропоэкосистемы занимают все большую часть биосферы. От природных экосистем агроценозы отличаются очень низкой эко­логической устойчивостью, что обу­словлено следующими их особенностями:

1. Для поддержания существования агроценозов, кроме энергии солнца, необходимы дополнитель­ные энергетические затраты в виде обработки почвы, внесения в почву удобрений, пестицидов, орошения ит. п.

2. Значительная часть ресурсов агроценозов изымается человеком с урожаем, в результате чего кругово­рот веществ в них становится незамкнутым.

3. Видовой состав агроценозов весьма беден. Лишь пять видов расте­ний — пшеница, рис, кукуруза, соя и сахарный тростник — обеспечивают более 80 % всей пищи, потребляемой человеком. Обычно их возделывают как монокультуры. Им сопутствуют сорняки — природные растения, ко­торые приспособились жить в усло­виях измененной среды, и живот­ные — вредители сельскохозяйствен­ных культур.

4. Доминирующие виды растений и домашних животных агроценозов находятся под контролем искусст­венного отбора, направленного на до­стижение их максимальной продук­тивности. В природных же биогеоце­нозах действует естественный отбор, благодаря которому достигается вза­имная адаптация видов друг к другу и к изменяющимся условиям среды. Отсутствие естественного отбора и низкое видовое разнообразие расте­ний агроценозов служит главной причиной их высокой подверженно­сти пагубному влиянию сорняков и вредителей.

Существование агроценозов всецело связано с воздействием челове­ка. Если оно прекращается, искусст­венное растительное сообщество сменяется природной растительностью. В настоящее время в сельском хо­зяйстве наметились тенденции, направленные на повышение устойчи­вости агроценозов путем совместного возделывания нескольких культур, уменьшения размеров сплошных по­севных площадей, чередования их с лесопосадками и пастбищами; использование для борьбы с сорняками и вредителями растений биологиче­ских мер, отказ от глубокой вспашки. Эти мероприятия способствуют созданию агроценозов по своим пока­зателям, приближающимся к природным экосистемам.

Большинство агроценозов, строго говоря, нельзя рассматривать как экосистему, так как они не способны самовозобновляться и могут существовать только при постоянном воз­действии человека. В наибольшей мере, свойства экосистемы присущи агроценозам, создаваемым из долгоживущих лесных растений.

Биосфера

Границы биосферы

Биосфера — оболочка Земли, в той или иной степени преобразован­ная настоящей или прошлой деятель­ностью живых организмов. Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, на­зывают современной биосферой.

Первоначально термин «биосфе­ра» был предложен австрий­ским геологом Э. Зюссом для обозна­чения тонкой пленки жизни, покры­вающей земную поверхность. Позд­нее русский ученый В. И. Вернадский создал учение о биосфере как глобаль­ной системе нашей планеты, в кото­рой основной ход геохимических и энергетических превращений опре­деляется живым веществом, т. е. со­вокупностью всех живых организмов планеты. В биосфере проходят поверхности раздела между вещест­вами, находящимися в трех фазах — твердой, жидкой и газообразной, на границах которых, благодаря мощ­ному потоку солнечной радиации, происходит активный обмен вещест­вом и энергией, что послужило пред­посылкой для возникновения и даль­нейшего развития жизни. Биосфера включает верхнюю часть литосферы, гидросферу, тропосферу и нижнюю часть стратосферы (рис 20.1).

Литосфера — внешняя твердая оболочка земного шара. Верхняя часть лито­сферы состоит из вторичных осадочных горных пород (песка, глины и др.), образованных наносами частиц, разрушенных выветриванием материнских пород (гранита и базальта). Гидросфера образована всей совокупностью океа­нов и морей, которые называют Мировым океаном, а также озер и рек. Атмосфера — газовая оболочка, окружающая Землю. Атмосфера про­стирается на высоту около 100 км. Нижний ее слой, высотой в среднем 15 км, называется тропосферой. Над ним расположен слой стратосферы, который на высоте бо­лее 50 км сменяется ионизированной частью верхней атмосферы — ионосферой, посте­пенно переходящей в межпланетное пространство.

Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни организмов. Верхняя граница биосферы образована озоновым слоем, расположенным на высоте 20—25 км. Все живое, проникающее выше озонового слоя, задерживающего жесткое ультрафи­олетовое излучение солнца, погиба­ет. Нижняя граница биосферы опус­кается в глубь литосферы до 3 км. Проникновению жизни на большую глубину препятствует высокая тем­пература земных недр.

Поиск по сайту: