Глава 5
Классификация и свойства экосистем
Классификация систем
Системные связи. Прямые и обратные связи.
Гомеостаз. Резистентная и упругая устойчивость экосистем.
Энергетические процессы в экосистемах.
Трофическая структура экосистемы.
6. Энергетические пирамиды экосистем. Закон 10%.
Продукция и биомасса экосистемы. Пирамиды биомасс и продукции суши и моря.
Законы экологии. Правило оптимума. Закон минимума Либиха. Закон толерантности Шелфорда.
Лимитирующие факторы.
Абиотические факторы.
Биотические факторы.
Виды биотических связей.
Основной закон экологии.
Экологическая сукцессия. Виды сукцессий. Функциональные показатели зрелости сукцессии.
Классификация систем.
Рассматривая ЭКОСИСТЕМЫ как системные явления, рассмотрим существующую в теории систем классификацию их на три вида:
1. Изолированные системы.
- Системы которые не обмениваются с окружающей средой и соседними системами ни веществом, ни энергией.
Закрытые системы.
- Системы обменивающиеся с окружающей средой и соседними системами только энергией, но не веществом.
Открытые системы.
- Системы которые обмениваются с соседними системами и окружающей средой и энергией и веществом.
Открытые системы могут сохранять высокий уровень организованности и развиваться в сторону увеличения порядка и сложности, что является одной из наиболее важных особенностей процессов самоорганизации. Открытые системы имеют важное значение в физике, в общей теории систем, биологии, кибернетике, информатике, экономике.
Биологические, социальные и экономические системы необходимо рассматривать как открытые, поскольку их связи со средой имеют первостепенное значение при их моделировании и описании
Все наблюдаемые в окружающем нас мире системы – открытые.
С некоторым приближением можно представить закрытые системы.
Изолированные системы – принимаются в физике «как результат обобщенного опыта», условное понятие, символ, не подтвержденный ни единым реальным объектом материального мира.
Системные связи.
Экосистемы имеют кибернетическую природу и характеризуются развитыми информационными сетями, состоящими из потоков физических и химических сигналов связывающие их в единое целое
Существующие связи прямые и обратные.
Прямая связь - объект А воздействует на объект В без ответной реакции. (Нулевой отклик).
(+ 0) или (- 0)
| А |
| В |
| А |
| В |
Обратная связь – объект А воздействует на объект В. Объект Б отвечает.
| Обратные связи занимают особое, главенствующее положение в саморегулировании экосистемам. |
Когда сигнал с выхода системы опять появляется на входе - он регулирует последующее состояние системы на выходе.
Обратные связи - своеобразный аналог разумного познания.
| В |
| А |
Обратная связь бывает положительной или отрицательной.
(Отклик на воздействие может быть отрицательным или положительным .)
( + ) или (-)
Положительная - «саморазгоняющая» связь. (+)
Положительная обратная связь может расшатывать и даже разрушить экологическую систему, если не поступят отрицательные сигналы, компенсирующие неуправляемое одностороннее изменение.
Отрицательная – «стабилизирующая» связь ( - )
Отрицательная обратная связь помогает изменяться экосистеме и таким образом противодействовать изменениям внешних условий.
Отрицательную связь можно сравнить с «сервомеханизмами» в технике, устройствами управления с помощью обратной связи.
Для живых систем с подобными отрицательными обратными связями используют термин ГОМЕОСТАЗ.
| ГОМЕОСТАЗ – способность экосистемы поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды обитания с помощью обратных связей. |
Итак, все живые организмы и экосистемы являются саморегулирующимися, гомеостатическими системами, поддерживающими равновесие с помощью обратных связей.
СТАБИЛЬНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ – означает свойство любой экосистемы возвращаться в исходное положение после того, как она была выведена из состояния равновесия.
Стабильность экосистем определяется УСТОЙЧИВОСТЬЮ ЭКОСИСТЕМ к внешним воздействиям. Эта характеристика определяет степень и характер стабильности экосистемы.
Выделяют два типа устойчивости экосистем: РЕЗИСТЕНТНУЮ и УПРУГУЮ.
Резистентная устойчивость экосистемы – способность сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменной свою структуру и функции.
Упругая устойчивость экосистемы – способность к быстрому восстановлению.
