Энергетическая концепция развития экосистем

Динамика популяций. Жизненные стратегии. Реализация экологических ниш. Сукцессии сообщества. Биотический (биологический) круговорот вещества. Пути возвращения веществ в круговорот. Гомеостаз экосистемы. Принцип экологической эквивалентности. Биологическая стабилизация окружающей среды.

Рассмотрим следующие движущие силы, которые поддерживают биосферу в ее устойчивом состоянии.

Динамика популяций

Сохранность того или иного вида в сообществе основана на постоянной борьбе жизни и смерти. Популяция вида жизнестойка, если существует равномерный поток особей, протекающий через все возрастные классы данной популяции — от рождения до биологической старости. Если смертность будет превышать численность приходящих на смену старым молодых видов, популяция деградирует; если количество молодых видов будет превышать смертность — популяция будет распространяться и вытеснять другие виды^[1].

Популяция (от лат. populus — народ, население) — совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определенную территорию. Контакты между особями внутри одной популяции осуществляются чаще, чем между особями разных популяций. Популяции разных видов, сосуществующих в одном месте, образуют в своей совокупности сообщество (биоценоз). Динамика численности (плотности населения) популяции определяется соотношением показателей рождаемости и смертности, а также иммиграции и эмиграции. Если процессы иммиграции (притока, вселения) и эмиграции (выселения) особей отсутствуют, то изменение численности популяции во времени можно рассматривать как реакцию популяционной системы в ответ на изменение внешних и внутренних факторов.

Во всех организмах заложена потенция размножения, выражающаяся геометрической прогрессией, графическим изображением которой является экспонента. Устойчивость биосферы основана на постоянной экспансии живого вещества, борьбе за существование и вытекающем из нее

естественном отборе, охватывающем не только отдельные организмы, но и целые популяции, сообщества, а в конечном счете биогеоценотический покров всей Земли. При ухудшении биотических и абиотических условий среды в популяции могут сохраниться только те особи, которые генетически лучше приспособлены к суровому природному окружению¹.

Неограниченный экспоненциальный рост популяции подобен взрыву, он приводит к истощению и полному разрушению ресурсов среды. В основе существования любой популяции лежит конфликт между свойственной организму тенденцией увеличивать свою численность и разнообразными ограничениями, которые препятствуют такому увеличению. Если система не получает постоянной подпитки необходимыми ресурсами извне, устойчивое состояние может быть достигнуто только при условии равных значений рождаемости и смертности особей^[2][3].

Рассмотрим несколько кривых, отображающих разные типы динамики популяций (рис. 3.1). Тип а —^{-образная} кривая характерна для популяций, в которых высокая рождаемость, быстро обеспечив оптимальную для данных условий численность, снижает ее до уровня, когда рождаемость равна смертности, — кривая выходит на «плато», что говорит об устойчивом существовании во времени. Тип б — куполообразная кривая характерна для популяции, быстро размножившейся, а затем так же быстро погибшей в результате того, что все жизненные ресурсы оказались исчерпанными. Тип в — волнообразная кривая характерна для популяций, которые быстро восстанавливают свою численность после спада, вызванного неблагоприятными факторами. Тип г — кривая, демонстрирующая, как после спада численность популяции выходит на «плато», т. е. существование становится устойчивым^[4].

Рис. 3.1. Характерные типы динамики популяций.

Имеется ряд приспособлений, благодаря которым потери популяции сокращаются, когда ее численность и ресурсы среды входят в конфликт. Этот феномен называется буферпостью популяцииНапример, как только вид становится редким, хищничество по отношению к нему может уменьшиться. Хищники могут забыть способ поиска подобных жертв и не считать их пищей. Многие организмы (растения, членистоногие и др.) переносят неблагоприятный период в форме покоящихся диаспор. Последние могут оставаться в почве до тех пор, пока условия среды не станут благоприятными, тогда из них вновь появляются и размножаются активные особи. Так пустынные эфемеры в виде семян переживают неблагоприятные сезоны или, если это потребуется, даже периоды неблагоприятных лет^[5][6].

• [1] См.: Петров К. М. Геоэкология.
• [2] См.: Глазачев С. НКосоножкин В. И. Экология. Аудиторный практикум.
• [3] См.: Николайкин Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. Экология.
• [4] См.: Петров К. М. Геоэкология.
• [5] Буферность популяции — способность популяции предотвращать потери, возникающие в случае, когда среда становится неблагоприятной. Термин предложил Р. Уиттекер.
• [6] См.: Глазачев С. Я, Косоножкин В. И. Экология. Аудиторный практикум.