Гомеостаз и динамика биоценозов
Как и любая биологическая система, биоценоз в своем функционировании и развитии подчиняется определенным законам. Большинство из них носит стохастический характер, т.е. проявляется по-разному в разных биоценозах и не имеет четких количественных мер, однако, тем не менее, эти законы вполне определенны.
Большинство из них так или иначе связаны с особенностями поддержания гомеостаза биоценоза.
Гомеостаз – это относительно динамическое постоянство видового состава, численности организмов и в целом структуры и продуктивности биологических макросистем, а также состава и свойства внутренней среды живых организмов, устойчивости основных их физиологических функций. Состояние гомеостаза экосистемы носит название «климакс». Стабильное состояние биоценозов достигается в процессе длительного эволюционного процесса. Чем более высокое разнообразие видов в биоценозе, тем более выражено свойство стабильности экосистем.
Динамические свойства биоценозов столь тесно взаимосвязаны, что изменение любого из их показателей способствует возникновению сопутствующих структурно-функциональных количественных и качественных изменений всех прочих параметров, однако при условии сохранения общей суммы энергетических, динамических и информационных систем. Такая точная саморегуляция наблюдается в естественных биоценозах. При воздействии на них человека биоценозы всегда в той или иной мере деградируют.
Развитие биоценоза
Развитие биоценоза можно понимать в двух взаимосвязанных аспектах:
- Изменение конкретного природного сообщества на определенной территории, с прохождением им тех или иных стадий, что вызывает постепенную смену одного биоценоза другим, причем все эти стадии и типы сообществ не являются уникальными, существуя в то же время на многих других территориях. Такой тип сукцессионного развития, заканчивающегося стадией климатического или эдафического климакса, происходит в течение ограниченного времени – максимум это несколько сотен лет. Как правило каждая последующая стадия длится дольше предыдущей.
- Эволюция биоценозов, с появлением совершенно новых их типов, до этого не существовавших на планете. Происходит крайне медленно, в масштабах геологического времени. Как правило, эволюция биоценозов связана с появлением крупных надвидовых таксонов организмов. Например, появление покрытосеменных растений, многие из которых относятся к жизненной форме трав, определило появление луговых и степных биоценозов, которые не могли бы сформироваться на основании продуцентов из голосеменных, папоротникообразных и др.
Для наземных экосистем характерен закон избыточной продуктивности – любая экосистема производит первичной продукции больше, чем это необходимо для развития, роста и размножения самого продуцента-фотосинтетика. В противном случае был бы невозможен биологический круговорот веществ через трофические цепи и минеральное питание продуцента, а следовательно, и его существование. Эта закономерность характерна и для консументов разных уровней и является основой также и для естественном отбора.
Закон или правило 1% - изменение энергетики экосистемы в среднем на 1 % выводит ее из состояния гомеостаза (равновесия или стабильности). Это явление, например, может иметь место даже при вырубке небольшом количества деревьев-эдификаторов.
-
Закономерности длины трофических цепей: короткая трофическая цепь, интенсифицирует биологический круговорот веществ, улучшает условия минерального питания растений, как следствие – стабилизирует трофические условия для консументов, определяет возможность существования большего числа видов-«дублеров» в каждом звене пищевой цепи и в конечном счете увеличивает продуктивность биоценоза в целом.
-
Закономерности экологической валентности организмов: с уменьшением числа свободных экологических ниш в биоценозе интенсифицируется круговорот веществ, растет продуктивность, улучшаются условия минерального питания растений, а также трофические и топические условия для консументов различных порядков, укорачивается пищевая цепь, растет число видов-«дублеров» во всех звеньях трофической цепи, увеличивается стабильность биоценоза в целом.
-
Закономерности стабильности экосистем: биоценоз тем более стабилен, чем больше биоразнообразие и число видов-«дублеров», продуктивнее экосистема, больше энергетические затраты в экосистеме в целом, интенсивнее круговорот веществ, меньше незанятых экологических ниш, лучше и разнообразнее условия существования для всех продуцентов и консументов (минеральное и водное питание растений, трофические условия консументов и т.д.), меньше подвержена отрицательной деятельности человека. Стабильность экосистемы - это ее главное качество.
