АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Законы функционирования биоценозов и сообществ

Читайте также:
  1. Анализ деятельности Финской спортивной федерации по модели процесса эффективности функционирования
  2. Антидискриминационные законы
  3. Биоценоз. Биотические сообщества
  4. Блочные иерархические модели процессов функционирования систем
  5. В чем суть политики Сообщества в сфере профессионального обучения?
  6. Внешний фотоэффект и его законы. Формула Эйнштейна для фотоэффекта.
  7. Вопрос 4 Законы динамики Ньютона
  8. Вопрос 57 Законы теплового излучения
  9. Вопрос№42 Законы отражения света. Полное отражение света
  10. Вопрос№7 Законы динамики Ньютона. Сила массы
  11. Второй и третий законы термодинамики
  12. Выбор показателя эффективности функционирования (ПЭФ)

Закон единства организм–среда имеет очевидное следствие: биосистема только тогда может рассматриваться как единое целое, когда потоки вещества, энергии и информации в ней проходят сквозь каждый компонент системы.

По одной из иерархических линий (п. 5.10.2.1), в любой биосистеме можно выделить лестницу трофических уровней — совокупностей организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца через одинаковое число посредников в пищевой цепи. В 1942 г. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергий:

с одного трофического уровня экологической пирамиды на следующий (например, от растений к животным) переходит в среднем не более 10% поступившей в него энергии.

Обратный поток веществ и энергии с более высоких ступеней экологической пирамиды на более низкие (от животных к растениям) намного слабее — не более 0,5% от общего потока (закон однонаправленности потока энергии).

Если поток энергии при переходе на более высокий уровень экологической пирамиды десятикратно ослабляется, то

накопление редких веществ, в том числе токсичных и радиоактивных, примерно в такой же пропорции усиливается.

Это — правило биологического усиления, справедливое для всех биоценозов.

Известно, что более мелкие организмы, как правило, имеют более интенсивный обмен веществ и энергии (метаболизм), чем крупные. Для теплокровных это обусловлено тем, что с уменьшением размеров организма его энергетические запасы, пропорциональные объему тела, то есть кубу размеров, уменьшаются гораздо быстрее, чем тепловые потери в окружающую среду, пропорциональные поверхности тела, то есть размерам в квадрате. Отсюда вытекает правило «ме­та­бо­лизм и размеры особей» Ю. Одума:

при неизменном энергетическом потоке в пищевой цепи
более мелкие наземные организмы с высоким метаболизмом создают меньшую биомассу, чем крупные.

Это правило имеет непосредственное отношение к деятельности человека. С первобытных времен его жертвами обычно становились наиболее крупные звери и птицы. Правило Одума говорит, что это неминуемо должно приводить к снижению продуктивности биосистем.

Это — закон удельной продуктивности, справедливый не только для биологических систем. Как слоны никогда не сравнятся по производству биомассы на гектар с саранчой, так крупные и крупнейшие предприятия в естественно развивающейся экономике никогда не произведут столько продукции, сколько множество мелких бизнесов.



Изменение биоценозов при вымирании входящих в них видов также происходит закономерно. Поскольку энергетический поток, проходящий Измельчание особей в соответствии с правилом Одума приводит к уменьшению полного производства биомассы при заданном потоке энергии. Однако удельный выход биомассы с единицы площади с уменьшением размеров отдельной особи увеличивается.

через биоценоз и экосистему в целом при этом не изменяется (иначе произошла бы смена биоценоза), то происходит дублирование: функции исчезнувшего вида начинают исполнять другие виды. Экологическая ниша не может пустовать — свято место пусто не бывает.

Правило экологического дублирования гласит:

исчезающий вид заменяется в экологической пирамиде другим по схеме: мелкий – на смену крупному, примитивный — высокоорганизованному, более изменчивый, мутабельный — на смену более генетически стабильному.

Например, копытных в степи сменяют грызуны, а то и растительноядные животные. Борьба с заболеваниями и уничтожение их возбудителей постоянно освобождает экологические ниши для болезнетворных микроорганизмов в человеческих популяциях. Эти ниши не могут не быть заполнены. За 13 лет до открытия СПИДа эколог Н. Ф. Реймерс подал в Госкомитет СССР по науке и технике докладную записку, в которой обращал внимание на вероятность появления «грип­по­по­доб­но­го заболевания с высокой летальностью». В полном соответствии с правилом экологического дублирования, вирус СПИДа обладает высокой частотой мутаций (на порядок более высокой, чем вирусы гриппа), что делает его еще опаснее.

Дублирование — наиболее мобильный способ адаптации биоценозов к изменению условий среды. Имеются и другие механизмы их саморегуляции. Так, согласно принципу подвижного равновесия,

при регулярных колебаниях среды биоценоз сохраняется
как единое целое; однако при воздействии необычных факторов он структурно изменяется с переносом «точки опоры» на другие группы растений.

‡агрузка...

Совсем недавно, в конце 70-х годов XX века, был сформулирован принцип продукционной оптимизации биоценозов:

соотношение между продуцентами и консументами в биоценозе должно обеспечивать максимальную «рентабельность» биопродукции.

В оптимуме растения дают биомассу, достаточную, но не излишнюю для потребления всем сообществом. При перепроизводстве органического вещества биоценоз становится «нерентабельным», расточительным: возникают условия для массового размножения отдельных видов. После периода связанных с этим потрясений и колебаний численности отношения между трофическими уровнями, в конце концов, уравновешиваются, а биоценоз стабилизируется.

Принцип продукционной оптимизации объясняет, почему сельское хозяйство постоянно борется с нашествиями вредителей: сельскохозяйственные монокультуры, с точки зрения природы, весьма мало рентабельны и потому требуют «ис­прав­ле­ния» массовыми организмами.

Перечисленные закономерности саморегуляции сообществ организмов можно обобщить принципом стабильности:

любая относительно замкнутая биосистема в ходе саморегуляции развивается в сторону устойчивого состояния.

Это справедливо не только для биоценозов нижних уровней иерархии, но и для биосферы в целом.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)