Саморегуляция и устойчивость экосистем

 

Благодаря невероятному разнообразию жизни на Земле в приро­де практически нет абсолютно сходных особей, популяций, видов и экосистем. Природные сообщества могут включать сотни и тысячи видов: от микроскопических бактерий до огромных деревьев и много­тонных животных. Казалось бы, усложнение экосистемы, в частно­сти ее видового состава, должно было негативно отражаться на устойчивости сообщества. Тем не менее, практические наблюдения пол­ностью опровергают это предположение.

Ознакомимся с рядом правил и принципов, которые помогут более глубокому пониманию причин устойчивости природных систем раз­личной сложности.

Правило внутренней непротиворечивости: в естественных экосисте­мах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания.

Согласно этому правилу, виды в естественной природе не могут разрушать среду своего обитания, так как это вело бы их к самоунич­тожению. Напротив, деятельность растений и животных направлена на создание (поддержание) среды, пригодной не только для их жиз­ни, но и потомства.

Закон экологической корреляции: в экосистеме, как и в любом дру­гом целостном природно-системном образовании, особенно в биотичес­ком сообществе, все входящие в него виды живого и абиотические ком­поненты функционально соответствуют друг другу.

Выпадение одной части системы (например, уничтожение како­го-либо вида) неминуемо ведет к исключению всех тесно связанных с этой частью системы других ее частей. Понимание закона экологи­ческой корреляции особенно важно в аспекте сохранения видов жи­вого: они никогда не исчезают изолированно, т.е. в одиночку, но всегда взаимосвязанной группой.

Взаимная дополнительность частей биоценоза.Уже отмечалось, что в сообществах (биоценозах) уживаются только те виды, которые до­полняют друг друга в использовании ресурсов среды обитания, т.е. делят между собой экологические ниши. Так, до­полняя друг друга, растения способствуют более полному использо­ванию энергии Солнца. Добавим, что взаимная дополнительность весьма характерна и для многих микроорганизмов-редуцентов: одни из них «специализируются» на разрушении клетчатки мертвых расте­ний, другие — белков, третьи — сахаров и т.д.

Таким образом, можно сделать вывод, что взаимная дополни­тельность видов, одни из которых созидают, а другие разрушают органическое вещество, — основа биологических круговоротов.

Взаимозаменяемость видов.Хотя полностью похожих друг на дру­га видов не существует, многие из них, имеющие сходные экологи­ческие требования и функции, способны перекрываться. Как следствие, в случае час­тичного перекрывания экологических ниш многих видов выпадение или снижение активности одного из них не опасно для экосистемы в целом, так как его функцию готовы взять на себя оставшиеся. Таким образом, происходит так называемое «конкурентное высвобождение» и разные звенья круговорота веществ продолжают действовать.

Регуляторные свойства.Ранее отмечалось, что одним из основ­ных условий существования сложных систем служит их способность к саморегуляции, которая возникает на основе обратных связей. Прин­цип отрицательной обратной связи состоит в том, что отклонение системы от нормального состояния приводит в действие такие прису­щие ей механизмы, которые «пытаются» возвратить ее в норму. Так, возрастание численности жертв приводит к увеличению численности хищников и паразитов. Рост плотности популяции выше определен­ного уровня в свою очередь так изменяет связи внутри вида, что сни­жается его воспроизводительная способность или усиливается рассре­доточение особей в пространстве. Подчеркнем, что саморегуляция происходит тем успешнее, чем выше разнообразие видов в биоцено­зах и чем сложнее структура популяций.

Надежность обеспечения функций.Главные функции биоценоза в экосистеме, такие как создание органического вещества, его после­дующее разрушение и регуляция численности видов, обеспечиваются множеством видов организмов, которые в своей деятельности «под­страховывают» друг друга. Например, разложение целлюлозы — ком­понента растительных тканей — могут осуществлять самые различные организмы: специализированные бактерии, различные виды грибов, личинки насекомых, дождевые черви и т.д.

Вышеизложенное позволяет сделать очень важный вывод: главное условие устойчивости всей жизни на Земле состоит в наличии биологи­ческого разнообразия.

Заключение

 

В заключение отметим, что согласно экологической парадигме(господствующему способу научного мышления), сформулированной в 1977 г. В.Д. Федоровым, именно экосистема есть главный объект современной экологии. На уровне экосистемы живое объединяется с неживым, но все следует рассматривать как образование живого, так как неживые компоненты входят во все уровни организации живого вещества планеты Земля.

Современное состояние биосферы нашей планеты можно оценить как острый экологический кризис. Расширяющееся в геометрической прогрессии воздействие циви­лизации на биосферу приближает экологическую катастрофу. В ре­зультате окружающая среда изменится таким образом, что человече­ство как биологический вид просто не сможет в ней существовать. Деградация биосферы будет продолжаться до тех пор, пока не исчез­нет основная причина деградации — цивилизация, не сумевшая нор­мализовать свое воздействие на окружающую среду.

Научно-технический прогресс сам по себе не способен предот­вратить биосферную катастрофу. Технические системы не могут за­менить биологический компонент нашей планеты в осуществлении регулирования окружающей среды, поэтому главной задачей, сто­ящей перед человечеством, является прекращение уничтожения био­сферы и предоставление ей возможностей для восстановления своего регулирующего потенциала.

Для этого необходимо глубокое изучение структуры различных типов экосистем, механизмов гомеостазирования их функций, дина­мики экосистем в различных и, прежде всего, антропогенных усло­виях, разработка методов широкомасштабного мониторинга и конт­роля состояния как отдельных экосистем, так и биосферы в целом и в конечном итоге — условий жизнедеятельности человека. Анализ полученных данных и выявленных закономерностей позволит разра­ботать стратегию оптимизации природопользования и перейти к на­правленному конструированию экосистем с заданными свойствами в антропогенных ландшафтах.

Отсюда главным условием выживания и будущего развития чело­вечества является формирование экологического мышления. При этом несомненно, что в первую очередь должна произойти экологизация мышления государственных и общественных деятелей, специалистов разных профилей, что будет сопровождаться проникновением эколо­гических идей во все стороны общественной жизни и государствен­ного строительства, обязательным участием экологов в разработке и принятии программ социально-экономического и общественного раз­вития. В то же время очевидно, что успешное решение сложных проблем обусловлено поведением массового экологического воспита­ния и образования. Экологическое мышление должно эффективно и целенаправленно формироваться уже в семье, в дошкольных учреж­дениях и на школьной скамье и стать элементом морально-нравствен­ных норм поведения человека, независимо от его профессии и сферы личных интересов. Экологическое воспитание и образование — важ­нейшая социальная проблема, без решения которой невозможно раз­витие гармонических взаимоотношений общества и природы и, без всякого преувеличения, само существование человечества.

 

Литература

 

Горелов А.А. Экология: Учебное пособие. — М.: Центр, 1998.

Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. — Киши­нев: Гл. ред. МСЭ, 1989.

Коробкин В. И., Передельский Л.В. Экология. изд. 6-е, доп. и переработ. — Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2000. — 576 с.

Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы эко­логии: Учебное пособие. — М.: МПУ, 1997.

Куражковский Ю.Н. Основы всеобщей экологии. — Ростов н/Д: изд-во РГУ, 1992. — 144 с.

Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир./Пер. с англ. Т. 1—2. — М.: Мир, 1993.

Никаноров A.M., Хоружая Т.А. Экология. — М.: изд-во ПРИОР, 1999.

Новиков Ю.В. Экология: окружающая среда и человек: Учебное пособие. — М.: Агентство «ФАИР», 1998.

Одум Ю. Экология / Пер. с англ. Т. 1—2. — М.: Мир, 1986.

Радкевич В.А. Экология: Учебник. — Минск: Высшая школа, 1997.

Реймерс Н.Ф. Природопользование. — М.: Мысль, 1990.

Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). — М.: «Россия молодая», 1994.