Гомеостаз экосистемы - Предмет и задачи экологии

Естественные экологические системы (биогеоценозы), например леса, степи, водоемы, существуют в течение длительного времени - десятков и даже сотен лет, т. е. обладают определенной стабильностью во времени и пространстве. Для поддержания стабильности системы необходима сбалансированность потоков вещества и энергии, процессов обмена веществ (ассимиляции и диссимиляции) между организмами и окружающей их средой. Конечно, ни одна экосистема не бывает абсолютно стабильной, неподвижной: например, периодически увеличивается численность популяций одних видов животных и растений, но уменьшается численность других. Подобные процессы имеют более или менее правильную периодичность и в целом не выводят системы из равновесия.

Состояние подвижно-стабильного равновесия экосистемы (биогеоценоза) носит название гомеостаза (от "гомео" - сходный, "стазис" - состояние). Гомеостатичность - важнейшее условие существования любой экологической системы, однако, в разных сообществах его признаки и закономерности неодинаковы.

Например, в естественном биогеоценозе гомеостаз поддерживается тем, что такая система открыта, т. е. непрерывно получает информацию из окружающей среды. Действительно, к растениям-фотосинтетикам непрерывно поступает солнечная энергия, масса химических веществ. Ассимиляция сопровождается диссимиляцией, накопление вещества - его постоянным распадом.

Для антропогенной, созданной человеком экологической системы справедливы все основные законы природы, но, в отличие от природного биогеоценоза, она не может рассматриваться как открытая. Рассмотрим, например, экосистему искусственного аэрационного сооружения для очистки сточных вод - аэротенка. При поступлении в аэротенк сточных вод содержащиеся в них вещества сорбируются поверхностью так называемого активного ила, т. е. хлопьевидными скоплениями бактерий, простейших, коловраток и других организмов. Частично эти вещества усваиваются организмами активного ила, частично сорбируются, и активный ил оседает на дно аэротенка. При непрерывном поступлении сточных вод накопление содержащихся в них веществ возрастает, а концентрация активного ила в аэротенке снижается и его прирост недостаточен для поддержания концентрации, необходимой для сорбирования вредных веществ. В конечном итоге равновесное состояние такой экосистемы нарушается, качество очистки снижается, возникают нежелательные процессы, например "вспухание" ила, связанное с массовым размножением грибов и нитчатых водорослей, подавляющих бактерии. В результате система перестает работать.

Для того чтобы система аэротенка сохраняла режим своей работы, требуемый для нормального процесса очистки, человек вынужден сам поддерживать ее гомеостаз, т. е. управлять ею. Управление заключается в постоянном нагнетании воздуха (аэрации), периодическом обновлении ила. Так, осевший на дно аэротенка ил частично изымается, а частично направляется на регенерацию, т. е. на интенсивную аэрацию при отсутствии поступления новых загрязняющих веществ.

Несмотря на то, что естественная экосистема находится в состоянии подвижно-стабильного равновесия, она испытывает медленные, но постоянные изменения во времени, имеющие поступательный характер. Эти изменения в первую очередь касаются биоты, т. е. входящего в состав биогеоценоза живого населения.

Похожие статьи




Гомеостаз экосистемы - Предмет и задачи экологии

Предыдущая | Следующая