5.3. Стабильность (гомеостаз) и развитие (динамика и сукцессия) экосистем

Естественные экологические системы и биогеоценозы (леса, степи, водоемы и т.п.) существуют в течение длительного времени, т.е. обладают определенной стабильностью во времени и в пространстве. Для поддержания такой стабильности требуется сбалансированность потоков веществ и энергии, процессов обмена веществ (ассимиляции и диссимиляции) между организмами и окружающей их средой. Но с другой стороны, ни одна экосистема не может быть абсолютно стабильной, неподвижной. Так, с определенной периодичностью идут процессы увеличения и уменьшения числа различных видов животных и растений.

Состояние подвижно-стабильного равновесия экосистемы носит название гомеостаза (греч. "гомео" - подобный, "стазис* - состояния)» Гомеостаз - это совокупность сложных приспособительных реакций организма, направленных на устранение или максимальное ограничение действия различных факторов внешней или внутренней среды, нарушающих относительное постоянство внутренней среды организма. Гомеостатичность - важнейшее условие существования любой экосистемы, но в разных видах систем закономерности проявления гомеостаза неодинаковы.

Гомеостаз в естественном биогеоценозе обусловлен открытостью системы, т.е. непрерывностью получения информации из окружающей среды. Так, например, растения в процессе развития и процесса фотосинтеза непрерывно получают солнечную энергию и массу химических веществ. Ассимиляция сопровождается дессимиляцей, накопление вещества - его постоянным распадом.

Гомеостаз антропогенной, созданной человеком экологической системе поддерживается и управляется самим же человеком. И хотя для антропогенной экосистемы справедливы все основные законы природы, но в отличие от природного биогеоценоза она не может рассматриваться как открытая.

Так, например, в аэротанке - в сооружении для очистки сточных вод - идет процесс сорбции поверхностно-активного ила содержащихся в сточных водах веществ.

Частично эти вещества усваиваются организмами активного ила, частично сорбируются, и активный ил оседает. При непрерывном поступлении сточных вод концентрация активного ила в аэротанке снижается. В конечном итоге равновесное состояние нарушается, качество очистки снижается. Возникают нежелательные процессы «вспухания» ила, связанные с массовым размножения грибов в нитчатых водорослей. В результате система перестаёт работать. Для того чтобы система аэротанка сохраняла режим своей работы, человек вынужден проводить аэрацию и периодически обновлять ил.

Динамика экосистем.

Любой биогеоценоз динамичен, в нём постоянно происходят изменения в состоянии жизнедеятельности его членов соотношений популяций. Все многообразные изменения, происходящие а любом сообществе, относятся к двум основным типам: циклические в поступательные.

Циклические изменения сообществ отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявлений эндогенных (внутренних) ритмов организма.

Поступательные изменения в сообщества приводят в конечном итоге к смене этого сообщества другими, с иным набором господствующих видов. Причиной подобных смен могут быть внешние по отношению к ценозу факторы, длительно действующие в одном направлении. Например, осушение болотных почв в результате мелиорации, усиленный выпас скота, загрязнение водоёмов и т.п.

Закономерный и направленной процесс изменения сообществ в результате взаимодействия живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой называют сукцессией.