Основные показатели экосистемы

Биомасса – суммарная масса всех организмов экосистемы или отдельных ее трофических уровней. Выражается обычно в единицах массы вещества на единицу площади или объема экосистемы.

Продукция – прирост биомассы, созданный организмами экосистемы за единицу времени на единицу площади или объема. Служит мерой биологической продуктивности экосистемы. Выражают в единицах массы вещества на единицу площади или объема за определенный отрезок времени. В экосистеме различают: валовую первичную продукцию (количество органического вещества, созданного растениями в результате фотосинтеза), чистую первичную продукцию (величина прироста биомассы растений экосистемы), вторичная продукция (прирост биомассы консументов).

Продукция органического вещества на Земле 150–200 млрд т (2/3 дают наземные экосистемы, 1/3 водные экосистемы). Наиболее продуктивная экосистема: тропический дождевой лес. Наименее продуктивны экосистемы тундры, пустыни, высокогорья и глубокие участки Мирового океана.

Свойства экосистем (биогеоценозов)

Самовоспроизводство – способность биогеоценозов воссоздавать поток энергии и обеспечивать круговорот основных веществ и элементов между живыми и неживыми компонентами. Живые организмы извлекают из среды ресурсы и поставляют в нее продукты жизнедеятельности.

Устойчивость – способность биогеоценозов выдерживать изменения, вызванные внешними воздействиями. Высокий потенциал размножения организмов обеспечивает их сохранение в биогеоценозе. Длительность существования каждой экосистемы поддерживается за счет общего круговорота веществ, осуществляемого продуцентами, консументами и редуцентами, и постоянного притока солнечной энергии. Устойчивость экосистемы обеспечивается также биологическим разнообразием и сложностью трофических связей организмов, входящих в ее состав. Важным фактором стабилизации экосистемы является генетическое разнообразие особей популяций. Чем генетически более разнородной является популяция экосистемы, тем больший шанс у нее иметь организмы с аллелями, позволяющими им выжить при смене условий среды.

Саморегуляция – способность биогеоценоза к восстановлению динамического равновесия и связей между основными его компонентами после природного воздействия. Регулирующие факторы не воздействуют на биогеоценоз, а формируются в нем самом (хищники регулируют численность своих жертв; деятельность травоядных животных влияет на растения) и действуют по принципу обратной связи. Регулируемые компоненты должны быть постоянными, а результаты регуляции всегда одинаковыми (экосистемный гомеостаз).

Способность экосистемы к саморегуляции и поддержанию динамического равновесия называется гомеостазом. Гомеостаз экосистемы выражается в способности сохранять постоянство видового состава и численности особей, поддерживать относительную стабильность в меняющихся условиях внешней среды.

Саморазвитие – способность биогеоценозов к циклическим и поступательным изменениям, вызванным разными причинами. Циклические изменения связаны с суточными, сезонными изменениями внешних условий и биологическими ритмами организмов. Поступательные изменения вызваны постоянно действующими внешними или внутренними факторами и приводят к смене одного биогеоценоза другим – сукцессии.

Сукцессия – последова­тельная смена одних сообществ другими на определенном участке среды. Сукцессии вызваны взаимодействием живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой. Сукцессионный ряд – цепь последовательно развивающихся на одной и той же территории биоценозов.

Различают сукцессии:

Первичные сукцессии: 1) начинаются на месте, не занятом жизнью – на скалах, песчаных дюнах, наносах рек, застывших лавовых потоках и т. п.; 2) они продолжитель­ны по времени (длятся тысячи лет); 3) начальные стадии в них протекают медленно, а конечные – быстрее. Скала → лишайники и мхи → травы → кустарники → елово-березовый лес → еловый лес.

Вторичные сукцессии: 1) развиваются на месте сформировавшихся экосистем после их нарушения в результате эрозии, пожаров, засухи, вырубки и т. п.; 2) протекают повсеместно и постоянно; 3) начальные стадии в них протека­ют быстро, а конечные – медленнее.

Заброшенная пашня →травы → кустарники → елово-березовый лес → еловый лес

Смена одного фитоценоза в экосистеме другим составляет сукцессионный ряд (лесная вырубка сменяется березняком, затем смешанным лесом и, наконец, ельником; отмирание водных растений и осаждение на дно ила вызывает развитие болота на месте озера). Сукцессия завершается образованием наиболее устойчивого сообщества, находящегося в относительном равновесии с абиотической средой, которое называется климаксовым сообществом, или климаксом (ельник, дубрава, торфяное болото). В таком состоянии для сообщества характерны наибольшая биомасса и богатый видовой состав.