Причины устойчивости и смены экосистем

Вопрос 1. Какое значение для устойчивости экосистемы имеет ее видовое разнообразие?

Видовое разнообразие является определяю­щим фактором, обеспечивающим стабиль­ность экосистемы. Чем разнообразнее пище­вые цепи и сложнее их переплетение, тем ус­тойчивее биоценоз. Действительно, в сложных цепях с большим видовым разнообразием эко­логические возможности разных видов допол­няют и компенсируют друг друга. В результа­те даже при значительном изменении условий окружающей среды сложная система сохраня­ет свою целостность. Наиболее опасно (с точки зрения нарушения устойчивости) для экосис­темы уменьшение биомассы продуцентов, а также повреждения на уровне таких элемен­тов биотопа, как почва, вода, воздух.

Вопрос 2. Что такое равновесное состояние экосистемы?

Равновесное состояние экосистемы означает, что та биомасса (первичная продукция), кото­рую синтезируют зеленые растения и другие ав­тотрофы, в энергетическом отношении соответствует потребностям экосистемы. При уменьше­нии потребностей консументов и редуцентов начинается накопление органического вещест­ва, при увеличении — расходование его. Резуль­татом накопления является, например, отложе­ние торфа. Перерасход ведет к снижению чис­ленности консументов, а в некоторых случаях — к радикальным экологическим изменениям (козы, завезенные на мелкие тропические остро­ва, истребили исходную растительность и при­вели к превращению лесов в полупустыню).

Вопрос 3. Приведите примеры быстрой смены экосистем.

Примером быстрой смены экосистем яв­ляется зарастание озера. Сначала у берегов образуется сплавина — поверхностный слой влаголюбивых и водных растений. Затем про­исходит накопление торфа, постепенно запол­няющего чашу водоема. В итоге озеро исчеза­ет, сменяясь болотистым мелким лесом.

В случае смены сосняка ельником семена ели, попадающие в сосновый лес, сначала раз­виваются под сосновыми кронами. Затем, ког­да ели вырастают достаточно высокими, они начинают угнетать рост светолюбивых сосен. Ель же является растением теневыносливым и продолжает прекрасно развиваться. Со време­нем сосны в лесу замещаются елями; происхо­дит смена и нижних ярусов: на место кустар­ничков и трав приходят мхи, устойчивые к не­достатку света и повышенной влажности.

Другой пример — зарастание места, где про­шел лесной пожар. В этом случае в средней по­лосе России в течение относительно короткого времени происходит последовательная смена основных продуцентов: травы — кустарники — лиственные деревья — хвойные деревья.

Вопрос 4. От чего зависит конечный этап разви­тия экосистемы?

Конечный этап развития экосистемы зави­сит от климатических (прежде всего, годовые колебания температуры и количество осад­ков), почвенных и топографических условий. Например, в полярных широтах типичной экосистемой является тундра, в умеренном по­ясе — смешанные леса, в горах на высоте 2—3 км — альпийские луга. В случае водных экосистем важнейшее значение имеют темпе­ратура и соленость воды, глубина и тип водо­ема. С течением времени условия на Земле (особенно для наземных экосистем) изменяют­ся, что приводит к смене биоценозов.