1.4. Системность экологии

Экология рассматривает живые системы и их элементы, которые находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависи­мости.

Система (от греч. systemo — целое) — общенаучное по­нятие, которое выражает совокупность элементов, находя­щихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Под «элементом сис­темы» понимают объект или совокупность объектов (иног­да разнородных), выполняющих одну функцию. Главное, что определяет систему, — это взаимосвязь и взаимодей­ствие элементов в рамках целого. Системный метод — один из общенаучных, междисциплинарных подходов, методо­логическое средство изучения интегрированных объектов и интегральных зависимостей и взаимодействий.

Понятие системы, как и системный метод в целом, фор­мировались постепенно, по мере того, как наука и практи­ка овладевали разными видами и формами целостных объ­единений предметов и явлений. Говоря о системных поня-

тиях, важно познакомиться с общими положениями тео­рии систем.

Различают три вида систем:

замкнутые, которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни энергией;

закрытые, которые обмениваются с соседними энерги­ей, но не веществом (например, космический корабль);

открытые, которые обмениваются с соседними и веще­ством, и энергией.

В живой природе системы обмениваются с окружением, кроме вещества и энергии, также и информацией, посред­ством которой происходит, в частности, управление и переда­ча наследственных признаков от организмов к их потомкам.

Существование систем немыслимо без связей. Различа­ют следующие связи:

прямая связь, при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции; например, действие Солн­ца на земные процессы;

обратная связь, при которой элемент В отвечает на действие элемента А. Обратные связи бывают положитель­ными и отрицательными. И те, и другие играют сущест­венную роль в экологических процессах и явлениях.

Обратная положительная связь ведет к усилению про­цесса в одном направлении. Например, заболачивание тер­ритории после вырубки леса. Действие этого процесса в од­ном направлении происходит следующим образом: вырубка леса — уплотнение почвы — накопление воды на поверхнос­ти — появление растений — влагонакопителей (сфаговые мхи) — увеличение увлажнения — обеднение кислородом — замедление разложения растительных остатков — накопле­ние торфа — дальнейшее усиление заболачивания.

Обратная отрицательная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента А увеличивается противоположная по направлению сила действия элемента В. Такая связь позволяет сохраняться системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Эти связи наиболее распространены в природных системах. На них прежде всего базируется устойчивость и стабильность экосистем. Пример такой взаимосвязи — взаимоотношение между хищником и его жертвой. Увеличение численности жертвы как кормово­го ресурса создает условия для размножения и увеличения численности хищников. Они, в свою очередь, начинают более интенсивно уничтожать жертву и снижают ее числен­ность. В целом численность хищника и жертвы синхронно колеблется в определенных границах.

Одно из отрицательных проявлений деятельности человека в природе связано с нарушением системных связей, что может привести к разрушению экосистем или к переходу их в другое состояние.

Универсальное свойство экосистем — их эмерджентность (от англ. emergent — возникновение) заключается в том, что целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его час­тей. Иначе говоря, система — это целое, которое больше, чем сумма составляющих его частей. Недоучет эмерджентности может привести к крупным просчетам при вмешательстве че­ловека в жизнь экосистем или при моделировании систем.

Системный подход в биологии позволил получить предста­вление о сообществах живых организмов и их отношений со средой, что привело к формированию таких понятий, как «экосистема» и «биоценоз» — ключевых понятий в экологии.