Свойства экосистем:

1. Целостность и самовоспроиводимость.

Круговорот веществ и поток энергии обеспечивают целостность экосистемы – взаимосвязь ее организмов друг с другом и с природной средой.

мин. в-ва, О2, СО2 орг. и неорг. в-ва, энергия

световая энергия СО2

О кр. среда Растения (продуценты) Консументы Окр. среда

орг. в-ва, энергия

О2, СО2 О2

Р е д у ц е н т ы

мин. в-ва

Основные условия самовоспроизводства экосистемы:

- наличие в среде пищи и энергии (для автотрофов – солнечной, для хемотрофов – химической);

- способность организмов к размножению;

- способность организмов воссоздавать среду обитания (структуру почвы, прозрачность воды).

2. Устойчивость – свойство экосистемы сохранять внутренние параметры. Устойчивость экосистемы зависит от:

- выносливости организмов;

- способности организмов размножаться в широком диапазоне;

- возможности перестройки цепей питания в богатых сообществах;

- видового разнообразия.

Самые устойчивые экосистемы – тропические леса (свыше 8000 видов растений), достаточно устойчивые леса умеренной полосы ((2000 видов растений), менее устойчивые – тундровые биоценозы (500 видов растений), мало устойчивые экосистемы океанических островов. Фруктовые сады или посевные поля вообще не могут существовать без поддержки человека: они зарастают сорняками и уничтожаются вредителями.

3. Саморегуляция – поддержание определенной численности популяций, основанное на взаимодействии организмов на всех уровнях пищевых цепей.

Цепь: растения à мышь à змея à орел. Если по какой-либо причине один из членов пищевой цепи исчезает, то виды, в основном, питавшиеся исчезнувшим видом, начинают поедать в большем количестве пищу, которая ранее была для них второстепенной: растенияà мышь à орел.

В биоценозе популяции организмов взаимно ограничивают свою численность, благодаря чему данная экосистема существует длительное время, то есть численность особей в экосистемах саморегулируется.

Неразумное вмешательство в природные экосистемы человека приводит к непредсказуемым последствиям. Например, середина XIX века, Австралия: на одной из ферм выпустили на волю 12 пар кроликов, через 40 лет количество кроликов увеличилось до нескольких сот млн. особей (в Австралии практически не было хищников, регулирующих численность этих животных).

Нарушение естественных цепей питания под воздействием антропогенного фактора может привести к неконтролируемому росту численности особей одних популяций и сокращению численности особей других популяций, то есть к нарушению природного равновесия.

Проблема восстановления в биоценозах природной саморегуляции особенно важна в наши дни, когда многие виды находятся на грани исчезновения.

Устойчивость экосистемы – понятие относительное, так как с течением времени изменяются как внешние факторы – абиотические (климатические – резкие перепады температуры, периоды с обильными осадками и с недостатком влаги), так и характер взаимодействия организмов биоценоза, т.е. биотические (выпас скота – вытаптывание трав, поедают определенные виды растений, их количество сокращается, увеличивается численность видов непоедаемых растений). Изменения в экосистему вносит человек – антропогенный фактор (вытаптывание растительности в зонах отдыха, вырубка леса, пожары и пр.).

Смена экосистем – сукцессия (от лат. successio – вступление на чье-либо место, преемственность). Различают первичную и вторичную сукцессии. Первичная сукцессия – сукцессия, которая начинается на лишенном жизни месте. Вторичная сукцессия - сукцессия, которая развивается на месте ранее существовавшего сообщества. Рассмотрим первичную сукцессию, связанную с абиотическими факторами и жизнедеятельностью организмов – продуцентов:

Каменистое место
↓ ↓
выветривание горных пород под действием абиотических факторов (температура, влажность)		цианобактерии (синезеленые водоросли), бактерии, грибы, водоросли, накипные лишайники
↓ ↓
разрушение породы		накопление минеральных и органических веществ, органических остатков

В результате деятельности такого биоценоза образуется питательная смесь, на которой вырастают неприхотливые споровые растения, не имеющие корней – мхи, кустистые лишайники. По мере отмирания примитивной растительности образуется тонкий слой почвы.

Пионерские виды постепенно вытесняются травами – это осоки, злаки, клевер, на смену которым приходят кустарники, затем деревья - образуется лесная экосистема (проходит несколько сотен лет).

Вторичная сукцессия – зарастание озера. Смена экосистемы мелкого водоема практически происходит на глазах одного поколения. Озеро: вдоль берегов разрастаются осоки, камыши, мхи, остатки растений падают на дно, в условиях недостатка кислорода образуется торф, происходит заболочивание (исчезновение одних видов растений и животных, появление других, приспособленных к болотистой среде) à влажные луга à кустарники à деревья: образуется лесная экосистема.

Каждая стадия сукцессий сменяют друг друга, пока не наступит состояние равновесия. Скорость изменений при вторичной сукцессии выше, чем при первичной.

Таким образом, сообщества изменяются в течение времени. В результате этих изменений – сукцессий, достигается равновесие и повышается устойчивость экосистем. Самая устойчивая экосистема - лес, так как обладает наибольшим видовым разнообразием.

Важную роль в поддержании соответствия между организмами и средой обитания играют не только морфологические особенности, но и физиологические и поведенческие реакции. Со временем условия среды изменяются. Эти изменения могут быть циклическими – повторяющимися через определенные промежутки времени, направленными – изменяющимися в определенную сторону, хаотическими – неопределенными, непредсказуемыми.

Способы переживания организмами циклических изменений внешней среды зависят от продолжительности жизни организмов. Организмы с короткой продолжительностью жизни более специализированы, приспособлены к строго определенным условиям. Пример, майский жук, вылетающий из куколок только после появления листьев на определенных растениях. Все остальное время они проводят глубоко в почве.

Многие виды животных – птицы, млекопитающие, рыбы, жизнь которых продолжительна, активны в течение всего года. Они менее специализированы, но имеют ряд свойств, приспособлений, которые помогают им справляться с возникающими трудностями. Например, одни животные впадают в спячку (полевки, лесные мыши), у других меняется густота меха и его окрас (заяц-беляк).

Примером сезонных изменений образа жизни являются миграции – массовые переселения в другие климатические области (перелеты птиц, миграции северных оленей и др.).

Поля, огороды, сады – биогеоценозы, созданные человеком, называются агроценозами. Агроценоз – экосистема, структуру и функции которой создает, поддерживает и контролирует человек. Агроценоз и природный биогеценоз имеют черты сходства и отличия.

	Агроценоз	Природный биогеоценоз
Сходство	1) являются открытыми системами (получают энергию света извне); 2) внутри каждого действует отбор, борьба за существование; 3) имеют сходную структуру (продуценты, консументы, редуценты); 4) в обоих случаях действует правило экологической пирамиды; 5) в любых биогеоценозах существуют пищевые цепи.
Отличия	Создан человеком	Сложился в естественных условиях
	Видовой состав малочисленный	Видовой состав разнообразный
	Действует искусственный отбор	Действует естественный отбор
	Пищевые цепи короткие	Пищевые цепи длинные
	Неустойчивая система, без помощи человека существовать не может	Устойчивая природная система
	Органические вещества удаляются из системы человеком в качестве урожая Незамкнутый круговорот веществ.	Органические вещества остаются внутри системы. Замкнутый круговорот веществ
	Кроме солнечной энергии есть дополнительные источники энергии (удобрения)	Единственный источник энергии -солнце