Учебное пособие для студентов естественных специальностей Павлодар (075. 8) Ббк 28. 080. 3 Я73 Б81

1.1.1 Критическая нагрузка

Рисунок 2 - Состояния системы. В центральной части – зона оптимума, в пределах, по обе стороны от центральной области – зона устойчивости. Области, выделенные по краям, соответствуют критической нагрузке на систему, за ее пределами происходит разрушение существующей структуры

1.2 Естественное восстановление экосистем

В нашу задачу не входит обсуждение непрекращающихся разрушающих воздействий человека на среду своего обитания, мы ограничимся рассмотрением условий, при которых, возможно достаточно быстрое восстановление свойств ландшафтов. Как правило, критерием такого восстановления являются гигиенические показатели, - то есть отсутствие прямого негативного влияния на здоровье человека, или экономические – сведение к минимуму хозяйственного ущерба на нарушенных ландшафтах.

Любые природные ресурсы с неумолимой закономерностью будут использованы. Об этом говорит первый биогеохимический принцип В.И. Вернадского, утверждающий, что биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

Естественное восстановление нарушенных экосистем происходит по определенным закономерностям. Среди них – поэтапная смена видов, обусловленная свойствами нарушенного ландшафта и биологическими свойствами организмов. Такая смена сообществ организмов называется сукцессией. Сукцессия (от лат. successio — преемственность) - последовательная смена одних сообществ организмов (биоценозов) другими на определенном участке среды. При естественном течении сукцессия заканчивается формированием устойчивой стадии сообщества (климаксом). При изменении условий устойчивость системы уменьшается, и происходят изменения сообщества.

Различают первичную и вторичную сукцессии. Первичная сукцессия начинается на субстратах, не затронутых почвообразованием. Они могут быть естественными (застывшая вулканическая лава, эоловые отложения, участки литосферы, обнажившиеся после отступания ледников и т.п.) и искусственными (терриконы, образующиеся при проведении вскрышных работ и отсыпке рудных пород, золоотвалы и т.д.). Эти условия неблагоприятны для большинства растений, а, следовательно, и для животных. Растения, которые появляются на таких территориях, первыми - должны быть устойчивыми к отсутствию почвы и недостатку влаги. Течение процесса сукцессии, его скорости определяется темпами накопления органического вещества в почве и повышения влажности.

Классическим примером первичной сукцессии служат процессы происходившие на острове Кракатау в Индонезии после извержения вулкана. Большая часть острова была уничтожена, а оставшийся участок суши засыпан раскаленным пеплом, толщина слоя составляла 60 метров. Естественным образом произошла стерилизация участка суши. Однако уже через год на острове были обнаружены травянистые растения и один вид пауков. Через 25 лет на острове было 202 вида животных, через 36 лет - 621 вид, а через 51 год – на острове был молодой лес, и насчитывалось 880 видов животных. Разумеется, в условиях севера Казахстана такие темпы развития экосистем недостижимы, но общие принципы характерны для любых условий, совместимых с жизнью. В настоящее время можно наблюдать преобразования экосистем, происходящие на обнажающемся дне Аральского моря и других территориях, в той или иной мере подверженных нарушениям. Одна из идей колонизации других планет заключается в «посеве» микроорганизмов различных видов. Дальнейшая их судьба будет представлена способности живых организмов к адаптации в самых широких границах условий внешней среды.

Вторичная сукцессия происходит в нарушенных ландшафтах, в которых почва и некоторые организмы сохранились. Такие воздействия на экосистемы также могут быть естественными или антропогенными. Это могут быть пожары в лесах или степи, причиной которых могут служить природные явления или действия человека, массовые выбросы нефтепродуктов, ядохимикатов и другие воздействия, приводящие к угнетению живых сообществ.

Сукцессия может быть сложной, отдельные ее стадии могут выпадать или повторяться, особенно при повторном действии на такую экосистему. Но если на данной территории нет влияния извне и экосистема предоставлена естественному ходу событий, то в конечном счете она приходит к более или менее устойчивому состоянию, которое называется климаксом. Потенциально, такое состояние определяется в первую очередь климатом и может сохраняться неопределенно долгое время.

В сообществе, достигшем климаксного состояния, при отсутствии внешних влияний устанавливается динамическое равновесие и изменений практически не происходит, так как нет видов, которые могли бы вытеснить представителей живых организмов, занимающих данное местообитание. Известно Интересен энергетический взгляд на проблему развития экосистем во времени, как переход в энергетически наиболее выгодное состояние. Этот закон свойствен всем системам и определяет наиболее вероятное направление процессов в системах

правило максимального "давления жизни": - организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число. "Давление жизни" лимитировано емкостью среды обитания и многими другими закономерностями системного мира: - законом ограниченного роста, правилами взаимной приспособленности, внутренней непротиворечивости, соответствия среды генетической предопределенности организма и пр.