A koncepció az ökoszisztéma működését

Ökoszisztéma - az alapvető funkcionális egység az ökológia. Ez magában foglalja az összes élőlények (biotikus közösség), működik együtt egy adott területen, amelyek kölcsönhatásba lépnek a fizikai hordozón úgy, hogy az energia áramlását létrehoz egy jól meghatározott szerkezete és forgalomba biotikus anyagok között élő és élettelen részeit.

Az általános elmélet ökoszisztéma közös tulajdonságokkal rendelkeznek. jellemző komplex rendszerek. Ezek a tulajdonságok a következők: megjelenése, az alapelemek, szükséges sokféleség, a stabilitás, disequilibrium elve nézete anyagcsere vagy energia alakulását.

A megjelenése (az angol megjelenése -. Megjelenés, megjelenés) a rendszer - a mértéke nem redukálható a rendszer tulajdonságait a tulajdonságok az azt alkotó elemek. A rendszer tulajdonságai függnek nemcsak alkotóelemeinek, hanem a jellemzői közötti kölcsönhatás őket (például, a jelenség a szinergizmus kapott akkor is, ha a toxikus anyagok a kölcsönhatás bizonyos toxikus vegyületek).

Az elv a szükséges elemek variációja annak biztosítása, hogy valamennyi rendszer nem állhat pontosan ugyanazokat az elemeket, sőt, a különböző elemek teszik ki, ez egy szükséges feltétele a működését. Az alsó határérték egyenlő két sokszínűség felső - tart végtelenbe. A fajta és a rendelkezésre a különféle fázisú Államok Az anyag alkotó ökoszisztéma meghatározza annak heterogenitása.

Stabilitás a dinamikus rendszer és az a képessége, hogy önfenntartó függ túlsúlya belső kölcsönhatások a külső. Ha a külső hatása a biológiai rendszerben meghaladja a teljesítmény a belső kölcsönhatások, okozhat visszafordíthatatlan változásokat vagy megsemmisítése a rendszer. Stabil vagy állandó dinamikus a rendszer fenntartása folyamatosan végzett külső munka, amely előírja, hogy a beáramló energia, átalakítják a rendszerben, és a rendszeren kívül lefolyóba.

egyensúlyi elv az, hogy a rendszer részvételével működő élőlények vannak nyitva, így jellemzi őket áramlás és kiáramlása energia és az anyag, hogy nem lehet tenni egy egyensúlyi állapot. Következésképpen minden olyan ökoszisztéma egy nyitott, dinamikus, -neravnovesnuyu rendszert.

2. táblázat A viselkedés a rendszer egyensúly és egyensúlyi területek

A koncepció az egyensúly egyik fő pontja a tudomány. A szempontból a tudomány, mint a szinergia (a görög  - együtt eljáró ;. interdiszciplináris kutatások területén önálló szervezeti folyamatok és samodezorganizatsii különböző rendszerek, beleértve a nappali, például a populációk), ott vannak a következő eltérésekkel közötti egyensúlyt, és nem egyensúlyi rendszerek:

A rendszer reagál a külső körülmények.

a rendszer viselkedését véletlenszerűen, és nem függ a kezdeti feltételek, de függ a történelem.

teremt az energia áramlását a rendszerben eljárás tehát annak entrópiája csökken.

A rendszer működése szervesen.

A rendszer lehet egy egyensúlyi állapotban, és egyensúlytalanság; így annak viselkedése jelentősen különbözik (táblázat. 2). Összhangban a termodinamika második törvénye egyensúlyi jön a zárt rendszer, azaz a rendszer nem kap áramot kívülről. Ennek hiányában a külső energia beléptető rendszer hajlamos az egyensúlyi állapot, amelyben az entrópia nulla. Abban az esetben, ha a rendszer nincs egyensúlyban, a feltételek kialakulását az új szerkezetek, amelyre szüksége van a következő: 1) a nyitottság a rendszer 2) a nem-egyensúlyi állapotban; 3) jelenlétében ingadozások. Minél összetettebb a rendszer, annál több fajta ingadozásokat okozhat instabil állapotban. Azonban a komplex rendszerek, van kapcsolat részei között, amelyek lehetővé teszik a rendszer fenntartása az állandósult állapotot. Az arány közötti ellenállást, biztosítja a kapcsolatot a részek között, és az instabilitás miatt jelenléte ingadozások meghatározott küszöbérték a rendszer stabilitását. Ha ezt a határértéket túllépi, a rendszer belép a kritikus állapotban, amely az úgynevezett elágazási pontig. Ezen a ponton a rendszer instabillá válik képest ingadozások és mehet egy új állam stabilitását. Ez a rendelkezés nagy jelentőséggel bír az evolúció ökoszisztémák. Az elágazási ponttól a rendszer, mert a választás egy vagy több módon az evolúció.

A túlnyomó többsége rendszerek jellegű tárgya nyitni, cseréje energia a környezetet, és az információs anyag. A vezető szerepet a természetes folyamatok nem tartozik a rend, stabilitás és az egyensúly, és az instabilitás és egyensúlytalanság, hogy van, minden rendszer ingadozhat. Az elágazási ponttól a rendszer nem áll fel, és megsemmisült, és ebben az időben lehetetlen megjósolni, milyen állapotban lesz: Vajon a kaotikus állapot a rendszer, vagy költözik egy új, magasabb szintű betegség.

Az egyensúly elvét a természetben nagy szerepet játszik. Eltolja az egyensúlyt a fajok közötti ugyanabba az irányba vezethet a kihalás mindkét faj. Például, a pusztítás a ragadozók vezethet a megsemmisítése az áldozatok, akiknek a környezeti nyomás esetén nagyobb lehet olyan mértékben, hogy nem volt elég élelmiszer. A természetben van egy hatalmas számú egyensúlyok, hogy támogassa a teljes természet egyensúlyát.

Egyensúly a természetben nem statikus, hanem dinamikus és egy mozgást egy pont körül stabilizálódtak. Ha a stabilitás a lényeg nem változik, akkor egy ilyen állapotot nevezik homeosztázis (a görög  -. Ugyanez, hasonló és s - mozdulatlanság, stop). Homeosztázis - vagy a szervezet azon képességét, hogy fenntartsák a stabil rendszer (dinamikus) egyensúlyi változó környezeti feltételek.

Az egyensúly elve, a természetes rendszer áramlási energia halad át rajta hajlamos felé terelnie az állandósult állapotot. Homeosztázis természetben létező, akkor automatikusan megy végbe rovására visszacsatolási mechanizmusok. Fiatal rendezetlen viszonyok rendszere, mint általában, vannak kitéve kerüli, és kevésbé képes ellenállni a külső zavarások képest érett rendszerek, amelyek komponensei volt alkalmazkodni egymáshoz, hogy halad az evolúciós alkalmazkodás.

Természetes egyensúly azt jelenti, hogy az ökoszisztéma megtartja stabil állapotban és néhány paraméter változatlan, annak ellenére, hogy a hatását a környezeti tényezők. Mivel az ökoszisztéma egy nyílt rendszer, az állandósult állapot azt jelenti, hogy az áramlás az anyag és az energia áramlását a bemeneti és kimeneti egyenlítik.

Következésképpen az egyensúlyt - lényeges eleme működésének természetét, amellyel az embernek számolnia azzal a céllal, természet törvényei, amelyek értéke ő csak kezdik felismerni.

Az anyagot a környezet és az energia-rendszer, mivel a következőképpen osztályozhatók: 1) az izolált rendszer (megosztás nem lehetséges); 2) A zárt rendszer (a csere nem lehetséges anyag és energiacsere kerülhet sor semmilyen formában); 3) nyitott rendszerek (esetleges csere az anyag és energia).

Rendszerek, amelyek össze vannak kapcsolva flow anyag, energia és információ nevezzük dinamikus. Minden élő rendszer egy dinamikus nyílt rendszer.

Kivétel nélkül, az ökoszisztémák és még a legnagyobb - a bioszféra - nyitott, így ahhoz, hogy a funkció, meg kell kapni és adni energiát. Emiatt a koncepció az ökoszisztéma figyelembe kell venni a létezését összekapcsolt és alapvető működéséhez önfenntartás és az energia fluxus a bemeneti és kimeneti, azaz a valódi működő ökoszisztéma kell bemenet, és a legtöbb esetben, a kiáramlási újrahasznosított anyagok és az energia.

A mértéke a környezeti változások a bemeneti és kimeneti rendkívül változó, és függ:

rendszer mérete: minél kisebb, annál inkább függ a külső befolyások

árfolyam: az intenzívebb cseréjét, annál beáramlás és kiáramlás

kiegyensúlyozott autotróf és heterotróf folyamatok: a több zavart, hogy egyensúly, annál nagyobb kell, hogy legyen a beáramló energia kívülről;

színpad és fejlettségi fokát a rendszerben: fiatal rendszerek eltérnek érett.

napfény energia belép az ökoszisztéma, ahol fotoautotróf organizmusok alakítjuk kémiai energiává szintéziséhez használt szerves vegyületek szervetlen. Az energia fluxus van irányítva az egyik irányban: a bejövő része napenergia alakítjuk közösség és továbblép minőségileg magasabb szakaszában, ami átalakul egy szerves anyag, amely egy sokkal koncentráltabb formában az energia, mint a fényt; A nagyobb része az energia átáramlik a rendszeren, és elhagyja azt. Elvileg az energia lehet halmozni, majd megjelent vagy exportált, amint a rendszer (ris- 1), de nem lehet újra használni.

Ellentétben az energia tápanyagok és a víz elengedhetetlen az élethez, újra felhasználható. Miután haldokló organizmusok lebontják a szerves anyagokat, és ismét átalakíthatjuk szervetlen vegyületek. Együttesen az ökoszisztéma is képviselteti magát egy egységet alkotnak, amelyben a tápanyagok, abiotikus tényezők közé tartoznak a biotikus és vissza, azaz van egy állandó ciklikus ügyben hozott élő (biotikus) és élettelen (abiotikus) komponenseket.

Ábra. 1. Működési diagram az ökoszisztéma

Az önszabályozó rendszer, amely magában foglalja az ökoszisztéma, fontos szerepet játszik a negatív visszacsatolás. Az az elv, negatív visszacsatolási mechanizmusok épülnek összes élettani funkció minden olyan szervezetben és karbantartása állandó belső környezet és a belső kapcsolatok bármely önszabályozó rendszer.

Tekintsük a helyzetet, mint egy példa öntisztuló víztestek. Tegyük fel, hogy hatása alatt a külső tényezők (beáramlását a tartályba termőtalaj és az akkumulátorokat) kezdte intenzív fejlesztése fitoplankton. Ez fokozott növekedés a zooplankton és koncentráció csökkentése ásványi anyagok, ami hozzájárul a gyorsabb és csökkenti ragadozó a fitoplankton növekedését. Egy idő után, a csökkenés az állattenyésztésben hiánya miatt az élelmiszer. A átmeneti emelkedése vízi biomassza növekedéséhez vezet a tömege törmelék, amelyek közül az élelmiszer-baktériumok, fokozódását idézi reprodukció. A baktériumok, viszont rontja detritusz és így engedje az elemeket. Így a ciklus zárva van, és a tartály újra feltételeit felgyorsítása az fitoplankton. Az egész rendszer negatív ellenkező előjelű.

Pozitív visszajelzés, éppen ellenkezőleg, nem járul hozzá a szabályozás, ami destabilizáció a rendszer, ami nekik sem az elnyomás és a halál, vagy a növekedés felgyorsítása, melyet általában követi a zavar és a pusztítás. Például, bármely növény közösség talaj termékenységét, növényi növények száma, elhalt növényi maradványok és a humusz képződik hurok visszajelzés pozitív kapcsolatokat. Egy ilyen rendszer instabil egyensúlyi, mivel a veszteség a talaj és a tápanyagok eredményeként erózió vagy eltávolítása a termés ellenszolgáltatás nélkül a tápanyagok eltávolítását okot ad a talajtermékenység és a termelékenységet. Ez a jelenség előtt álló őseink korában perjel-és égési mezőgazdaság, ennek eredményeként a termékek kivonása ellenszolgáltatás nélkül történő eltávolítására meredeken csökkenő talaj termékenységét, arra kényszerítve az embereket, hogy elhagyják egyes területeken, és újak kialakítása.

Így tehát az alkotóelemek az ökoszisztéma - az energia áramlását, a ciklus anyagok biotikus és abiotikus tényezők és ellenőrzik visszacsatolás.

Környezetvédelmi törvények jellemző ökoszisztémák működésének:

Bármely természetes rendszer csak akkor alakulhat ki az olyan anyagok felhasználását, az energia és az információs kapacitását a környezetet. Teljesen elszigetelt fejlődés lehetetlen. A fő következménye ez a törvény:

a) teljesen hulladékmentes termelés nem lehetséges, mint ami a „örökmozgó”. Optimális a gyűrűs (hulladékok néhány eljárás a nyersanyag, a többi), a semlegesítés okoz maradandó energia és egyéb hulladékok, ésszerű lerakódás (ártalmatlanítás) elkerülhetetlen maradékok; b) olyan fejlett biotikus rendszerek, felhasználása és módosítása a környezet az élet, potenciális veszélyt jelent a kevésbé szervezett rendszerek. Ezért a bioszférában nem lehet újbóli megjelenése az élet - akkor tönkremegy a meglévő szervezetek. Ezért dolgozik környezetben, az egyik kell semlegesíteni ezeket a hatásokat, mivel azok romboló hatású lehet a környezetre és az ember.

Anyag, az energia, az információs és minősége néhány természetes a rendszereket úgy, hogy bármilyen változás egyik ilyen tényező az a funkcionális, szerkezeti, minőségi és mennyiségi változások minden rendszer és azok hierarchiáját.

Az elv a Le Chatelier - Brown: Ha a külső fellépés, amely kiírja a rendszer egy stabil egyensúlyi állapotból, ez az egyensúly felé tolódik el a folyamat, gyengülő külső hatás.

Az elv az energiatakarékosság (L.Onzagera): a valószínűsége, hogy a folyamat egy több irányban által engedélyezett elvei termodinamika, azt rájött, hogy biztosítja a minimális energia disszipációs.

Az elv megőrzése érdekében (Prigogine): nyitott rendszerek entrópiája nem növeli, hanem csökkenti, amíg, amíg el nem ér egy állandó érték mindig nagyobb, mint nulla.

Schrödinger-szabály (a „hatalom” a test a negatív entrópia) kötelezze a test nagyobb, mint a környezet és a test ad ebben a környezetben hosszabb betegség, mint amennyit kap.

Törvény maximalizálja a tápanyag energia (entrópia) Vernadszkij - E.S.Bauera: bármely biológiai rendszer adott egyensúlyban van a környezetre és az evolúciós fejlődő, növekvő hatása a környezetre, ha nem zavarja a külső tényezők.

Törvény maximalizálja ökoszisztéma energia: az egymással versengő ökoszisztémák, amelyek lehetővé ebben a környezetben, a győztes az, amelyik a leghatékonyabban használja fel az energiát és az információt.

optimalitása jog: a kompozíció és alkatrészek méretének ökoszisztémák nem lehet önkényes, és biztosítaniuk kell az optimális működéséhez az egész rendszer az adott körülmények között a környezetbe.

Törvény Szükséges Variety: nincs hatékony és fenntartható ökoszisztéma nem épül azonos elemeket.

Ökoszisztéma, amely elvesztette egyes elemeit, nem tud visszatérni az eredeti állapotába.

Csökkentve a természetes élővilág küszöböt meghaladó érték, ez megfosztja a környezet stabilitása, amely nem lehet visszaállítani a szennyvíztisztító telepek és megteremti átmenet zéró hulladék termelés (V.G.Gorshkov). A kizsákmányolás, a természeti rendszereket nem lépi túl, így ezek a rendszerek fenntartása tulajdonságait önmegújító (önszerveződés és önszabályozás).