Принцип Ле Шательє-Брауна

Механізми регуляції екосистемних процесів

Стабільність і стійкість екосистем. Резистентна та пружня стійкість угруповань

Стійкість угруповань викликає інтерес екологів з двох причин. Перша з них практична і по-справжньому злободенна. Оскільки сучасне людство день від дня все інтенсивніше порушує природні угруповання і агроценози, абсолютно необхідно знати, як вони реагують на подібний вплив і як приблизно стануть реагувати на нього в майбутньому. Оскільки стійкість угруповання і є міра його чутливості до порушення.

Друга причина, яка змушує цікавитися стійкістю, - більш загальнотеоретичного порядку. За визначенням стійкими називають угруповання, що зберігають свої особливості в часі. Тому ті з них, які реально існують, судячи з усього, мають властивості, що додають їм стійкість. Фундаментальнє питання в екології угруповань формулюється так: чому угруповання такі, якими вони є? Принаймні частковим відповіддю на нього, мабуть, буде: через наявність певних стабілізуючих властивостей.

Принцип Ле Шательє - Брауна - при зовнішньому впливі, яке виводить систему зі стану стійкої рівноваги, ця рівновага зміщується в напрямку, при якому ефект зовнішнього впливу зменшується. Розроблений спочатку для умов хімічної рівноваги, цей принцип став застосовуватися для опису поведінки самих різних систем, що самопідтримуються.

Як приклад можна привести механізми регуляції метаболічних процесів у пойкілотермних тварин. Вважається, що "холоднокровні" тварини мають температуру тіла тотожну температурі зовнішнього середовища. Частково це так, хоч добре відомо, що у комах в польоті температура тіла значно вища від температури повітря. Окрім того, багато які пойкілотермні істоти в різний час доби, в залежності від свого фізіологічного стану, обирають певні ділянки з тією чи іншою температурою. Так, рептилії полюбляють погрітися на сонечку. Але значно менше відомо, що риби також здатні суттєво змінювати рівень свого метаболізму, вибираючи певні горизонти води з різною температурою.

Всі біологічні та екологічні системи є системами, що саморегулюються, зі здатністю до самоорганізації та накопичення упорядкованості. Механізми регуляції забезпечують стійкість системи та її адекватні зміни в умовах середовища, які постійно змінюються

В основі регуляції будь-яких процесів лежить механізм зворотного зв'язку. Якщо вихідні параметри системи впливають на вхідні, то система регулюється петлею зворотнього зв'язку. Якщо зростання вихідних параметрів призводить до зростання вхідних, має місце позитивний зворотній зв'язок, у протилежному випадку - негативний.

Щодо живої матерії, то позитивний зворотній зв'язок має місце при j - подібному рості популяції, при спалахах чисельності видів, при пандеміях тощо.

Механізм негативного зворотного зв’язку забезпечує відновлення та підтримання рівноваги (порядку) в системі. Цей механізм існує в системах різних типів: природних, технічних, біологічних, економічних тощо. Принцип регулювання за допомогою зворотних зв’язків є одним із ключових у кібернетиці. Якщо значення параметрів регулювання відхиляються на виході від заданих, що свідчить про порушення рівноваги в системі або про неоптимальний режим її функціонування, то завдяки механізму зворотного зв’язку відбувається таке коригування входів системи, щоб рівновага в ній відновилась. Але повністю компенсувати збурення, особливо коли вони інтенсивні, доволі складно. Це можна зробити лише у штучних технічних системах.

Крім системи зворотного зв'язку стабільність забезпечується надмірністю функціональних компонентів. Наприклад, якщо в угрупованні є декілька видів автотрофів, кожен з яких характеризується своїм температурним діапазоном функціонування, то швидкість фотосинтезу угруповання в цілому може залишатися незмінною, незважаючи на коливання температури. Цей спосіб дозволяє системі без зворотного зв'язку відповідним чином реагувати на те, що порушує вплив.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Динаміка біоценозів	\|	Пружна стійкість

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.