Главная | Обратная связь

Тема 1.5. Синекологія

План

1. Поняття про екосистеми.
2. Властивості екосистем.*
3. Структура екосистем.*
4. Харчові ланцюги та екологічні піраміди.**
5. Поняття про екологічну нішу.*
6. Сукцесії як зміни угруповань в біоценозах.**

1. Екосистема– відносно просторово обмежена, внутрішньо однорідна природна система функціонально взаємопов’язаних живих організмів і оточуючого їх абіотичного середовища, з яким вони обмінюються речовиною, енергією та інформацією. Вперше термін введено в 1935р. англійським ботаніком А. Тенслі.

Поняття біогеоценозу ввів російський вчений В.М. Сукачов у 1942р. Біогеоценоз – сукупність на визначеній частині земної поверхні однорідних природних явищ (склад атмосфери, гірських порід, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів), які мають свою специфіку взаємодій компонентів і визначений тип обміну речовин та енергії, перебуває в постійному русі і розвитку.

2. Екологічним системам притаманні такі властивості:

- цілісність (відокремленість, автономність) означає певну замкненість сукупності компонентів, які складають екологічну систему

- функціональність(цілеспрямованість) визначає мету існування екосистеми

- продуктивність – властивість виробляти певну продукцію згідно мети екосистеми

- енергоспроможність – властивість екологічної системи сприймати, переробляти, засвоювати зовнішню енергію. а також віддавати її за межі системи

- емерджентність – здатність екосистеми отримувати нові, по відношенню до складових системи, властивості

- самоорганізованість – здатність екосистеми пристосовуватися до змін зовнішнього середовища в певних межах, зберігати структуру й функціональні властивості, тобто життєдіяльність в умовах довкілля, чинити опір зовнішньому впливові

- відкритість

- ієрархічність (багаторівневість)

3. Кожна екосистема має певну функціональну структуру. В кожну екосистему входять групи організмів різних видів, які відрізняються за способом харчування: автотрофи (створюють органічні речовини з неорганічних) і гетеротрофи (використовують готові органічні речовини) .

Ю. Одум в структурі екосистеми виділяє такі компоненти:

- неорганічна речовина (C, N, CO, H₂ та ін.);

- органічні сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди, гумінові речовини тощо), які зв’язують біотичну і абіотичну частини екосистеми;

- кліматичний режим (температура та інші фізичні фактори);

- продуценти – автотрофні організми, головним чином зелені рослини, здатні створювати корм з простих неорганічних сполук;

- макроконсументи або фаготрофи – гетеротрофні організми, головним чином тварини, які поїдають інші організми або частинки органічної речовини;

- мікроконсументи, сапрофіти або осмотрофи – гетеротрофні організми, переважно бактерії і гриби, які розкладають складові сполуки мертвої речовини, поглинають деякі продукти розкладу і вивільняють неорганічні поживні речовини, придатні для використання продуцентами.

Перші три групи – неживі абіотичні компоненти, решта ж становить біомасу (живу масу).

4. Всі названі групи організмів в будь-якій екосистемі тісно взаємодіють між собою,узгоджуючи потоки речовин і енергії. Прослідковуючи харчові взаємовідносини між членами біоценозу, можна побудувати харчові ланцюги і харчові сітки харчування різних організмів. Завдяки певній послідовності харчових відносин розрізняють окремі трофічні рівні переносу речовин і енергії в екосистемі, пов’язані з харчуванням певної групи організмів. Так І трофічний рівень утворюють продуценти (рослини, зелені водорості), ІІ – первинні консументи – фітофаги (більшість комах, птахи, молюски, ракоподібні, паразити рослин), ІІІ – вторинні консументи – зоофаги (хижаки або паразити.) До редуцентів належать сапрофіти (бактерії та гриби) і детритофаги.

Кількісні оцінки трофічних рівнів екосистеми вказують на наявність певної закономірності у відповідності нижчого трофічного рівня відносно іншого. Ч. Елтон встановив: кількість особин, що утворюють послідовний ланцюг, невпинно зменшується. Сьогодні даний висновок більше відомий як «піраміда Елтона», оскільки схематичне зображення даної закономірності має форму піраміди.

Харчові сітки служать основою для побудови екологічних пірамід чисельності, біомас та енергії. Найпростішими з них є піраміди чисельності, які відображають кількість організмів на кожному трофічному рівні. Для зручності аналізу ці кількості відображаються прямокутниками, довжина яких пропорційна кількості організмів, які мешкають в досліджуваній екосистемі, або логарифму цієї кількості. Часто піраміди чисельності будують в розрахунку на одиницю площі або об’єму.

В пірамідах чисельності дерево і колосок враховуються однаково, не дивлячись на їхню масу. Тому більш зручно використовувати піраміди біомаси, які розраховуються не по кількості особин на кожному трофічному рівні, а по їх сумарній масі. Побудова пірамід біомаси – більш складний і тривалий процес.

Піраміди біомаси не відображають енергетичної значності організмів і не враховують швидкість вживання біомаси. Це може приводити до аномалій у вигляді перевернутих пірамід. для цього будують піраміди енергії. Вони показують кількість енергії, яка пройшла через кожний трофічний рівень екосистеми за певний проміжок часу. В основу піраміди енергії часто додають прямокутник, який показує надходження сонячної енергії.

На підставі аналізу пірамід трьох типів Ю. Одум сформулював екологічне правило: дані піраміди чисел приводять до перебільшення ролі малих організмів, а дані піраміди мас – великих. У малих організмі більш інтенсивний метаболізм, а тому лише потік енергії є найбільш придатним показником для порівняння будь-якого компонента з іншим і всіх компонентів між собою.

Правило 10% (правило піраміди енергії Ліндемана): з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить на інший, більш високий її рівень, в середньому близько 10% надходженої на попередній рівень енергії.

5. Екологічна ніша – це просторове і трофічне положення виду, яке він займає в біогеоценозі, комплекс його зв’язків з іншими видами і вимог до фізичного середовища існування. Екологічна ніша виду визначається як абіотичними факторами довкілля, так і взаємозв’язками з іншими видами. Отже, в біогеоценозі існує стільки ж екологічних ніш, скільки й видів.

6. Будь-який біоценоз динамічний, в ньому постійно відбуваються зміни в стані і життєдіяльності його членів і співвідношенні популяцій. Всі різноманітні зміни, які відбуваються в будь-якому угрупуванні, можна віднести до двох основних типів: циклічні і поступальні. Циклічні зміни угрупувань відображають добову, сезонну та багатовікову періодичність зовнішніх умов. Поступальні зміни в угрупуванні приводять в кінцевому результаті до зміни цього угрупування іншим, з іншим набором переважаючих видів.

Закономірний спрямований процес зміни угрупувань в результаті взаємодії живих організмів між собою і оточуючим їх абіотичним середовищем називають сукцесією. Це процес саморозвитку угрупувань.

Виділяють 2 типи сукцесій них змін: 1) за участю як автотрофного, так і гетеротрофного населення; 2) за участю лише гетеротрофів.

Первинна сукцесія – поступове заселення організмами місць, на яких відсутнє життя. Вторинні сукцесії мають характер поступового відновлення характерної даній місцевості угрупування після нанесених ушкоджень. Сукцесії відбуваються шляхом заміни одних видів іншими.

Контрольні запитання

1. Що називається екосистемою?
2. Дайте характеристику структурі екосистеми.
3. Назвіть основні властивості екосистем.
4. Сформулюйте правило 10%.
5. Що називається сукцесією? Назвіть етапи сукцесійних змін.

Література:

1. Заверуха Н.М., Серебряков В.В., Скиба Ю.А. Основи екології: Навч. посіб. – К.: Каравела, 2008. – Т.1.2.3, с.57-70.

1. Потіш Л.А. Екологія: Навч. посіб. – К.: Знання, 2008. – Р.5, §§ 5.1-5.6, с.143-162.
2. Добровольський В.В. Основи теорії екологічних систем. – К.: ВД «Професіонал», 2005. – Р. 5, §§ 5.1-5.6, с. 116-162.