Додаткова інформація

Трава

Ховрах Сова Яструб Пухоїд

В природі вони трапляються частіше, ніж трофічні ланцюги, що забезпечує більшу стійкість екосистем у разі зміни абіотичних умов середовища.

Трофічний рівень – це сукупність організмів, які дістають перетворену на їжу енергію Сонця і енергію хімічних реакцій (від автотрофів) через однакову кількість посередників трофічного ланцюга:

• перший рівень (без посередників) – продуценти;

• другий – первинні консументи (травоїдні організми);

• третій – вторинні консументи (хижаки) і паразити первинних консументів;

• четвертий – вторинні хижаки і паразити вторинних консументів;

• п'ятий – паразити вторинних хижаків;

• шостий – над паразити високих порядків.

Редуценти можуть входити у всі трофічні рівні, починаючи з другого, вони безпо­середньо розкладають тіла продуцентів.

Рис. 2.6. Приклад пасовищного трофічного ланцюга наземної екосистеми

Екологічні піраміди. Кількість ланок ланцюга живлення в екосистемі, як правило, не перевищує 4–6 і обмежується ефективністю використання і перетворення енергії в процесі живлення. Згідно з правилом екологічної піраміди кожний наступний трофічний рівень здатний засвоїти лише 5-15% енергії біомаси попереднього, а загальна біомаса кожної наступної ланки в ланцюзі живлення зменшується приблизно в 10 раз (рис. 2.7).

Відповідно до того, що саме характеризують піраміди, вони поділяються на три типи:

• піраміда чисел, що відображає чисельність окремих організмів (хлопчик – 1, телята – 5, люцерна 20 млн. рослин);

• піраміда біомас характеризує суху масу чи енергетичну цінність (хлопчик – 48 кг, телята – 1035 кг, люцерна – 8211 кг);

• піраміда енергії показує кількість енергії в їжі кожного трофічному рівня (хлопчик – 8,3*10³ ккал, телята – 1,19*10⁶ ккал, люцерна – 1,49*10⁶ ккал).

Екологічні піраміди ілюструють кількісні відносини в таких частинах екосистеми, як жертва-хижак або хазяїн-паразит, а також кумулятивні ефекти пестицидів, токсичних речовин, радіонуклідів тощо.

1

а) б) в)

Рис. 2.7. Екологічні піраміди (за Ю.Одумом):

1 - хижаки, 2 – фітофаги, 3 - продуценти (а) чисельність організмів на кожному рівні; б) співвідношення біомаси і в) зв’язаної енергії[11]

Будь-які структурні особливості екосистем є результатом їхнього розвитку. Окре­мим випадком еволюції екосистем є сукцесії.

Сукцесія – це послідовна зміна екосистем на одній і тій же території під впливом природних факторів або діяльності людини. Наприклад, ого­лення ґрунту після зсуву, свіжі річкові наноси та ін. Угрупування живих організмів, які перши­ми опиняються в таких місцях, називаються піонерними. У міру розвитку будь-якого піонерного угрупування, воно рано чи пізно досягає стійкої рівноваги, коли угруповання не може замінюватися іншим угрупованням. Такі угрупування називаються клімаксними.

Повний набір угрупувань живих організмів у часовій послідовності їхніх замін від піонерного до клімаксного складає сукцесійний ряд.

Таким чином, різноманіття видів формує сукцесію та її напрямок, забезпечує наповненість реального простору життям.

Зміна біогеоценозу проходить у результаті змін середовища, які можуть бути викликані зовнішніми або внутрішніми причинами. Якщо дія факторів, які приводять до корінних змін характеру середовища, і. як наслідок, до зміни угруповання воно може довго існувати у зміненому стані, не відновлюючись до вихідного типу. Значні зміни угруповань базуються і є результатом малих змін, які, як правило, є кількісними змінами.

В основі зміни біогеоценозів лежить незавершеність біологічного круго­обігу у даному угрупованні. Кожний живий організм у результаті життє­діяльності змінює оточуюче його середовище, забираючи з нього частину речовини і вносячи у нього продукти метаболізму. При більш або менш довгому існуванні популяцій вони змінюють своє оточення у несприят­ливий бік і в результаті витісняються популяціями інших видів, для яких дані зміни середовища є екологічно сприятливими. Таким чином в угрупованні проходить зміна переважаючих видів. Тривале існування біоценозу можливе лише у тому випадку, якщо зміни середовища, які викликані діяльністю одних організмів, точно компенсується діяльністю інших з протилежними екологічними вимогами.

Процес зміни біогеоценозів, за Ф. Клементом, складається з декіль­кох етапів: виникнення незайнятої життям ділянки; міграція на неї різноманітних організмів або їх зачатків; приживання організмів на новому місці; конкуренція між собою і витіснення окремих видів; перетворення живими організмами середовища життя; поступова стабілізація умов та взаємовідносин.

Стійкість екосистем забезпечується рівновагою популяцій, яких в екосистемі може бути сотні чи навіть тисячі. У свою чергу, рівновага залежить від співвідношення біотичного потенціалу і опору середовища, які діють у протилежних напрямах.

Біотичний потенціал – це сукупність чинників, які сприяють збільшенню чисельності популяції:

• велика швидкість розмноження;

• поповнення статевозрілого складу за рахунок потомства;

• достатня кількість їжі;

• здатність розширювати свій ареал;

• параметри довкілля в зоні оптимуму виду.

Опір середовища – чинники, що протидіють збільшенню популяції: нестача їжі; несприятливі умови життя; розмноження хижаків; поширення хвороботворних бактерій; низька репродуктивна здатність; сприйнятливість до хвороб і паразитів; нездатність адаптуватися до змін зовнішнього середовища; вузька екологічна ніша.

Оскільки кожна популяція прагне збільшити свою чисельність, вона використовує для цього два механізми: збільшує біотичний потенціал за рахунок міграцій, освоєння нових територій
і зменшує опір середовища, виробляючи численні пристосування до несприятливих умов існування: освоєння нових видів їжі, посилення захисних функцій організму (так, дуб захищається від гусені, синтезуючи таніни, гіркі на смак речовини, що викликають порушення функціонування травної системи гусені; сосни, віддаючи перевагу в центральній Україні піщаним ґрунтам, на Донеччині ростуть на вапнякових відслоненнях).

Зменшення опору середовища може зумовити популяційний вибух – різке зростання чисельності окремої популяції (такі явища часто відбуваються з інтродукованими видами). 3 іншого боку, несприятливі умови навколишнього середовища спричиняють масову загибель певної популяції (розмноження хвороботворних організмів; отруєння пестицидами бджіл).

Збільшення чисельності видів в екосистемі зменшує ймовірність таких ситуацій, тому різноманітність екосистем.забезпечує їх стабільність.

Додаткова інформація

Усі природні екосистеми, які сформувалися протягом тривалого істо­ричного часу, характеризуються досить великою стійкістю. Для них існує ряд закономірностей формування і стійкого існування, що визначаються 4 головними еко­логічними принципами стійкості екосистем.

Перший принцип був встановлений Августом Тіннеманом: чим більш різноманітні умови біотопу, тим більше число видів у біоценозі. Прикладом може служити тропічний ліс: надзвичайно велика кількість екологічних ніш у різних ярусах рослинного покриву та ґрунту, різноманітність видів рослин і рівний без коливань клімат, призводять до того, що у цьому середовищі проживає найбільше число видів тварин. Тисячі видів комах одночасно живуть поряд і займають кожний свою екологічну нішу.

Другий принцип також сформульований Августом Тіннеманом: чим більше умови біотопу відхиляються від норми і від властивого організмам оптимуму, тим бідніший видами і специфічніший біоценоз (тим більша чисельність окремих видів). "Відхилення від норми", про які йде мова, характерні для тих біотопів, де умови клімату далекі від сприятливих: солоні озера, гарячі джерела, бідні на кисень_ глибини озер, а також полярні льодяні пустелі і високогір'я. Розповсюджується це і на місцеіс­нування, які зруйновані людиною: забруднені водойми та індустріальні ландшафти. Вони зберегли незначні залишки вихідної фауни і флори.

Третій принцип сформулював Г. Франц: чим більш плавно змінюються умови середовища у біотопі, чим більш тривалий час він залишається незмінним, тим багатший видами біоценоз, тим він більш зрівноважений і стабільний. Тому старі клімаксні угруповання найбільш різноманітні і стабільні. Коралові рифи, вологі тропічні ліси, печери. стародавні озера (Байкал), є наочними прикладами прояву цього еколо­гічного принципу.

Четвертий екологічний принцип сформульований Й.Іллієсом: близькоспоріднені види, як правило, не зустрічаються одночасно в одному і тому ж місці, тобто не займають однакові екологічні ніші всередині біотопу, тому багаті видами роди, звичайно, представлені у біоценозах тільки яким-небудь одним видом. Цей принцип відбиває другу аналогічну закономірність – кожний біотоп «насичений» обмеженою кількістю екологічних ніш, у кожній з яких може існувати тільки один вид з певним типом пристосування.

Основною умовою, яка визначає життєздатність окремого виду й екосистеми загалом, – це здатність підтримувати рівновагу між видами завдяки колообігу біоген­них хімічних елементів і стійкому потоку енергії[12].

Циклічні явища, що супроводжувалися зміною кліматичних умов на Землі, зу­мовлювали зміни і в рослинному та тваринному світі[13]. Назавжди зникли величезні травоїдні динозаври, мамонти, саблезубі тигри, птеродактилі. Вчені називають ба­гато причин їх загибелі, серед яких – падіння великого метеорита, зміна клімату, знищення людиною.

Багато змін внесла і людська діяльність у чисельність та різноманітність форм живого: нині кожному десятому виду загрожує зникнення, в Європі кожен п'ятий вид потребує охорони.

В Україні близько 5 тис. видів рослин природної і понад 1 тис. видів культурної та інтродукованої флори. Однак лише після Другої світової війни з природи Криму ї Донеччини зникло 40 видів, Карпат – 20 видів.

Швидкість вимирання тварин зростала майже пропорційно збільшенню чисельності людей. Всього за історію людства вимерло 110 видів ссавців та 150 видів і підвидів птахів. Це тур, тарпан, морська коро­ва, безкрила гагарка, голуб-мандрівник та ін.

Руйнування екосистем, забруднення природного середовища, збільшення площ агроценозів з бідною видовою різноманітністю, порушення ланцюгів живлення спричи­нюють зникнення рослин і тварин, скорочення їх ареалів і чисельності. Велике занепо­коєння викликає хижацьке знищення тропічних лісів, порушення дуже чутливих екоси­стем тундри, розширення використання Світового океану для видобутку корисних копалин тощо.

Під час війни у В'єтнамі, що належить до аг­рарних держав, знищення рослинності велося ці­леспрямовано з використанням важкої військової техніки ("римські плуги"), що буквально скошува­ла тропічний ліс, бомбових ударів ("косарки мар­гариток"), хімічних засобів-дефоліантів. Всього у В'єтнамі знищено 325 тис. га лісу.

Значної шкоди рослинному і тваринному світу завдає і надмірне захоплення окремими видами рослин, які знищуються заради створення букетів чи переносяться на власні при­садибні ділянки, як наприклад, білоцвіт літній, ромашка. Ши­роке використання лікарських рослин призводить до їх знищення, як і зникнення умов їх місцезростання (лісів, луків).

Час від часу спостерігається масове захоплення тим чи іншим видом тварин. Із степів, пустель, тропіків, лісів перебираються в людські житла мавпи, крокодили, черепахи, змії, ящірки, де, як правило, швидко гинуть.

Шкодять рослинам, і особливо тваринам, забобони і страх, поділ на корисні і некорисні види. Бездумно знищують жаб, ящірок, вужів, п'явок, різноманітних жу­ків, незважаючи на те, що кожна особина – ланка в трофічному ланцюзі, неповторна краплина багатства генофонду планети.

Чим загрожує втрата бодай одного виду? Вид – це монополія природи, його не може створити людина, тому необхідно зберігати розмаїття природи навколо нас, адже подальше вивчення живої природи відкриває нові її таємниці і хто знає, може, колись необхідною стане рослина чи тварина, яку зараз ми називаємо шкідливою і без­думно знищуємо. Все існуюче на Землі має своє призначення...

Дата добавления: 2014-12-07