• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Редуценти.

Консументи;

Продуценти;

Групи консументів підрозділяють на декілька підгруп: первинні, вторинні, і т.д.

Продуценти – це усі організми з автотрофним живленням. Як компоненти екосистеми вони синтезують органічну речовину та накопичують рослинну біомасу.У цьому зв’язку при вирішенні суто екологічних проблем іноді неважливо, до якого конкретного виду належить даний організм – він оцінюється лише за кількістю та якістю біомаси, яку продукує.

Первинними консументами називаються усі рослиноїдні організми, тобто усі фітофаги. Їхня їжа – це рослинна біомаса. У процесі живлення вони перетворюють її у нову форму – в органічні речовини свого тіла. Корова, кріль, колорадський жук у цьому розумінні займають однакову екологічну позицію. Вони – первинні консументи.

Групу вторинних консументів складають всі м’ясоїдні організми. Їжею їм слугують фітофаги, тобто рослиноїдні організми. Основними представниками цієї екологічної групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами.

Редуцентами називають групу, головним чином, мікроорганізмів, в ході трофічної діяльності органічна речовина руйнується та мінералізується. Так, у ґрунті різні дрібні черв’яки та личинки комах живляться органічними речовинами відмерлих частин рослин (опад) та відмерлими тваринами. Органічні речовини, проходячи через їхній травний шлях, сильно спрощуються та, в свою чергу, стають їжею для ґрунтових мікроорганізмів та грибів, які завершують деструкцію органічних речовин.

Контрольні запитання:

1. Назвіть типи ланцюгів.

2. Що таке екологічні піраміди?

3. Що таке автотрофне живлення?

4. Процес фотосинтезу.

5. Процес хемосинтезу.

6. Що таке гетеротрофне живлення?

7. Хто такі сапрофіти?

8. Хто такі паразити?

9. Назвіть групи тварин за спеціалізацією типів живлення.

10. Яке явище називається копрофагією?

11. Хто такі продуценти?

12. Хто такі первинні консументи?

13. Хто такі вторинні консументи?

14. Хто такі редуценти?

15. Назвіть типи та способи живлення живих організмів різних трофічних рівнів.

Таблиця.

Типи та способи живлення живих організмів різних трофічних рівнів

Рис. Екологічні піраміди

А - чисельність організмів,

Б - біомаси організмів,

В - зв'язаної енергії (за Одумом, 1986)

Хлопчик – 1;

Телята – 4,5;

Люцерна – 20 млн. рослин

А

Хлопчик – 48 кг;

Телята – 1035 кг;

Люцерна – 8211 кг

Б

Хлопчик – 8,3*10³ кал;

Телята – 1,19*10⁶ кал;

Люцерна – 1,49*10⁷ калорій

В

1.7 ЕВОЛЮЦІЯ ЕКОСИСТЕМ

Мета:вивчити еволюцію екосистем; сукцесії та клімакс; антропогенні і штучні екосистеми; основні терміни.

План:

1. Еволюція екосистем.

2. Сукцесії та клімакс.

3. Антропогенні і штучні екосистеми.

Екосистемам, як і усім природним об’єктам, властиві закономірні зміни у часі. Ці зміни відповідають принципу самостійного розвитку та руху матерії. Для позначення явища розвитку екосистем звичайно використовують термін “еволюція”. Зі словом “еволюція” у більшості випадків асоціюється історичний розвиток живих організмів, боротьба за існування та природний добір. На рівні екосистем цих явищ немає, але М. А. Голубець говорив про екосистемну еволюцію.

Екосистемна еволюція - це зміна у часі просторової та функціональної організації екосистем. (М. Голубець,1982 ).

В екосистемній еволюції існує 2 узгоджені форми розвитку:

а) еволюція живих організмів;

б) самоорганізація неживої матерії.

Закономірності біологічної еволюції, відкриті Ч. Дарвіним, вже добре вивчені. Порівняно новим в екології – є встановлення фактів та механізмів самоорганізації в неорганічному світі.

Самоорганізацію неживої матерії вивчає самостійна наука – синергетика. Назва (від грецького слова, що означає сумісний, узгоджено діючий) та саме становлення цієї науки в 70-х роках нашого століття пов’язане з працями Г. Хакена. Відкриття самоорганізації в неорганічному світі як противаги зростанню ентропії має епохальне значення, і його філософські наслідки ще до кінця неусвідомлені.

Внутрішнім джерелом самоорганізації екосистем є протиріччя форм та темпів розвитку живого та неживого компонентів їхньої структури. Аналіз, проведений М. А. Голубцем (1982), показав, за рахунок еволюції екосистем у біосферний кругообіг речовин включаються все нові потенційні середовища життя і підвищується продуктивність та стабільність біогеоценотичного покриву Землі в цілому.

Аналізуючи фактори еволюції екосистем, М. А. Голубець (1983) підкреслював, що екосистеми як природні структури утримують значну кількість акумульованої в них вільної енергії . Це спричинює їхній нестійкий стан та веде до періодичних самозбурень. Таким чином, що процес екосистемної еволюції базується на трьох основних факторах:

1) зміні середовища;

2) спадковій мінливості живих організмів та природному добору;

3) наявності в екосистемах вільної енергії.

Загальний аналіз закономірностей зміни екосистем показує, що в умовах більш чи менш стабільного екологічного середовища екосистеми, які мають велике внутрішнє різноманіття, витісняють прості екосистеми. Екосистемна еволюція йде від простого до складного.

За В.С. Голубєвим (1992), критерієм прогресивності еволюції екосистем та біосфери є темп нарощування в них вільної енергії, що сприяє збільшенню стійкості функціонування екосистем та здатності до саморегуляції

Відтворенням еволюції екосистем займається окрема наука – палеоекологія . Вона спирається на вивчення комплексів викопних залишків організмів та на дані палеокліматології.

Сукцесії. Клімакс

Сукцесія – це послідовна зміна біоценозів, що спадкоємно виникають на одній і тій самій території внаслідок природних чи антропогенних факторів.

При визначенні сукцесії потрібно враховувати 3 аспекти:

1) сукцесія відбувається під дією співтовариства – біотичного компонента екосистеми.Діяльність співтовариства спричинює зміни у фізичному середовищі, яке визначає характер сукцесії, її швидкість і межу, якої може досягти розвиток;

2) сукцесія – це впорядкований розвиток екосистеми, пов’язаний зі зміною видової структури та процесами, що відбуваються у співтоваристві;

3) завершенням сукцесії є утворення стабільної екосистеми, в якій досягаються максимальна біомаса і максимальна кількість міжвидових взаємодій на одиницю потоку енергії.

Розрізняють сукцесії первинні і вторинні. Первинні сукцесії починаються на субстратах, які не зачепило ґрунтоутворення ( скельні породи, водойм ). При цьому формуються не лише фітоценози, а й грунт. Вторинні сукцесії відбуваються на місці сформованих біоценозів після їх порушення внаслідок ерозії, виверження вулканів, посухи, пожеж, вирубування лісів тощо.

Сукцесії відбуваються внаслідок зміни умов проростання рослин під дією життєдіяльності організмів – ендоекогенетична сукцесія; або зовнішніх причин, зокрема антропогенної діяльності - екзоекогенетична сукцесія.

Зміни одного фітоценозу іншим у ході сукцесії складають сукцесійний ряд, завершенням якого є утворення стійкого співтовариства. Це співтовариство перебуває у відносно стійкій рівновазі з середовищем.

Антропогенні дії (висушування боліт, надмірні навантаження на ліси, розорювання земель, забруднення водойм тощо) часто призводить до спрощення екосистем. Такі явища називаються дигресіями (відхилення).Розрізняють, наприклад, пасовищні, рекреаційні та інші дигресії.

Сукцесії бувають автотрофні і гетеротрофні. В автотрофних сукцесіях центральною ланкою є рослинний покрив. До гетеротрофних належать сукцесії, що відбуваються в субстратах без живих рослин – продуцентів (беруть участь тварини та мертві рослини).

Аналізуючи екосистеми, розрізняють сукцесію екосистеми в цілому та окремо сукцесії рослинності, тваринного та мікробного населення. У типовому випадку узагальнена схема сукцесії полягає в послідовній зміні нижчих рослин і тварин більш організованими, а в рослин – ще й багаторічними формами.

Рис .Принципова схема сукцесії в лісовій зоні

Початковою точкою розвитку сукцесійній вважають такі ділянки, які повністю не зайняті будь – якими живими організмами. Це, наприклад, поля лави, оголення ґрунту після зсуву, свіжі річкові насоси. Угруповання живих організмів, які першими опиняються в нових місцях, називаються піонерними. У міру розвитку угруповання, воно рано чи пізно досягає стійкої рівноваги, коли угруповання не може замінюватися іншим угрупованням. Такі угруповання називаються клімаксними.

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

Концепція сукцесій була сформульована в 1916 р. Ф.Є. Клементсоном. Всі основні сукцесії обов’язково завершуються одним клімаксним угрупованням, яке відповідає даному клімату. Такий підхід отримав назву моноклімаксу. Пізніше було показано, що й в умовах одного типу клімату, залежно від характеру ґрунту, гідрологічного режиму і т. п. формується цілий набір різних, але стійких угруповань. Це явище отримало назву поліклімаксу.

Клімакс як екологічне явище характеризується особливим типом розподілу хімічних елементів. Вони концентруються в біомасі, тоді як абіогенне середовище збіднюється на них. Клімаксні угрупування відрізняються й тим, що в них більше детриту, а фітофаги відступають на другу позицію порівняно з детритофагами.

Антропогенні і штучні екосистеми

Антропогенні екосистеми являють собою єдиний, цілісний природно – антропогенний комплекс, утворений людиною та середовищем її існування, в якому живі й неживі компоненти поєднані причинно–наслідковими зв’язками, обміном речовин та розподілом потоку енергії. Ці системи належать до штучних, в них обмін речовиною та енергією відбувається під впливом людини. А тому вони є відкритими незамкнутими системами, які не здатні до самовідновлення та саморегулювання. В антропогенних системах існує рівновага за умови постійного втручання людини.

Залежно від роду діяльності людини антропогенні екосистеми поділяють на:

1) промислові (екосистеми металургійного заводу, харчового виробництва та інші);

2) сільськогосподарські (агроценози, птахофабрики, тваринницькі ферми та інші);

3) міські екосистеми (екосистеми комунального господарства, житлового будинку та інші).

Раніше від інших були створені людиною сільськогосподарські екосистеми з метою забезпечення її потреб у продуктах харчування – агроценози, тваринницькі ферми тощо. Агроценози(грец. “агрос” – поле і “ценоз” – загальний) – це ценози, що утворюються і підтримуються людиною завдяки розробленій нею системою агротехнічних та агрохімічних заходів. Вони характеризуються видовою бідністю і одноманітністю. Відповідно до закону ґрунтостомлення, поступове зниження природної родючості ґрунтів відбувається через їх використання й порушення природних процесів ґрунтоутворення, а також внаслідок тривалого вирощування монокультур (у результаті накопичення токсичних речовин, що виділяються рослинами, залишками пестицидів та мінеральних добрив). В агроценозах здійснюється антропогенний обмін речовин, який є незамкненим і екологічно недосконалим. На вході в систему є природні ресурси та речовини, продуковані людиною, а на виході – сільськогосподарські продукти та різні відходи, які не повертаються до цієї системи. Згідно із законом сукупної дії природних факторів (закон Мітчерліха – Тіннемана – Бауле), обсяг урожаю залежить не від окремого лімітуючого фактора, а від усієї сукупності екологічних факторів одночасно.

В агроценозах регуляторні зв’язки дуже послаблені, що призводить до збільшення кількості шкідників і бур’янів. Тому вони не можуть довго існувати і в них не відновлюється внутрішня рівновага після будь – якого природного чи антропогенного впливу без втручання людини. Проте вони мають високу біопродуктивність одного або кількох видів рослин і тварин, які постачають людству до 90 % продуктів харчування.

Останнім часом розроблені технології штучних екосистем – екосфери. Вперше у 1967 р. Їх почав створювати К. Фолсом. Екосфера – це замкнений об’єм, який містить морську воду, пісок і певний набір автотрофів (продуценти – водорості) та гетеротрофів (консументи – коловертки і редуценти – бактерії). Технічною проблемою при створенні екосфер є попереднє повне звільнення усіх живих організмів від патогенних інфекцій. Якщо цього не здійснити, то організми швидко гинуть внаслідок низького видового різноманіття в екосфері.Останнє не дає змоги переробити речовини в паралельних трофічних ланцюгах.Джерелом енергії в екосфері є сонячне випромінювання, але в деяких екосферах використовують штучне освітлення.Екосфери є прообразом системи життєзабезпечення космонавтів у тривалих космічних подорожах.

До штучних технічних екосфер можна також віднести виробництва з штучним кліматом у замкненому заводському приміщенні з працюючими робітниками, підводні човни, космічні кораблі та пілотовані космічні станції. У цих екосферах обмін речовиною та енергією здійснюється за участю людини. Існування таких об’єктів є штучним і нетривалим.

Контрольні запитання:

1. Що таке екосистемна еволюція?

2. Назвіть узгодженні форми розвитку екосистемної еволюції.

3. Які основні фактори на яких базується процес екосистемної еволюції?

4. Що таке сукцесія?

5. Які аспекти потрібно враховувати при визначенні сукцесії?

6. Первинні і вторинні сукцесії.

7. Що таке ендоекогенетична та екзоекогенетична сукцесії?

8. Що називають дигресіями?

9. Автотрофні та гетеротрофні сукцесії.

10. Які ознаки характерні для первинних сукцесій?

11. Піонерні та клімаксні угруповання.

12. Моноклімакс та поліклімакс.

13. Що таке антропогенні екосистеми?

14. Поділ антропогенних екосистем.

15. Що таке агроценози?

16. Закон сукупної дії природних факторів.

17. Що таке екосфера?

1.8 ДЕМЕКОЛОГІЯ. ОЗНАКИ ПОПУЛЯЦІЙ ТА ЇХ СТРУКТУРА

Мета:вивчити демекологію; ознаки популяцій та їх структури; екологічні ніші; співіснування популяцій; стратегію життя рослин та тварин; основні терміни.

План:

1. Популяції.

2. Екологічні ніші.

3. Співіснування популяцій – норма їх існування.

Популяція – сукупність особин певного виду, які здатні до вільного схрещування, населяють певно територію і деякою мірою (іноді дуже незначною) ізольовані від сусідніх популяцій.

Спеціалісти різного профілю, виділяючи популяції у природі, користуються різними критеріями.

У генетиці популяції розглядають як структурні одиниці, що утворюють таксономічний від. Обов’язковою умовою виділення окремої популяції у генетиці є наявність вільного обміну генами серед усіма особинами даної популяції, що забезпечує спільність генофонду. Такі популяції називаютьменделівськими. Вони невеликі за розмірами. У рослин при вітрозапиленні та при запиленні комахами пилок розноситься, як правило, на невеликі віддалі. У вітрозапильних чагарників та дерев вона не перевищує 100-150м. В ентомофільних рослин комахи можуть розносити пилок на віддалі, не більші за 1-3 км, але звичайно взяток береться в радіусі всього декількох сот метрів. Невеликі шлюбні території й у тварин.

У ботаніці критеріями виділення популяції служить її розміщення в межах певного біоценозу. Такі популяції називають ценотичними. Розміри ценопопуляцій можуть бути різними. У невеликих ценозах вони невеликі, а в монотонно-однорідних типу тайгового лісу можуть охоплювати території у сотні та тисячі гектарів і складатися з багатьох мільйонів особин.

В екології та зоології популяції частіше виділяють за ознаками їхнього розподілу на певній території та достатній відмежованості від популяцій того ж виду. У цьому випадку популяцію називаютьлокальною.

Механізм ізоляції окремих популяцій бувають 2 типів:

а) територіальні;

б) репродуктивні.

У першому випадку межами між популяціями виступають певні бар’єри: гірський хребет, річка і т. п. У другому випадку ізоляцією є неможливість схрещування між особинами різних популяцій.Наприклад, особини конюшини гірської на південному та на північному схилах одного й того ж пагорба можуть належати до різних популяцій, оскільки на північному схилі цвітіння починається тоді, коли цвітіння на південному схилі вже пройшло.

Популяція – це реальна біологічна одиниця, у формі якої існують види рослин, мікроорганізмів та тварин. Кожна популяція може бути охарактеризована певними ознаками – популяційними параметрами. Основні з них такі:

а) чисельність – загальна кількість особин, що входять до складу даної популяції;

б) щільність – кількість особин, що припадає на одиницю території або одиницю об’єму простору, що займає популяція;

в) запас біомаси популяції в цілому та в розрахунку на одиницю плаці чи об’єму;

г) народжуваність – число нових особин, що з’являються в популяції при народжені;

д) смертність – кількість особин, що відмирають у певний проміжок часу;

е) ріст популяції – співвідношення народжуваності та смертності, що призводить до збільшення або зменшення чисельності особин у популяції.

Важливим атрибутом будь-якої популяції є також її просторова структура, яка проявляється в особливостях розміщення особин на площі популяційного поля.

Розуміння законів життя популяцій досить важливе для екології. Популяції – це саморегулювальні біосистеми з певними межами саморегуляції та стійкості. Всі живі організми в природі існують лише у формі популяцій. Популяційна екологія має широке прикладне значення.

Популяційна екологія рослин та тварин розвивалася практично паралельно, що в цілому сприяло прогресу в цій галузі знання, але затінило більшість важливих особливостей цих двох царств живих організмів.

Між рослинами та тваринами існує чимало глибоких відмінностей. Проявляються вони на рівні окремих особин, та на популяційному рівні.

Екологічні ніші

Кожна популяція існує в певному місці, де поєднуються ті чи інші абіотичні та біотичні фактори. Таке місце помешкання виступає як своєрідна “адреса” популяції. Якщо вона відома, то існує ймовірність знайти в даному біотипі саме таку популяцію.

Але кожна популяція може бути охарактеризована ще і її екологічною нішею. Екологічна ніша є функціональним поняттям, вона є тим діапазоном умов, за яких живе та відтворює себе популяція. При цьому екологічна ніша сприймається не як об’єм фізичного простору, а як характеристика популяції стосовно своєї системи абіотичних та біотичних факторів, при яких вона може існувати.

Співвідношення між екологічними нішами різних популяцій можуть бути досить різноманітними: від збігання екологічних ніш до повного розмежування. У межах власної екологічної ніші кожна популяція є найбільш сильним конкурентом. Тому двом різним популяціям з однією і тією ж нішею разом уживатися важко.

Рис.Можливі співвідношення між екологічними нішами видів

А та В:

(1) екологічні ніші можуть повністю накладатися одна на одну;

(2) частково збігатися;

(3) стикатися;

(4) бути повністю розділеними.

1. 2.

Переглядів: 11498