Курс лекцій для студентів неекологічних спеціальностей

Гетеротрофне живлення принципово відрізняється від автотрофного тим, що організми, які реалізують його, будують своє тіло за рахунок готових органічних сполук. Енергію, необхідну для засвоєння та перетворення цих речовин, вони отримують за рахунок окислення частини цих же органічних сполук. Тому біопродуційний процес гетеротрофних організмів не веде до збільшення живої речовини в біосфері. Він тільки збільшує різноманіття форм живої матерії.

Продуційний процес. Постійна присутність живої матерії в екосистемах забезпечується безперервним процесом оновлення живої речовини, її синтезом. Процес продукування живої речовини, що здійснюється в ході живлення, є центральною екосистемою функцією життя. ЇЇ прийнято називати біологічною продуктивністю. У біологічній продуктивності беруть участь усі живі організми і цим вони роблять свій внесок у підтримку існування біосфери.

Мірою біологічної продуктивності є величина продукції біомаси, яка створюється за одиницю часу, віднесеної до одиниці площі, або об’єму простору (кв. м та куб. м).

В екології розрізняють первинну та вторинну біологічну продукцію, Первинна продукція – це частина живої речовини, що створюється завдяки діяльності організмів з автотрофним типом живлення.

Вторинна продукція складається з органічних речовин, що утворюються при гетеротрофному типі живлення, вона завжди менша за об’ємом, ніж первинна.

У сукупності жива речовина автотрофних та гетеротрофних організмів складає біомасу. Можна говорити про біомасу окремого організму, того чи іншого виду, про біомасу окремих екосистем та біосфери в цілому. ЇЇ вимірюють в одиницях маси (сухого залишку) на одиницю поверхні (кг/кв. м, т/кв. км). У зв’язку з тим, що біомаса формується в результаті процесу живлення, спорідненого зі зв’язуванням енергії для оцінки розміру біомаси придатні й енергетичні одиниці (джоулі, калорії).

Трофічні ланцюги та трофічні рівні. Одними з центральних зв’язків між живими організмами екосистеми є харчові, або трофічні. Харчові зв’язки об’єднують між собою організми за принципом «їжа – споживач». В екосистемах цими зв’язками охоплюються всі живі організми. Це призводить до виникнення трофічних ланцюгів. На початку кожного трофічного ланцюга знаходиться автотрофна жива рослина, що здійснює фотосинтез (у меншій мірі первиний синтез органічної речовини ведуть хемосинтезуючі мікроорганізми). Ця група організмів називається продуцентами.

Продуценти – (автотрофи) – організми, переважно зелені рослини, які з вуглекислого газу і води продукують органічну речовину, використовуючи для процесу фотосинтезу сонячну енергію і виділяючи кисень. Вони накопичують рослинну біомасу. Рослини називають фототрофами.

Є організми, що також синтезують органічну речовину із вуглекислого газу і води, але використовують енергію, що виділяється при хімічних реакціях. Вони дістали назву хемотрофи.

Далі в трофічному ланцюзі йдуть консументи (гетеротрофи) – це організми, що використовують готові органічні сполуки, як джерело їжі та енергії, Відповідно до способу живлення консументи поділяють на:

• Первинних консументів, якими називаються усі рослиноїдні організми (фітофаги). Їхня їжа – це рослинна біомаса. У процесі живлення вони перетворюють її у нову форму, в органічні речовини свого тіла, збільшуючи тим самим біологічне різноманіття. (Корова, кріль, колорадський жук у цьому розумінні займають однакову екологічну позицію. Вони первинні консументи.)
• Вторинних консументів (м’ясоїдних або хижаків), які споживають тваринну їжу. Основними представниками цієї групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами. До консументів відносяться також і паразити, які живуть за рахунок хазяїна.

Редуценти – (детритофаги) – організми, що також споживають готові органічні сполуки, але мертвих решток (опале листя, коріння, гілочки дерев – детрит, трупи та продукти життєдіяльності тварин). Це гриби, бактерії, найпростіші, черви, раки. Органічні речовини ними сильно спрощуються та, в свою чергу, стають їжею для грунтових мікроорганізмів та грибів, які завершують деструкцію і мінералізацію органічних речовин. Завдяки їхній діяльності знов утворюються форми, доступні для живлення рослин. Це санітари, що очищають екосистему від сміття і замикають ланцюг колообігу хімічних елементів.

Розглянуті групи організмів, кожна з яких виконує свою екосистемну функцію, відповідно складають так звані трофічні рівні.

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

• Перший трофічний рівень – отримують енергію без посередників – продуценти.
• Другий трофічний рівень – первинні консументи (травоїдні організми). Вони отримують енергію через одного посередника – зелені рослини.
• Третій трофічний рівень – вторинні консументи (хижаки) і паразити первинних консументів. Вони отримують енергію через двох посередників – травоїдні тварини і зелені рослини.
• Четвертий трофічний рівень – вторинні хижаки і паразити вторинних консументів. Отримують енергію через трьох посередників.
• П’ятий рівень – паразити вторинних хижаків

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

Екологічні піраміди

Кількість ланок ланцюга живлення в екосистемі не перевищує 4-6 і обмежується правилом екологічної піраміди: загальна біомаса кожної наступної ланки (трофічного рівня) в ланцюзі живлення зменшується

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

• піраміди біомас – характеризують суху масу чи енергетичну цінність;
• піраміди енергії – показують величину потоку енергії чи продуктивність на кожному трофічному рівні;
• піраміди чисел – відображають чисельність окремих видів.

Екологічний контроль продуктивності.

Екологічний контроль продуктивності – це зміна продуктивності під дією абіотичних факторів середовища. Особливості навколишнього