Курс лекцій для студентів неекологічних спеціальностей

Ресурсами, що необхідні для обміну речовин зелених рослин, є вуглекислий газ, вода, мінеральні речовини та сонячна енергія. У тварин головними є доступність та якість їжі, кисень та вода.

Вплив абіотичних факторів на утворення біопродукції має комплексний характер. Визначає можливості біопродукції не один, хоча й важливий фактор, а їхнє сполучення. Сполучення екологічних факторів різноманітні в різних регіонах, тому є чітка різниця в біопродукції на різних континентах.

Важлива сторона екологічного контролю продуційного процесу – це нестабільність абіотичних факторів. Організми змушені витрачати енергію на пристосування до коливань екологічного режиму і біопрдуктивність падає.

Ценотичний контроль продуктивності

Оточення будь-якого живого організму включає в себе не тільки абіотичні фактори середовища. Жити та формувати біопродукцію кожній живій істоті доводиться в умовах того чи іншого біоценозу в тісній взаємодії з іншими організмами. Такі ценотичні зв’язки настільки важливі, що інколи як фактор контролю розміру та якості біопродукції вони перекривають за силою дії абіотичні фактори. Кожен живий організм не тільки відчуває певний вплив на себе з боку своїх співмешканців у ценозі, але й сам впливає на них. Такі впливи можуть бути позитивні, нейтральні та негативні. Це веде до виникнення між організмами специфічних форм взаємодії.

• нейтралізм – при сумісному проживанні організми не чинять одне одному ні позитивного, ні негативного впливу;
• конкуренція – два види організмів, або особини одного виду використовують один і той же подільний ресурс і намагаються витіснити один одного;
• хижацтво – один з видів використовує організм іншого виду як трофічний ресурс;
• паразитизм- один з організмів (паразит) використовує інший організм (хазяїн) як середовище існування та джерело живлення, існуючи за його рахунок і завдаючи йому шкоди, але не спричиняючи його загибелі.

Розрізняють зовнішніх паразитів (ектопаразити) і внутрішніх (ендопаразити).

• мутуалізм – або співробітництво – при сумісному проживанні організми сприяють одне одному (мікроби в травному тракті, рослини і комахи, які їх запилюють).
• аменсалізм – взаємозв’язок носить однонаправлений характер: для одного партнера він сприятливий, для другого – байдужий.

Досить сильно впливають на рівень біопродуційного процесу паразитизм та хижацтво. Але в природних умовах вони не ведуть до повного зникнення особин хазяїна або жертви. Йде хвилеподібне коливання розміру сумарної біомаси та чисельності цих організмів.

Описаний тип стосунків організмів принципово відрізняється від типу використання природних ресурсів людиною, коли ресурс або повністю знищується, або до такого рівня, що він уже не може самопоповнитися.

Взаємодії живих організмів надають біосфері цілісного характеру та забезпечують підтримку продукції різноманітних форм живої речовини на планеті. Біосфера або є як єдине органічне ціле, або вона руйнується, коли зруйновані механізми її підтримки.

Стабільність та стійкість біосистем та екосистем.

Екосистемам властиве біологічне різноманіття. Це інтегральне поняття, що описує варіабельність, яка властива всім видам наземних та водяних екосистем. Основними категоріями біологічного різноманіття є:

• різноманіття індивідуальних організмів за віком, статтю, життєвим станом;
• різноманіття популяцій за їхніми структурними типами;
• різноманіття видів (генотипів) ;
• різноманіття угруповань;
• різноманіття екосистем.

Біологічне різноманіття є формою існування живої матерії.

У 1884 році французький хімік А. Ле Шательє сформулював принцип, відповідно до якого будь-які зовнішні впливи, що виводять систему зі стану рівноваги, викликають у цій системі процеси, що намагаються послабити зовнішній вплив та повернути систему в початковий стан.

Стійкість організмів, популяцій або екосистем проявляється у самому факті їх існування протягом тривалого часу. Але біосистеми не існують вічно. Як смерть окремих особин, так і вимирання видів є природним процесом. У ході еволюції, коли певні види вимирають, а їм на зміну приходять інші, видове різноманіття біосфери зростає.

Для оцінки стійкості екосистем та біосфери корисним є поняття про екологічний резерв екосистеми. Це різниця між гранично допустимим відхиленням та фактичним станом екосистеми. Вона вказує на розміри тієї буферної зони, в межах якої можливі зміни, що не руйнують екосистему.

Серед стратегій виживання організмів існує дві альтернативи:

1. Адаптація – пристосування до середовища;
2. Уникнення, ухилення.

Основною є перша стратегія. Здатність до адаптації є важливою основою стійкості живих організмів. Адаптація може бути визначена як відповідність між організмом та його середовищем. Вона охоплює весь комплекс морфологічних, фізіологічних, поведінкових та інших особливостей живих організмів, які забезпечують їхнє існування в певних умовах.

Адаптація лежить в основі виживання організмів та підтримує на необхідному рівні їхню здатність до розмноження. Організми досить швидко і ефективно адаптуються до факторів, які трапляються часто в межах їхнього місця життя. До незвичайних факторів та умов пристосуватися важче.

Жити – це означає постійно адаптуватися. Кожний конкретний живий організм має адаптований комплекс фізіологічних, морфологічних та екологічних особливостей, які доповнюють одна одну та сприяють більш успішному виживанню та розмноженню виду.

Адаптація – це не тільки властивість окремих організмів, це й властивість популяцій. На популяційному рівні адаптації проявляються у формуванні гетерогенного складу популяції та появі в них екотипів