Сторінка
2

Поняття про екосистему. Агроценоз як система

Ланцюги живлення — це послідовності особин одного виду, їхніх решток або продуктів життєдіяльності, які є об'єктом живлення організмів іншого виду, тобто ряд видів організмів, пов'язаних між собою трофічними зв'язками, що складають певну послідовність у передаванні речовин і енергії. Розрізняють два типи ланцюгів живлення.

Перший ланцюг живлення (ланцюг виїдання, або пасовищний) розпочинається з рослин. Джерело енергії, за рахунок якої існують усі організми, — Сонце. В процесі фотосинтезу світлова енергія перетворюється ними (перша ланка таких ланцюгів живлення) на хімічну з утворенням органічних сполук. При цьому лише близько 1 % світлової енергії, що потрапляє на рослину, переходить у потенціальну енергію органічних речовин; решта розсіюється у вигляді теплоти та відбивається. Коли тварини поїдають рослини, то інша частина енергії, що міститься в кормах, витрачається на різні процеси життєдіяльності. У середньому в різних ланцюгах живлення лише 10 % енергії кормів переходить у новозбудовану речовину тіла тварин. Травоїдних тварин поїдають хижаки (на цьому і завершується ланцюг виїдання). Приклад такого типу ланцюга живлення: планктонні водорості — планктонні тварини — риби — рибоїдні птахи і м'ясоїдні ссавці. Інший приклад: рослини — комахи — комахоїдні птахи — хижі птахи.

Другий тип ланцюгів живлення розпочинається від рослинних і тваринних решток, екскрементів тварин і йде до дрібних тварин і мікроорганізмів, які ними живляться. В результаті діяльності мікроорганізмів утворюється напіврозщеплена маса — детрит. Такий ланцюг живлення називають ланцюгом розщеплення (детритним).

Кожний ланцюг має розгалуження й ускладнюється наявністю в природі паразитів і надпаразитів. Наприклад, ховрах живиться рослинами, на ньому паразитують блохи, в кишках яких є бактерії, в бактеріях — віруси.

В угрупованні організмів (біоценозі) зазвичай буває низка паралельних ланцюгів живлення, між якими можуть існувати зв'язки, оскільки майже завжди різні компоненти живляться різними об'єктами і самі є поживою для різних членів екосистеми. Складна структура ланцюгів живлення забезпечує цілісність і динамічність біоценозу.

Кожний ланцюг живлення включає, як правило, не більше 4—5 ланок, оскільки внаслідок втрати енергії загальна маса кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша від попередньої. Цю закономірність називають правилом екологічної піраміди. Розрізняють кілька категорій "екологічних пірамід". Піраміда чисел відображає число особин у кожному рівні ланцюга живлення (у кожному наступному рівні число особин зменшується); піраміда біомаси — кількість органічної речовини (біомаса), піраміда енергії — кількість енергії в їжі у кожному рівні ланцюга живлення. Усі вони, хоч і відрізняються за абсолютними значеннями, мають однакову спрямованість, що відображає чисельність окремих організмів в угрупованнях, і разом з нею виявляють характерні особливості біоценозів.

Піраміди чисел і біомаси можуть бути оберненими (або частково оберненими), тобто основа може бути меншою, ніж один чи кілька верхніх рівнів. Так буває, якщо середня маса продуцентів менша від маси консументів або якщо швидкість метаболізму продуцентів більша, ніж консументів. Навпаки, енергетична піраміда завжди звужуватиметься догори за умови, що враховуються всі джерела трофічної енергії в системі. Екологічна піраміда енергії дає найповніше уявлення про функціональну організацію угруповання. Вона відображає картину швидкостей переміщення маси їжі через ланцюг живлення.

Концепція потоку енергії дає змогу не лише порівнювати екосистеми між собою, а й оцінювати відносну роль популяцій у їхніх біологічних угрупованнях.

Поїдання одних організмів іншими зазвичай не руйнує історично утворених взаємозв'язків, оскільки загибель членів угруповання компенсується їх розмноженням. Між хижаками та їхніми жертвами встановлюється певна рівновага. Якби було по-іншому, то хижаки, знищивши свої жертви, загинули б самі від відсутності їжі.

Саморегуляція в біогеоценозі. Біогеоценоз — це особлива, злагоджена форма існування організмів і навколишнього середовища, діалектична єдність усіх його складових частин, між якими здійснюється колообіг речовин та енергії. Зелені рослини використовують сонячну енергію та необхідні мінеральні речовини з грунту для створення у процесі фотосинтезу біомаси. Цим самим вони підтримують баланс кисню і вуглекислого газу в повітрі, а завдяки транспірації беруть участь у колообігу води. За рахунок біомаси, синтезованої автотрофними організмами, існують гетеротрофи. Відмерлі організми та їхні частини мінералізуються тваринами-сапрофітами і мікроорганізмами (грибами, бактеріями). З їхньою діяльністю пов'язана біогенна міграція азоту, фосфору, калію, кальцію та інших елементів, які потрапляють у грунт і використовуються з нього рослинами.

Між усіма компонентами біоценозу встановлюється певна динамічна рівновага. Збільшення чисельності якогось виду організмів спричинює масове розмноження "споживачів". Так, масове розмноження гризунів призводить до збільшення чисельності хижаків і паразитів. Вони зменшують чисельність популяції гризунів. А це зумовлює зниження чисельності хижаків, оскільки їм не вистачає корму, тобто динамічна рівновага в біоценозі відновлюється.

Такі варіювання чисельності популяцій дістали назву популяційних хвиль, або хвиль життя. Розрізняють несезонні та сезонні хвилі життя. Несезонні хвилі життя спричинюються різними екологічними факторами (біотичними, абіотичними та антропогенними: господарська діяльність людини, інтенсивне розмноження хижаків або паразитів тощо). Сезонні популяційні хвилі є результатом особливостей життєдіяльності (циклічність розвитку) або сезонністю кліматичних умов.

У разі незначної амплітуди коливання зовнішніх умов такий біоценоз із наявною динамічною рівновагою може існувати віками. Характерними особливостями його є: а) ярусність рослин, що підвищує коефіцієнт використання сонячної енергії, оскільки сумарна площа листків у п'ять-шість разів перевищує площу ділянки; б) висока первинна продуктивність; в) наявність різноманітних і численних споживачів утворюваної органічної маси, а також довгих, які включають чотири—п'ять ланок, ланцюгів живлення; г) здатність до саморегуляції чисельності компонентів усього біоценозу шляхом обмеження числа особин за принципом прямого і зворотного зв'язку; д) відсутність невикористаних органічних решток, практично повна їх мінералізація.