Тема 4 Біотичні екологічні чиннки. Екологія популяцій.

План

1.Біотичні екологічні чинники.

2.Форми біотичних відносин.

3.Поняття популяції. Види популяцій.

Література

1. Білявський Г.О. Основи екології. Навчальний посібник / К.: Либідь, 2006.- 408 c

2. Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. – К.: Либідь, 1995. – 368 с.

3. Білявський Г. О., Бутченко Л. І., Навроцький В. М. Основи екології: теорія та практикум: Навч. посіб. – К.: Лібра, 2002. – 352 с.

4. Бойчук Ю. Д., Солошенко Е. М., Бугай О. В. Екологія і охорона навколишнього середовища: Навч. посіб. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2002. – 284 с.

5. Бурдіян Б. Г., Дерев’янко В. О., Кривульченко А. І. Навколишнє середовище та його охорона: Навч. посіб. – К.: Вища школа, 2008. – 227 с.

6. Водний кодекс України: Закон України № 213/95-ВР від 06.06.1995.

7. Гладков М. О., Міхеєв О. В., Галушин В. М. Охорона природи: Навч. посіб. – К.: Вища школа, 1980. – 232 с.

8. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища. Навчальний посібник / К.: Знання, 2006.- 319 c.

9. Дорогунцов С. І., Коценко К. Ф., Аблова О. К., Хусаїнов Д. Я., Чук Л. Г. Екологія: Навч.-метод. посіб. для самост. вивч. дисц. – К.: КНЕУ, 1999. – 152 с.

10. Назарук М.М. Основи екології та соціоекології. – Львів: Афіша, 2000.

11. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні. – К.: Вид. Раєвського, 2000. – 60 с.

12. Основи екології: Підручник / За ред. К. М. Ситника. – К.: Вища школа, 2001. – 358 с.

Основні поняття: фітогенні чинники, зоогенні чинники. Форми біотичних відносин. Популяція. Характеристика популяцій.

1. Живі організми повязані між собою топічним аьо трофічними звязками. Топічні звязки визначають умови середовища одних організмів для інших. Наприклад деревостан визначає умови існування для лісових видів рослин та тварин. Трофічні звязки – ланцюги живлення. У природі всі види живих організмів пов'язані один з одним. Для функціонування екосистем необхідна енергія, джерелом якої є енергія Сонця. Організми дістають енергію за рахунок живлення іншими істотами. Внаслідок цього у природі виникають ланцюги живлення. Ланцюги живлення – ряди взаємопов’язаних видів, в яких кожний попередній є об’єктом живлення наступного. Коли тварина з’їдає рослину ,то більша частина енергії ,що містіться в їжі, витрачається на різні процеси життєдіяльності, перетворюється в тепло і розсіюється. Приблизно 10% енергії ,що міститься в їжі переходить у новозбудовану речовину тіла тварин. Ця закономірність відома як правило 10 відсотків. Наприклад, трофічний (харчовий) ланцюг водної системи може бути представлений так: фітопланктон (мікроскопічні водорості) – зоопланктон – молодь риб – дорослі хижі риби (окунь) Відповідно, для отримання 1 кг окунів має бути витрачено приблизно 10 кг молоді риб, 100 кг зоопланктону чи 1000 кг фітопланктону. Тому, з цього можна зробити важливий практичний висновок – економічно більш вигідно використовувати господарсько цінні види, які мають короткі трофічні ланцюги. Розрізняють два типи ланцюгів живлення:

• ланцюг виїдання (пасовищний, починається з продуцентів);

• ланцюг розкладання (детритний, починається з мертвої органічної речовини).

Кількість ланок ланцюга живлення в екосистемі, як правило, не перевищує 4-6 і обмежується правилом екологічної піраміди, згідно з яким загальна біомаса кожної наступної ланки в ланцюзі живлення зменшується. Останнім часом вважають, що краще вживати термін трофічна мережа ,а не ланцюг, оскільки до складу їжі кожного типу входить кілька видів. Кожен з цих видів, у свою чергу, може бути живленням для кількох інших видів.

У свою чергу всі біотичні чинники можна поділит на зоогенні – ті, які спричинені діяльність тварин та фітогенні спричинені рослинами.

2. Між організмами виникають різні форми біотичних відносин, які можуть бути найрізноманітнішими. Розрізняють такі типи біотичних зв’язків:

• конкуренція – боротьба між представниками різних видів за воду, світло, життєвий простір; конкуренція буває міжвидовою та внутрішньовидовою.

• мутуалізм – представники двох видів організмів своєю життєдіяльністю сприяють один одному (комахи та квіти) ;

• коменсалізм – коли від співжиття представників двох видів виграє один вид, не завдаючи шкоди іншому (акула і рибка прилипайло);

• паразитизм – одні істоти живляться за рахунок споживання живої тканини господарів (кліщі, воші, глисти);

• хижацтво – одні організми вбивають інших і живляться ними;

• аменсалізм – форма біотичних взаємовідносин, за яких відбувається гальмування росту одного виду продуктами виділення другого. Найбільш відомими формами є антибіоз – пряма конкуренція і алелопатія – виділення отруйних речовин у боротьбі з конкурентами за ресурси.

3. При всіх видах використання природних ресурсів об’єктом діяльності людини виявляються, в першу чергу, популяції рослин та тварин – лікарських, сировинних, рибних, мисливських. Популяція – це сукупність особин певного виду, які здатні до вільного схрещування, населяють певний простір і відокремлені від інших подібних угруповань. Ознаки популяції: чисельність, густота, біомаса, народжуваність, смертність, приріст. Чисельність популяції – кількість особин, які входять до її складу. Густота популяції визначається середнім числом особин, що припадає на одиницю площі або об’єму, який вона займає. Біомаса – маса особин популяції, що припадає на одиницю площі або об’єму. Народжуваність – число особин популяції, які народжуються за одиницю часу, смертність – кількість особин, яка гине за цей самий час. Різниця між народжуваністю і смертністю становить приріст популяції.

Чисельність і густота популяцій, навіть зі сталими умовами існування, непостійні в часі, вони можуть періодично чи неперіодично змінюватись під впливом різноманітних чинників. Чисельність популяції залежить від інтенсивності народжуваності та смертності особин, які в свою чергу залежать від ресурсів, необхідних для нормального функціонування. Якщо густота популяції падає нижче певного рівня, здатного забезпечити зустріч особин різної статі для розмноження, то така популяція приречена на загибель. Надмірне зростання густоти призводить до виснаження ресурсів існування, зростання тиску природних ворогів. Тому визначення оптимальної густоти популяції певного виду є необхідним для визначення її стану, а при загрозі зникнення – для впровадження засобів її охорони. Для кожного комплексу умов середовища існування є певна оптимальна густота популяції того чи іншого виду, за якої народжуваність і смертність врівноважуватимуть одна одну і не спостерігатиметься ані зростання, ані скорочення чисельності особин. Такий врівноважений стан популяцій відповідає поняттю ємності середовища. Ємність середовища існування – це його спроможність забезпечити нормальну життєдіяльність певному числу особин популяцій без помітних порушень умов довкілля. При цьому рівень споживання ресурсів має врівноважуватись їхнім відновленням. Як тільки густота популяції стає вищою або нижчою від певного рівня, в ній виникають процеси саморегуляції, що приводять цей показник у відповідність до ємності середовища та проявляються у коливанні чисельності особин. На зміни у чисельності популяцій впливають також і взаємозв’язки з популяціями інших видів. При зростанні чисельності особин скорочуються запаси їжі, що тягне за собою зменшення чисельності з причини збільшення смертності, а популяція, що скоротилася, дозволяє накопичити запаси їжі, що призводить до збільшення народжуваності, тобто зростання чисельності і т. д. (рис. 2.1).

Отже, в результаті тривалого пристосування до умов існування у видів виробилися різні механізми, які дають змогу уникнути необмеженого росту чисельності і, таким чином, перенаселення і виснаження ресурсів середовища. Підтримання чисельності популяції на певному, оптимальному для даного середовища існування рівні дістало назву гомеостазу популяції.

Кожна популяція характеризується певною структурою: статевою, віковою, просторовою, етологічною. Структура популяції має пристосувальний характер, бо є наслідком взаємодії особин виду та екологічних факторів. Вона динамічна, тобто змінюється при зміні умов довкілля. Статева структура залежить від співвідношення особин різних статей, а вікова – від розподілу особин за віковими групами. Це дуже важливий показник, який характеризує стан популяції. Так, різке скорочення частки нестатевозрілих особин свідчить про зниження чисельності популяції в майбутньому, коли ці особини стануть статевозрілими і дадуть малочисельне потомство. В останні десятиліття відбуваються зміни вікового складу популяцій людей у бік збільшення групи похилого віку.

Розподіл особин популяції по території, яку вона займає, визначає її просторову структуру. Лише інколи особини однієї популяції, розподілені рівномірно (деякі рослини, вусоногі раки, багатощетинкові черви тощо). Найчастіше їхній розподіл нерівномірний унаслідок різних умов існування в різних частинах території, яку займає популяція або через особливості виду (здатність утворювати скупчення: зграї, табуни, переміщення до місць розмноження).

Етологічна структура популяцій тварин – це система взаємозв’язків між особинами, що проявляється у поведінці. Особинам різних видів властивий поодинокий або груповий спосіб життя. В першому випадку особини популяції більш-менш відокремлені просторово і збираються групами лише на період розмноження (скорпіони, павуки). Груповий спосіб життя пов’язаний з утворенням постійних родин, колоній, табунів, зграй. Тваринам сумісний спосіб життя в стадах і зграях забезпечує добування їжі і захист від ворогів. Встановлено, що сумісне існування тварин скорочує витрати ними енергії, зменшується кількість пошукових рухів і знижується споживання кисню, покращуються умови охорони особин, а в цілому підвищується виживаність. Навіть ті види, які регулярно здійснюють тривалі міграції, зберігають свою популяційну структуру і для розмноження і виведення потомства збираються на свої постійні місцеперебування.