41. Охарактеризувати індикативне значення організмів

Нерідко проведення масштабних екологічних досліджень протягом довгого періоду часу неможливе, існує нагальна необхідність визначити сучасний стан угруповання та екосистеми. У цьому випадку перед екологами стоїть завдання пошуку видів, які перші реаґують на зміни у біоценозі.

Фактори середовища доволі строго визначають, які організми можуть жити в даному місці, а які не можуть. Враховуючи це, ми можемо використати обернену закономірність і судити про стан середовища організму, який в ньому проживає. Так з'явився метод біоіндикації середовища, який особливо широко використовують для визначення рівня забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників (ліхеноіндикація), мохів (бріоіндикація) чи грибів (мікоіндикація): Ю. Одум наводить низку суттєвих зауважень, які слід брати до уваги при застосуванні цього методу.

Стенотопні види, як правило, є кращими індикаторами. Наприклад, копитняк — виражений мезофіт; він трапляється в діброві, яка репрезентує багаті умови зростання.

Великі види є кращими індикаторами, ніж дрібні, оскільки на даному потоці енергії може підтримуватися більша біомаса або "врожай на корені", і ця біомаса розподіляється між великими організмами.

Наприклад, анемона дібровна — вид дібровних умов зростання, який рясно представлений у буковому лісі лише у час цвітіння (весняний аспект). Однак уже в червні годі знайти його сліди. Тоді як бук — індикатор родючих бучин — завжди буде представлений і відіграватиме в будь-який час роль індикатора.

Числове співвідношення різних видів, популяцій і цілих угруповань часто слугує кращим індикатором, ніж чисельність одного виду, оскільки ціле краще, ніж частина, відбиває загальну суму умов. Наприклад, чисті угруповання сосни високих бонітетів ? індикаторами свіжих борових та суборових пісків. Коли говоримо про діброви, то беремо до уваги багаті ґрунти і благодатний клімат. Зарості кропиви дводомної індикують багаті на азот землі.

Отже, біоіндикатори — це група особин одного виду або угруповання, наявність, кількість або інтенсивність розвитку яких у тому чи іншому середовищі є показником певних природних процесів або умов зовнішнього середовища.

Біологічну індикацію широко використовують сьогодні для оцінки забруднення навколишнього середовища, яке "усуває" з природних екологічних ніш нестійкі до факторів забруднення види нижчих і вищих рослин, а також представників фауни. Найкраще біоіндикація використовується для визначення окремих показників якості води, оскільки гідробіонти надзвичайно чутливі до будь-яких змін, що відбуваються у водному середовищі. На сьогоднішній день саме в такий спосіб визначається якість води, хоча донедавна основними параметрами якості вважались певні фізичні величини та присутність відповідної кількості хімічних елементів.

42. Охарактеризувати співвіднесеність понять "біогеоценоз" (в.М. Сукачов) та "екосистема" (а. Тенслі)

Екосистеми є основними структурними одиницями, які складають біосферу. Тому поняття про екосистеми надзвичайно важливе для аналізу усього різноманіття екологічних явищ. Вивчення екосистем дозволило відповісти на запитання щодо єдності і цілісності живого на нашій планеті. Виявлення енергетичних взаємозв'язків, які відбуваються в екосистемі, дозволяють оцінити її продуктивність в цілому і окремих компонентів, що є особливо актуальним при конструюванні штучних систем.

У 1935 р. англійський ботанік А. Тенслі уперше ввів в екологію термін "екосистема". Екосистеми бувають різноманітних розмірів, простими і складними, штучними (акваріум, теплиця, пшеничне поле, населений космічний корабель) і природними (озеро, ліс, океан). Згідно з визначенням А. Тенслі під екосистемою слід розуміти комплекс організмів і водночас середовище їхнього існування з усіма взаємозв'язками і взаємодією між ними. Розрізняють водні і наземні екосистеми. Всі вони утворюють на поверхні планети строкату мозаїку. При цьому в одній природній зоні зустрічається багато схожих екосистем. Вони можуть об'єднуватися в однорідні комплекси або можуть бути розділені іншими екосистемами. Члени угруповання, які входять до складу екосистеми, так тісно взаємодіють із середовищем проживання, що біоценоз часто важко розглядати окремо від біотопу.

Наприклад, ділянка землі — це не просто "місце", але і певна кількість ґрунтових організмів і продуктів життєдіяльності рослин і тварин. Тому їх об'єднують під назвою біогеоценозу: "біотоп + біоценоз = біогеоценоз".

Поняття біогеоценозу ввів російський учений В.М. Сукачов у 1942 р. Біогеоценоз — сукупність на визначеній частині земної поверхні однорідних природних явищ (склад атмосфери, гірських порід, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів), які мають свою специфіку взаємодій компонентів і визначений тип обміну речовин та енергії, перебуває в постійному русі і розвитку.

Отже, біогеоценоз — це елементарна наземна екосистема, головна форма існування природних екосистем. Незважаючи нате, що біогеоценозі екосистема, за висловлюванням Ю. Одума, є синонімами, окремі дослідники вкладають у ці поняття різний зміст і використовують їх довільно, не беручи до уваги сутність явища. Це вносить певний безлад у розуміння цих понять, що шкодить як науковцям, так і практикам. Відзначимо також, що на Заході науку про розвиток рослинного і тваринного світу в зв'язку з умовами їх місцезростання виділяють в самостійну галузь екології — синекологію. Фітоценологію, зооценологію, біогеоценологію там не виділяють в окремі наукові дисципліни, як це практикується в нас, а включають як складові екології. Тому зарубіжні вчені вважають, що термін "екосистема" як одиниця взаємовідносин сукупності живих організмів з неживим середовищем більш зручний для користування. Однак, якщо навіть погодитися з тим, що екосистема є об'єктом вивчення екології, то доведеться визнати, що всі живі організми (рослинного, тваринного і мікробного походження) перебувають у постійній взаємодії як між собою, так і з усіма умовами "неживої" природи. Крім того, вони виконують величезну роботу, пов'язану з обміном речовини і перетворенням її в енергію, що не дає підстав обмежуватися лише констатацією зв'язків живих організмів з абіотичними факторами у вигляді єдиної фізичної системи. Отже, терміни "біогеоценоз" і "екосистема" можна вважати синонімами лише тоді, коли вони розглядаються як біоценоз, який займає певну ділянку земної поверхні з подібними атмосферними, літосферними, гідросферними умовами і характеризується однорідністю взаємозв'язків і взаємовпливів всередині біоценозу та зв'язків з його середовищем місцезростання, наявністю в цьому комплексі живої і неживої природи кругообігу речовини і енергії.

Хоча біогеоценоз — це однорідна ділянка земної поверхні, але "її однорідність є відносною, оскільки всередині біогеоценозу нема жодної суттєвої біоценологічної, геоморфологічної, гідрологічної і ґрунтово-геохімічної межі. Однак, доволі невизначеною залишається міра ідеї відносності; з одного боку, біогеоценози мають певну просторову (вертикально-горизонтальну) структуру і е сукупністю підсистем, з іншого боку—ДУ" же часто біогеоценози не мають різких меж між собою і тому їх дуже важко розмежувати "в натурі". Е.М. ЛавренкоіМ.В. Диліс (1968) запропонували дуже влучне визначення: "біогеоценоз екосистема в межах фітоценозу". Дійсно, після встановлення меж біогеоценозу цей природний об'єкт можна вивчати як екосистему. Але, як відомо, просторова структура фітоценозу є дуже неоднорідною і строкатою, а тому виділити межі між сусіднім фітоценозом непросто. Це пояснюється й тим, що одні фітоценологи вважають рослинний покрив дискретним і виділяють його межі, інші ж схиляються до думки про континуум, або ж неперервність, рослинного покриву і доводять неможливість встановлення цих меж. Отже, біогеоценоз — це сукупність рослинності, тваринного світу, мікроорганізмів і певної ділянки земної поверхні, які пов'язані між собою обміном речовин та енергії. Однією із загальних і обов'язкових ознак біогеоценозу є взаємодія автотрофних і гетеротрофних ланок.

Науку про біогеоценози називають біогеоценологією. Вона вивчає біоценотичні процеси, які відбуваються в кожному конкретному біогеоценозі (екосистемі), зокрема продуктивність, обмін речовиною і енергією. В.М. Сукачов висунув тезу: обмін речовиною і енергією є такою ж характерною властивістю біогеоценозу, як і склад рослин і тварин; специфіка взаємозв'язків і взаємодії між ними має принципове значення, оскільки саме участь усіх взаємодіючих організмів у речовинно-енергетичному обміні функціонально об'єднує їх в єдину систему, яка включає їх і абіотичне середовище. Однак структура біогеоценозу, тобто склад утворюючих його видів, властивості кожного середовища і особливості взаємодії між ними визначають специфіку речовинно-енергетичного обміну. Біоценологію (синекологію) від біогеоценології відрізняє передусім те, що остання включає як складову частину досліджуваної системи абіотичний комплекс, біоценологія ж вивчає лише сукупність організмів. Важливою характеристикою екосистем є розмаїття видового складу.

Вчені виявили деякі закономірності в існуванні екосистем різного рівня:

• Чим різноманітніші умови біотопів у межах екосистеми, тим більше видів містить відповідний біоценоз. Яскравим прикладом є тропічні ліси, які населяє більшість існуючих видів тварин і рослинності.

Чим більше видів містить екосистема, тим менше особин нараховують відповідні видові популяції. Так, у системах із малою видовою розмаїтістю (пустелі, степи, тундри) деякі популяції досягають великої чисельності, а в тропічних лісах популяції, зазвичай, нечисленні.

Чим більша розмаїтість біоценозу, тим більша екологічна стійкість екосистеми. Так, екосистема моря стійкіша за екосистему озера, тому що її населяють різноманітні види тварин, а рослинний світ її надзвичайно багатий.