2.5. Екологічна ніша

Місце проживання (біотоп) — це адреса виду, а екологічна ніша — це рід його заняття. Екологічна ніша — діапазон (відповідно до абіотичних та біотичних факторів) умов, за яких живе і відтворює себе популяція. Більш загальним є таке формулювання: екологічна ніша — це загальна сума всіх вимог організму до умов існування, включаючи простір, який він займає, функціональну роль у співтоваристві (наприклад, трофічний статус) та його толерантність відносно факторів середовища — температури, вологості, кислотності, складу ґрунту та ін.

Просторова ніша, або ніша місцепроживання, може бути названа «адресою» організму. Трофічна ніша характеризує особливості живлення і, відповідно, роль організму у співтоваристві, ніби його «професію». Багатовимірна ніша — це ділянка гіперпростору, вимірами якого є різні екологічні фактори. Вона охоплює діапазони толерантності з кожного фактора.

Розрізняють фундаментальну (потенційну) і реалізовану ніші. У фундаментальній організм займає її за відсутності конкурентів, хижаків та інших ворогів, у якій фізичні умови оптимальні. Реалізована ніша — фактичний діапазон умов існування організму, який або менший, ніж у фундаментальній ніші, або дорівнює їй. Фундаментальну нішу називають ще преконкурентною, а реалізовану — постконкурентною.

Принцип Гаузе: два види не можуть займати одну й ту саму екологічну нішу

Явище розподілу екологічних ніш у результаті міжвидової конкуренції називають екологічною диверсифікацією. Екологічна диверсифікація між існуючими разом видами здебільшого здійснюється за такими параметрами: просторовим розміщенням, раціоном живлення та розподілом активності в часі. Досить одного з перелічених параметрів, аби послабилась чи повністю зникла конкуренція.

У природі особини кожного виду є об'єктами одночасно внутрішньовидової і міжвидової конкуренції. У разі посилення внутрішньовидової конкуренції відбувається диференціація виду. Останній займає більшу територію, поширюючись на менш сприятливі ділянки ареалу. Якщо переважає міжвидова конкуренція, то ареал зменшується до території з оптимальними умовами. Одночасно посилюється спеціалізація виду.

Багатовимірна ніша визначає екологічний діапазон певного виду стосовно факторів зовнішнього середовища. Діапазон значень будь-якого фактора, в межах якого вид здатний існувати, називають діапазоном толерантності.

Виділяють два основних механізми запобігання надмірному розвиткові конкретних популяцій: 1) за принципом зворотного зв'язку «популяція↔ре-сурси середовища»; 2) за моделями біотичних зв'язків — «жертва↔хижак», «хазяїн↔паразит».

Лекція № 3

Тема: "Кругообіг енергії та речовин у біосфері"

ПЛАН

3.1. Біосфера як відкрита термодинамічна система.

3.2 Трофічні ланцюги.

3.3. Загальні положення про кругообіг речовин у біосфері.

3.4. Екологічні катастрофи.

3.1. Біосфера як відкрита термодинамічна система

Біосфера — це відкрита термодинамічна система, що одержує енергію у вигляді променистої енергії Сонця й теплової енергії процесів радіоактивного розпаду речовин у земній корі та ядрі планети.

Лише 0,023 % сонячної енергії, що потрапляє на Землю, вловлюється продуцентами й запасається в процесі фотосинтезу у вигляді енергії хімічних зв'язків органічних сполук. Тільки 10 % енергії, отриманої рослинами, трансформується в біомасу. Коефіцієнт корисної дії фотосинтезу дуже низький і знаходиться в межах 0,1...3 %. За рік у результаті фотосинтезу утворюється близько 100 млрд. т органічних речовин, в яких запасається не менш як 1,8·10²⁰ Дж енергії. Ця зв'язана енергія далі використовується консументами й редуцентами в ланцюгах живлення, і за її рахунок жива речовина виконує роботу — концентрує, трансформує, акумулює й перерозподіляє хімічні елементи в земній корі, роздрібнює та агрегує неживу речовину. Робота живої речовини супроводжується розсіянням у вигляді тепла майже всієї запасеної в процесі фотосинтезу сонячної енергії. Лише частки процента цієї «фотосинтетичної» енергії не потрапляють у ланцюги живлення й консервуються в осадових породах у вигляді органічної речовини торфу, вугілля, нафти та природного газу.

Рушійною силою розвитку живої речовини в будь-якій екосистемі є різниця в кількості енергії, яка надходила в систему і яка розсіялася нею в навколишнє середовище.

Принцип Ле Шательє: будь-які зовнішні впливи, що виводять систему з рівноваги, вик-ликають у цій системі процеси протилежного напряму, що прагнуть послабити зовнішній вплив і повернути систему в початковий рівноважний стан.

Під біологічною розуміють рівновагу, що склалася між рослинним і тваринним світом, а під екологічною — рівновагу, що склалася в екосистемах і біосфері між живою речовиною та навколишнім природним середовищем.

Закон максимуму біогенної енергії Вернадського-Бауера: будь-яка біологічна система, що перебуває в стані «стійкої нерівноваги» (динамічно рухливої рівноваги з довкіллям), збільшує, розвиваючись, свій вплив на середовище. Живі системи ніколи не перебувають у стані рівноваги і виконують за рахунок своєї вільної енергії корисну роботу проти рівноваги.