Розділ 5. БІОГЕОЦЕНОЛОГІЯ (ВЧЕННЯ ПРО ЕКОСИСТЕМИ)

Концепція потоку енергії дає можливість не тільки порівнювати екосистеми між собою, але й пропонує спосіб оцінювання відносної ролі популяцій в них. Піраміда енергії дала найповніше уявлення про функціональну організацію угруповань, оскільки кількість і маса організмів, які може підтримувати певний рівень за тих чи інших умов, залежать не від наявної в даний момент, на попередньому рівні фіксованої енергії, а від швидкості продукування поживи. На противагу пірамідам чисел і маси, що відображають статику системи, тобто кількість маси в даний момент, піраміда енергії подає картину швидкостей проходження поживи через ланцюг живлення. К). Одум (1986) на підставі аналізу пірамід усіх трьох типів сформулював екологічне правило: дані піраміди чисел приводять до перебільшення ролі малих організмів, а дані піраміди мас — великих. У малих організмів більш інтенсивний метаболізм, а тому лише потік енергії є найбільш придатним показником для порівняння будь-якого компонента з іншим і всіх компонентів між собою. Трофічні рівні консументів досліджені мало. Ефективність ланцюга живлення незначно змінюється при переході від одного рівня до іншого, значення його близьке 10%. На кожному ступені піраміди втрачається велика кількість енергії. Рослини вловлюють дуже невелику частину радіації, і дуже мала часточка нової тканини, виробленої на певному ступені, є джерелом живлення наступного рівня організмів. Внаслідок колосальної втрати енергії на кожному рівні, піраміда чисел рідко складається більш як з п'яти трофічних рівнів. Найефективніший кінцевий ступінь піраміди — найбільші тварини. Вартість цієї ефективності — дуже значна втрата енергії.

Будова ланцюгів живлення визначається існуванням серед консументів тварин різних груп, що різняться за кількістю і складом кормів, які вони споживають. Це — стенофаги і поліфаги. Стенофаги живляться обмеженою кількістю видів кормів. Так, гусениці капустянки живляться лише рослинами з родини хрестоцвітих. Крайнім виразом стенофагії є монофагія (людська аскарида, малярійний плазмодій, низка рослиноїдних безхребетних, які живляться одним видом рослин).

Поліфаги мають різноманітну поживу (рослинну і тваринну). Це олені, гризуни, кішки, леви, тигри, комахоїдні птахи. Крайній вираз поліфагів — еврифагія (всеїдність). Це — бурий ведмідь, хом'як, борсук, дикий кабан та ін. Серед поліфагів є певна спеціалізація. Це є характерною особливістю тварин — мешканців певного біоценозу. Вона ослаблює конкуренцію і дає можливість уживатися великій групі тварин.

У процесі спеціалізації ряд тварин сильно відхилилися від близьких форм. Виникли групи тварин, які живляться екскрементами — капрофаги, трупами тварин — некрофаги і т.д. Із спеціалізацією живлення пов'язані і способи добування та сприймання їжі. Серед рослиноїдних форм є сисні, гризуни, лизуни та інші. Твариноїдні розрізняються за способами полювання: одні тварини вистежують свою жертву, інші — доганяють, переслідують, треті — викопують з нір. Птахи беруть здобич на льоту, на землі, дістають з-під кори, щілин тощо.

5.6. Загальні принципи стійкості екосистем

У 1884 р. французький хімік А. Ле Шательє сформулював принцип (згодом він дістав ім'я вченого), відповідно до якого будь-які зовнішні впливи, що виводять систему зі стану рівноваги, викликають у цій системі процеси, що намагаються послабити зовнішній вплив і повернути систему в початковий рівноважний стан. Спершу вважалося, що принцип Ле Шательє можна застосовувати до простих фізичних та хімічних систем. Подальші дослідження показали можливість застосування принципу Ле Шательє і до таких великих систем, як популяції, екосистеми, і навіть до біосфери. Так, наприклад, принципу Ле Шательє підпорядковується екосистема Світового океану. Його біота поглинає до половини вуглекислого газу атмосфери і тим компенсує підвищене надходження антропогенного вуглекислого газу. Але біота суходолу вже виведена зі стану, коли вона підпорядковувалася цьому принципу, і в наш час наземні екосистеми в сумі виділяють більше вуглекислого газу, ніж в доантропогенну еру.

Стійкість організмів, популяцій або екосистем виявляється у самому факті їхнього 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 та їм на зміну приходять інші, більш пристосовані до умов існування, видове різноманіття біосфери зростає. Інша річ, коли вимирання організмів та руйнування екосистем іноді стають наслідком катастрофічних природних або антропогенних порушень (виверження вулканів, повені і т.п.).

Іноді популяції та види знищуються людиною безпосередньо, а почасти знищують опосередковано, коли під впливом антропогенної діяльності середовище змінюється таким чином, що стає цілком непридатним для існування будь-якого організму. Таке опосередковане знищення біологічного різноманіття людиною в сучасну епоху е основним. Заборона мисливства, наприклад, не зберігає від вимирання сокола-сапсана, якщо цілковито зруйновані його місця проживання та знищена природна кормова база.

Для оцінки стійкості екосистем і біосфери щодо природних катастроф та антропогенних порушень доцільно застосувати поняття про екологічний резерв екосистеми, введене Ю.А. Ізраелем (1989); 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. На жаль, методів оцінки екологічного резерву екосистем різного типу поки що немає. У багатьох випадках екологічний резерв екосистем оцінюється інтуїтивно, "на око". Наукові розробки в цьому напрямку дуже актуальні. Розвиток — загальна властивість матерії, що охоплює всі її форми від живих структур до людського суспільства — соціуму.

Новим етапом у розвитку соціуму, до якого наблизилося людство на межі XXI ст., є формування екологічного суспільства. Воно вимагає відмови від загальноприйнятої орієнтації на зростання матеріального багатства як єдиної мети суспільства. Цей етап уже не може здійснюватися як стихійний розвиток. Він може бути реалізований тільки системою свідомих дій свідомого розвитку соціуму: як кожна окрема людина, так і суспільні об'єднання різних ранґів аж до держави мають усвідомлювати, що вони є частками біосфери і беруть участь в ü' регулюванні.

Питання для самоперевірки