Смекни!
smekni.com

Біологічна продуктивність як основа функціонування різних екосистем та біотопів (стр. 5 из 6)

Не менш важлива і якість їжі. Так, якщо самки колорадського жука отримують в їжу старі листки картоплі, то через 11 діб у них повністю припиняється відкладання яєць. При годуванні самок молодими листками кладка триватиме більше місяця. Коли вівцям замість потрібного їм сіна пропонуються в їжу соковиті корми - кормова капуста, коренеплоди, зменшується не тільки приріст, стає неможливим також і розмноження. Відсутність їжі потрібної якості скорочує тривалість життя. З цієї причини дощові черв'яки не можуть жити в посадках з вільхи або акації. Для них несприятливий хімічний склад листків цих рослин.

Нормальний біопродукційний процес у тварин пов'язаний з певними ландшафтними особливостями території: наявністю лісу, водойм, галявин та ін. Так, граки - мешканці лісів, що перемежовуються з перелісками, лелека може селитися лише в тих місцях, де поблизу водойм є великі дерева, я,кі необхідні їм для гніздування. Хоча лелеки в умовах антропогенного ландшафту навчилися класти гнізда й на телеграфні стовпи, і на опори ліній електропередач.

Ландшафтне різноманіття є важливим фактором життя багатьох тварин. Ті ж граки можуть добувати їжу тільки в травостої висотою не більше ніж 15 см. Тому весною вони живляться на ланах. Як тільки трава підростає і досягає критичної для них висоти, граки переміщуються на пасовища, до середини літа вони годуються на сіножатях, а наприкінці літа після збирання врожаю знову переміщаються на поля.

У цілому вплив абіотичних факторів на утворення біопродукції має комплексний характер. Визначає можливості біопродукції не один, хоча й важливий фактор, а їх сполучення. В екології цей факт відомий як закон А. Мітчерліха - Б. Бауле. Так, наприклад, коефіцієнти використання рослинами сонячної енергії, вуглекислого газу та води не є постійними. Вони змінюються і набувають більших значень у сприятливих для рослин природних комплексах, де значення інших абіотичних параметрів близькі до оптимуму, і нижчих значень - у несприятливих умовах. В Україні коефіцієнт використання сонячної радіації рослинами закономірно змінюється з півдня на північ від 0,6 до 1,0% паралельно зростанню кількості опадів та підвищенню гуміфікованості ґрунтів. Поєднання окремих абіотичних факторів і умов формує такі середовищні комплекси, як тривалість вегетативного періоду, клімат місцевості, конкретний режим погоди, тип ґрунтового покриву. Тому географічні карти первинної продукції рослинного покриву принципово збігаються з картами клімату та з ґрунтовими картами.

Якщо клімат для живих організмів є певною абстракцією, погодні умови виступають як повсякденний фон реалізації біопродукційного процесу. При вирощуванні культурних рослин навіть вживається поняття метеотропного ризику, що включає в себе всю сукупність відхилень погоди, які перешкоджають отриманню оптимального врожаю.

Екологічні зв'язки тварин зростають завдяки їхній рухомості. Звісно, є й нерухомі тварини (корали), а в багатьох видів осілих тварин спостерігається прив'язаність до певної, часто досить невеликої, ділянки території. Але багато видів тварин широко мігрують і на різних фазах розвитку можуть займати різноманітні біотопи. Деякі водяні та суходільні тварини можуть пересуватися на віддалі до 10 тис. км. Такі міграції пов'язані з динамікою використання їжі. Так, на великі віддалі в пошуках місць, багатих на зоо- та фітопланктон, переміщуються кити. У лососевих риб та вугрів молодь та дорослі особини мешкають в надзвичайно віддалених одна від одної ділянках водойм. На багато тисяч кілометрів перелітають птахи, залишаючи негостинні для них узимку помірні широти, але повертаються сюди знову навесні, коли спостерігається пік зростання біомаси рослин та тварин, які є їхньою їжею [9].

Поєднання екологічних факторів відрізняються в різних регіонах планети. Тому є чітка відмінність у біопродукції на континентах (табл. 1), яка зумовлена їхнім географічним положенням та пануючим кліматом. Оцінка такого роду даних дозволяє зробити висновок, що в глобальному масштабі біопродукцію контролюють тепло та вологість. Очевидні зниження біопродукції в тих регіонах, де великі території відрізняються низьким водозабезпеченням (пустелі) або мають холодний клімат. За даними Ю.М. Куражсковського (1969), біологічна продуктивність природних одиниць пов'язана з типом природної зони. Для природних зон України вона становить (ц/га на рік): у лісовій зоні - 75, у лісостеповій зоні - 125, у степу - 85, у сухих степах - 50.

Таблиця 1. Продукція природного рослинного покриву [8]

Територія Продуктивність в г/м на рік
Європа 850
Азія 980
Африка 1030
Північна Америка 820
Південна Америка 2090
Австралія та Океанія 860
Континенти в середньому 950
Океани в середньому 150
Земна куля в середньому 400

Максимальна біопродукція властива лісостеповій зоні. Лісостепова зона України - це її головне природне багатство. Відповідно до наведених показників знаходиться і зональна зміна продукції сільськогосподарських тварин, що відображає кількість та якість кормів.

Важлива сторона екологічного контролю продукційного процесу - це нестабільність абіотичних факторів. Рослини та тварини змушені витрачати енергію на пристосування до коливань екологічного режиму, і біопродукція падає.

Деякі коливання погоди мають суто стохастичний характер, інші - виражену циклічність. Спостереження, що виявили циклічність екологічного режиму, проводили ще С.П. Крашенінніков (1745-1755) та М.В. Ломоносов (1750-1765) [8]. У наш час відоме існування циклів зміни клімату різної тривалості. Циклічним змінам екологічних режимів відповідають цикли розміру первинної біопродукції автотрофних рослин.

За А.С. Мончадським (1958), екологічні фактори поділяються на три основні групи за рівнем періодичності:

а) первинні періодичні фактори з добовою, сезонною та річною ритмікою - температура, освітленість; усі живі організми порівняно легко адаптуються до них;

б) вторинні періодичні фактори характеризуються періодичністю, що пов'язана з режимом первинних факторів; це вологість повітря, концентрація в повітрі вуглекислого газу; адаптація до них у живих організмів менша;

в) неперіодичні фактори, мінливість яких має стихійний характер, це штормові вітри, пожежі, виверження вулканів; адаптування живих істот до них найнижче.

2.3 Ценотичний контроль продуктивності, біопродукція в різних біомах

Оточення будь-якого живого організму, який бере участь у біопродукційному процесі та розмноженні, включає в себе не лише абіотичні фактори навколишнього середовища, до нього також входять й інші живі організми цього ж або іншого виду. Жити та формувати біопродукцію кожній живій істоті доводиться в умовах того чи іншого біоценозу в тісній взаємодії з іншими організмами. Такі ценотичні зв'язки інколи настільки важливі, що як фактор контролю розміру та якості біопродукції вони перекривають за силою дії абіотичні фактори. Кожен живий організм не тільки відчуває певний вплив з боку своїх співмешканців у ценозі, але й сам впливає на них. Такі впливи можуть поділятися на три типи: позитивні, нейтральні та негативні. Це веде до виникнення між організмами ряду специфічних форм взаємодії.

Основні з них такі:

нейтралізм - при сумісному проживанні організми не чинять один на одного ні позитивного, ні негативного впливу;

конкуренція - два види організмів або особини одного виду використовують один і той же подільний ресурс або намагаються витіснити один одного;

паразитизм та хижацтво - один із видів використовує організми іншого виду як трофічний ресурс;

мутуалізм або співробітництво - при сумісному проживанні організми сприяють один одному;

аменсалізм - взаємозв'язок між організмами має односторонній характер: для одного партнера він сприятливий, а для іншого нейтральний.

Одним із дуже поширених механізмів ценотичного контролю продукційного процесу є конкуренція. Форми конкурентних взаємозв'язків надзвичайно різноманітні. Види рослин і тварин конкурують за їжу, за оптимальні умови існування, за простір.

Цілком очевидною є конкуренція рослин за світло, коли вони тягнуться вгору, намагаючись перерости сусідів та перехопити більшу частину сонячної радіації. У посівах культурних рослин відбувається активна конкуренція, з бур'янами не лише за світло, але й за воду та мінеральні речовини ґрунту. У випадку сильного конкурентного впливу бур'янів урожай культурних рослин може сильно зменшуватися. Птахи активно конкурують за місця гніздувань. У хижих ссавців (соболь, куниця, ласка) чітко проявляється конкуренція за територію, де вони добувають собі їжу. В усіх цих випадках конкурентно пригноблений вид знижує свою біопродукцію, може навіть бути повністю витісненим з даного екотопу.

Досить сильно впливають на рівень біопродукційного процесу паразитизм та хижацтво. Але в природних умовах, як правило, відносини даного типу не ведуть до повного зникнення особин хазяїна або жертви. Відбувається хвилеподібне коливання розміру сумарної біомаси та чисельності цих організмів (рис. 2). Під впливом хижацтва або паразитизму біомаса популяції жертви сильно знижується, що призводить до зниження чисельності та біомаси хижака або паразита. За цим починається нова хвиля збільшення чисельності хазяїна і т.д.