Екологічні валентності та екологічні спектри видів

Екологи за аналогією валентності в хімії ввели поняття екологічної валентності виду, що означає здатність виду заселяти різне середовище, яке характеризується більшими чи меншими змінами екологічних факторів. Вид, який характеризується низькою екологічною валентністю (витримує лише обмежені варіації екологічних факторів), називають стенотопним. Вид, здатний заселяти широкий спектр місцезростань, називають евритопним.
Враховуючи те, що екологічна валентність безпосередньо регулює здатність організмів до розселення, часто відзначають, що евритопні види вирізняються підвищеною валентністю і їх називають евриеками. Стенотопні ж види, що мають вузьку локалізацію і живуть в дуже вузьких межах мінливості і факторів середовища, називають стеноеками.
Фактори середовища досить строго визначають, які організми можуть жити в даному місці, а які не можуть. Враховуючи це, ми можемо використати обернену закономірність і судити про фізичне середовище організму, який в ньому проживає. Так з'явився метод біоіндикації середовища, який особливо широко використовують у лісовій типології, фітоценології, а також для визначення рівня забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників (ліхеноіндикація), мохів (бріоіндикація) чи грибів (мікоіндикація).

Ю.Одум наводить ряд суттєвих зауважень, які слід брати до уваги під час використання цього методу.
1. Стенотопні види, як правило, є кращими індикаторами, ніж еври-види. Наприклад, копитняк – виражений мезофіт; він трапляється в діброві, де репрезентує багаті умови зростання.
2. Крупні види є кращими індикаторами, ніж дрібні, оскільки на даному потоці енергії може підтримуватися більша біомаса або "врожай на корені", і ця біомаса розподіляється між крупними організмами. Наприклад, анемона дібровна – вид дібровних умов зростання, який рясно представлений у буковому лісі лише у час цвітіння (весняний аспект). Однак вже в червні годі знайти його сліди. В той час як бук – індикатор родючих бучин – завжди буде представлений і відіграватиме в будь-який час роль індикатора.
3. Числове співвідношення різних видів, популяцій і цілих угруповань часто служить кращим індикатором, ніж чисельність одного виду, оскільки ціле краще, ніж частина, відбиває загальну суму умов. Наприклад, чисті угруповання сосни високих бонітетів є 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.

Схема змін складу, будови, зв’язків у біогеоценозах. Формули стану біоценозу

Склад біогеоценозу

А. Живі компоненти біогеоценозу, що утворюють біоценоз. І. Ценокомплекс автотрофів — з цепопопуляцій рослин та інших живих істот фото- і хемосинтетиків, утворювачів первинної біологічної продукції з елементів косного середовища:

1. фототрофів — зелені вищі і нижчі рослини і деякі види жгутикових;
2. хемотрофів — бесхлорофільні хемотрофні бактерії.

II. Ценокомплекс біотрофів — з ценопопуляцій тварин і почасти рослин і мікроорганізмів — споживачів і трансформаторів живої біомаси та прижиттєвих виділень і утворювачів вторинної біологічної продукції:

1. фітофаги — травоїдні тварини, мікроорганізми і рослини-паразити та напівпаразити;
2. зоофаги — м'ясоїдні (хижі) тварини, мікроорганізми, комахоїдні рослини, тварини і мікроорганізми-паразити.

III. Ценокомплекс сапротрофів — з ценопопуляцій мікроорганізмів, а також тварин і рослин, споживачів і деструкторів відмерлих решток, покидьків і трупів рослинного і тваринного походження;

1. сапрофаги — мікроорганізми, безхребетні і деякі види хребетних тварин;
2. сапрофіти — гриби та деякі види вищих сапрофітних рослин.

Б. Косні компоненти біогеоценозу, що складають екотоп, який біоценозом перетворюється на біотоп.
IV. Аеротоп — перетворене біоценозом повітряне середовище.
V. Едафотоп — перетворене біоценозом грунтове середовище.

Біогеоцено́з — ділянка земної поверхні, що характеризується певними фізико-географічними умовами (характером мікроклімату, рельєфу, геологічної будови, ґрунту та водного режиму), разом з біоценозом (угрупованням рослинних і тваринних організмів).

Біогеоценоз є структурною частиною ландшафту. В науку термін біогеоценоз введений академіком В. М. Сукачовим. Біогеоценози можуть бути наземними і водяними. Всі компоненти біогеоценозу створюють єдиний історично сформований природний комплекс, що постійно змінюється внаслідок взаємодії компонентів біогеоценозу між собою, з атмосферою та іншими факторами середовища. Межі окремих біогеоценозів найчастіше визначаються рослинними угрупованнями — фітоценозами, які найкраще відображають зміни, що відбуваються в кожному конкретному природному комплексі. Є думка, що поняття біогеоценозу ідентичне поняттю біоценоз, а сам термін біогеоценоз зайвий, оскільки при визначенні біоценозу як певної сукупності організмів, так як і при визначенні біогеоценозу, беруться до уваги всі умови існування організмів, в тому числі ґрунтовий і геологічний субстрат. Про це свідчать праці Г. М. Висоцького, Г. Ф. Морозова, Є. В. Алексєєва, П. С. Погребняка та ін.

Суто в екологічному сенсі:

Біогеоценоз — це угрупування різних видів мікроорганізмів, рослин, тварин, які заселяють певні місця проживання, та які стійко підтримують біогенний кругообіг речовин. Підтримка кругообігу в конкретних географічних умовах є основною функцією біогеоценозу.

Биогеоценоз.

Биогеоценоз - это устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов,

находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы

и литосферы. В это сообщество поступают энергия Солнца, минеральные вещества

почвы и газы атмосферы, вода, а выделяются из него теплота, кислород, диоксид

углерода, продукты жизнедеятельности организмов. Основные функции

биогеоценоза - аккумуляция и перераспределение энергии и круговорот веществ.

Биогеоценоз - целостная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся система. Он

включает следующие обязательные компоненты: неорганические (угле род, азот,

диоксид углерода, вода, минеральные соли) и органические вещества (белки,

углеводы, липиды и др.); автотрофные организмы - продуценты органических

веществ; гетеротрофные организмы - потребители готовых органических веществ

растительного - консументы (потребители первого порядка) и животного

(потребители второго и следующих порядков) происхождения. К гетеротрофным

организмам относятся разрушители - редуценты, или деструкторы, которые

разлагают остатки мертвых растений и oживотных, превращая их в простые

минеральные соединения.

Говоря о биоценозах, рассматривают только взаимосвязанные живые организмы,

обитающие в данной местности. Биоценозы характеризуются видовым

разнообразием, т.е. числом видов живых организмов, образующих его; плотностью

популяций, т.е. числом особей данного вида, отнесенного к единице площади или

к единице объема (для водных и почвенных организмов); биомассой - общим

количеством животного органического вещества, выраженного в единицах массы.

Биомасса образуется в результате связывания солнечной энергии. Эффективность,

с которой растения ассимилируют солнечную энергию, в разных биоценозах

неодинакова. Суммарная продукция фотосинтеза называется первичной продукцией.

Растительная биомасса используется потребителями первого порядка -

растительноядными животными - в качестве источника энергии и материала для

создания биомассы; причем используется чрезвычайно избирательно (рис.17.7),

что понижает интенсивность межвидовой борьбы за существование и способствует

сохранению природных ресурсов. Растительноядные животные в свою очередь

служат источником энергии и материала для потребителей второго порядка -

хищников и т.д. На рис.17.8 приведены сравнительные данные по продуктивности

различных биогеоценозов. Наибольшее количество биомассы образуется в тропиках

и в умеренной зоне, очень мало - в тундре и океане.

Организмы, входящие в состав биогеоценозов, испытывают влияние неживой

природы - абиотических факторов, а также со стороны живой природы -

биотических воздействий.

Биоценозы представляют собой - целостные, саморегулирующиеся биологические

системы, в сой* став которых входят живые организмы, обитающие на одной

территории.

Энергия солнечного света ассимилируется растениями, которые впоследствии

используются животными в качестве пищи.

Пищевые связи.

Каждый вид использует лишь часть содержащейся в органическом веществе

энергии. Непригодные для данного вида, но еще богатые энергией вещества

используют другие организмы. Таким образом, в процессе эволюции в

биогеоценозах сложились цепи взаимосвязанных видов, последовательно

извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества. Такие связи

между особями видов называются пищевыми.

Примеры пищевых цепей можно видеть всюду. Самый простой пример: травоядные

животные поедают растения, а выделениями животных и их трупами питаются

различные навозные и трупо-ядные насекомые и гнилостные бактерии. Но в

естественной обстановке цепи состоят из большего числа звеньев, так как в них

включаются плотоядные животные - хищники и паразиты. Органические остатки

образуются в результате жизнедеятельности всех членов цепи ||.

Биогеоценозы очень сложны. В них всегда имеется много параллельных и сложно

переплетенных цепей питания, а общее число видов часто измеряется-сотнями и

даже тысячами. Почти всегда разные виды питаются несколькими разными

объектами и сами служат пищей нескольким членам экосистемы. В результате

получается сложная сеть пищевых связей.