17. Системный подход в экологии: понятия популяция, сообщество, местообитание, экологическая ниша, экосистема. Структурная организация экосистемы на популяционном уровне и уровне сообщества.

Понятия

1) Популяция — это минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, на протяжении эволюционно длительного времени населяющая определенное пространство, образующая генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу.

2) Популяции разных видов в природных условиях объединяются в системы более высокого ранга — сообщества и биоценоз. Сообщество и биоценоз в строго научном смысле не являются синонимами.

Сообщество — также система популяций видов, конкурирующих между собой и формирующих экологические ниши, но совершенно не обязательно состоящая из всех трех биотических экологических компонентов. Можно, например, выделить сообщества только растений, однако сказать «биоценоз растений» нельзя. Тем не менее в одних строго научных изданиях, например известных американских экологов, понятия «биотическое сообщество» и «биоценоз» совпадают как живая часть природной системы,

в других же изданиях под термином «сообществ» понимают биоценоз, а для обозначения сообществ растений, насекомых и т. п. вводят термин «ассамблея».

3) Местообитание организма называется место, где он живет, — некоторый конкретный участок поверхности земли, почвы, водоема или воздушного пространства. Местообитание может быть очень большим — океан или прерия — или совсем маленьким — нижняя поверхность гнилого бревна или кишечник термита, но во всех случаях это определенная, физически ограниченная зона. В каждом данном местообитании могут жить различные животные и растения.

4) Экологическая ниша - место вида в биогеоценозе, определяемое его биотическим потенциалом и совокупностью факторов внешней среды, к которым он приспособлен. Это не только физическое пространство, занимаемое организмом, но и его функциональная роль в сообществе (положение в пищевой цепи), и его место относительно внешних факторов.

В структуре экологической ниши выделяют 3 составляющие:

1. Пространственная ниша (место обитания) - "адрес" организма;

2. Трофическая ниша - характерные особенности питания и роль вида в сообществе - "профессия";

3. Многомерная (гиперпространственная) экологическая ниша - диапазон всех условий, при которых живет и воспроизводит себя особь или популяция. 

Различают фундаментальную (потенциальную) нишу, которую организм или вид мог бы занимать в отсутствие конкуренции, хищников, в которой абиотические условия оптимальные; и реализованную нишу - фактический диапазон условий существования организма, который меньше либо равен фундаментальной нише.

5) Экологическая система (экосистема) — совокупность популяций различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих между собой и окружающей их средой таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое

время. Примеры экологических систем: луг, лес, озеро, океан. Термины «экологическая система» и «биогеоценоз» не являются синонимами, понятие «экосистема» шире и полностью охватывает понятие «биогеоценоз» или «биогеоценоз» — частный случай «экосистемы».

Структурная организация популяции

 Как биологическая единица, популяция обладает определенной структурой.

            Под экологической структурой популяции понимают определенное соотношение возрастных групп, определенное соотношение полов, сочетание оседлых животных с животными-мигрантами, наличие семейных, стадных и т.п. группировок. Чем сложнее структура популяции, тем выше ее приспособительные возможности.  Единство приспособительных реакций популяций осуществляется с помощью сложной системы сигнализации и связи, информирующей отдельных особей о состоянии популяции в целом. Эта система информации основана на экологических и физиологических реакциях животных на внешние стимулы самой различной природы. Совокупность этих реакций спаивает особей популяции в единую функционирующую систему, обеспечивающую поддержание численности вида в разнообразной среде обитания.

1) Возрастная структура популяции определяет общую рождаемость и смертность популяции. Например, в быстрорастущих популяциях рождаемость очень высока, то есть значительную долю составляют молодые особи, способные к самовоспроизведению. У промысловых птиц и пушных зверей отношение сеголетков (особей, рожденных в текущем году) к старшим возрастным группам служит показателем для определения тенденции изменения численности популяции.

            2) Половая структура популяции отражает соотношение полов в популяции. В большинстве популяций соотношение самцов и самок примерно 1:1.

3) Пространственная структура. Каждая популяция занимает пространство, обеспечивающее условия жизни для ограниченного числа особей. При изучении пространственной структуры различают случайное, равномерное и неравномерное (групповое) распределения особей на территории (в пространстве). Случайное распределение в природе встречается редко; оно наблюдается в случаях, когда среда очень однородна, а организмы не стремятся объединиться в группы. Равномерное распределение бывает там, где между особями очень сильна конкуренция или существует антагонизм. Наиболее часто наблюдается неравномерное (групповое) распределение образование различных скоплений.

4) Этологическая (поведенческая) структура. Она отражает разнообразные формы совместного существования особей в популяциях. О д и н о ч н ы й о б р а з жизни следует выделить в первую очередь, хотя полностью одиночного существования организмов в природе нет, так как в этом случае было бы невозможно размножение. С е м е й н ы й о б р а з жизни — усиливаются связи между родителями и потомством, начинает заметно проявляться территориальное поведение животных. Путем различных сигналов, маркировки, угроз и тому подобного обеспечивается владение участком, достаточным для выкармливания потомства. Встречаются стаи, стада и колонии.

Структурная организация сообществ (биоценозов)

Биоценоз формируют межвидовые связи, обеспечивающие структуру биоценоза — численность особей, распределение их в пространстве, видовой состав и тому подобное, а также струк­туру пищевой сети, продуктивность и биомассу. Для оценки роли отдельного вида в видовой структуре биоценоза использу­ют обилие вида — показатель, равный числу особей на единицу площади или объема занимаемого пространства.

Кратко обо всех структурах Видовая структура биоценоза охватывает все проживающие в нем виды (доминанты, субдоминанты). Пространственная структура включает вертикальную структуру — ярусы и горизонтальную — микроценозы и микроассоциации. Трофическую структуру биоценоза представляют продуценты, консументы и редуценты. Перенос энергии от одного вида к другому путем их поедания называется пищевой (трофической) цепью. Место организма в цепи питания, связанное с его пищевой специализацией, носит название трофического уровня. Трофическая структура биоценоза и экосистемы обычно отображается графическими моделями в виде экологических пирамид. Различают экологические пирамиды чисел, биомасс и энергии. Скорость фиксации солнечной энергии определяет продуктивность биоценозов. Совокупность факторов среды, в пределах которых обитает вид, называется экологической нишей. Тенденция к увеличению разнообразия и плотности живых организмов на границах биоценозов (в экотонах) называется краевым эффектом