3.9. Характеристика популяционной экологии

Важное значение для общей экологии имеет популяционная экология. Она изучает условия формирования структуры и динамики естественных группировок особей одного вида - популяции. Популяция (происходит от латинского слова populus - народ) - это группа особей одного вида, объединяемых общей территорией и генофондом. Популяции характеризуются сообществом или биоценозом (происходит от греческих слов bios - жизнь и koinos - вместе). Биоценоз включает все популяции разных видов, взаимодействующие между собой на определенной территории, называемой биотопом. Экологическая система или биогеоценоз, - это биоценоз и неживая среда, которые функционируют совместно.

Популяция обладает многими признаками, которые характеризуют группу как целое, а не отдельные особи в группе. Основные характеристики популяции: плотность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в пределах территории и тип роста.

Верхний предел плотности популяции ограничивается потоком энергии в экологической системе (продуктивностью), трофическим уровнем, к которому относится данный организм, величиной и интенсивностью его обмена веществ. Нижний предел определяется уровнем, при котором еще возможно воспроизводство популяции; когда плотность популяции падает ниже критического уровня, популяция исчезает.

Плотность популяции - очень важный природоохранный критерий, помогающий правильно организовывать охрану животных в резерватах, предотвращать ущерб от их деятельности для природных комплексов, своевременно включать те или иные виды животных в Красные книги.

Популяционная экология рассматривает отдельные особи не изолированно, а в составе популяции таких же особей, относящихся к одному виду. Для вида характерны общность происхождения, сходство облика (фенотипа), единство экологических реакций на внешние воздействия.

Популяционная экология имеет огромное практическое значение. Не зная закономерностей жизнедеятельности популяции, нельзя разрабатывать научно обоснованные мероприятия по рациональному использованию природных богатств. Популяционный подход к анализу природных явлений основан на способности любого вида живого организма регулировать свою численность при воздействии разнообразных абиотических и биотических факторов внешней среды.

3.10. Учение о биогеоценозе

Учение о популяции позволило перейти к изучению более сложных форм существования материи в природе - к биогеоценозам. Исследованием биогеоценозов занимается биогеоценология - наука, изучающая взаимоотношения между особями, относящимися к разным популяциям данной группировки, а также между ними и окружающей средой. В ее задачу входит установление границ экосистемы, анализ существующих в ней пищевых цепей, изучение видового состава, его плотности и др.

Учение о биогеоценозе разработал выдающийся российский ученый В.Н.Сукачев на примере лесных сообществ. Однако открытие В.Н.Сукачевым закономерности взаимодействия и взаимозависимости живых организмов с абиотическими условиями в равной мере приемлемы для любых условий земной поверхности и водных условий. Понятие биогеоценоза введено В.Н.Сукачевым в 1940 году. Оно явилось логическим развитием идей русских ученых В.В.Докучаева, Г.Ф.Морозова, Г.Н.Высоцкого, В.И.Вернадского.

Основные направления и задачи, которые изучает биогеоценология являются следующие: исследование свойств и функций составляющих биогеоценозы компонентов и расшифровка механизма их связей; изучение потоков вещества и энергии в них, изучения преобразования одними компонентами состояний, свойств и работы других; определение их роли в изменении и динамике биогеоценоза; установление реакций компонентов и биогеоценоза в целом на стихийные воздействия и хозяйственную деятельность человека; изучение устойчивости биогеоценозов и ее регуляторных механизмов; исследование взаимосвязей и взаимодействий как между соседними, так и между отдаленными биогеоценозами, обеспечивающими единство биосферы и ее крупных частей.

В каждом биогеоценозе количество обитателей - животных, растений и других организмов или биомассы - неодинаково. Соотношения между структурными подразделениями данного биоценоза в среднем за год более или менее постоянно. Виды, которые имеют наибольшее количество особей или биомассы, являются доминантными. Положение и роль вида в биогеоценозе, его специализацию называют экологической нишей вида. Соотношение между видами, популяциями, числом особей в биогеоценозе по временам года может меняться в зависимости от наличия пищи, от погодных условий и т.д.

Сообщества животных и растений биогеоценоза в зависимости от естественных или антропогенных факторов могут сменяться после лесных пожаров, высыхания болота, вырубки леса, распашки земли, а также в силу естественных закономерностей в природе. Примером может служить периодическая смена породного состава леса: под пологом лиственного леса в средней полосе нашей страны появляется подрост ели и других хвойных пород; по мере отмирания недолговечных осины, березы, ольхи в первый ярус выходят хвойные деревья, образуя качественно новый биогеоценоз; после старения и выпадения деревьев хвойных пород преобладающими вновь становятся лиственные породы со свойственным им животным миром.

Последовательную смену одних сообществ или организмов другими на определенном участке называют сукцессией.

Биогеоценоз различают по продуктивности. Наибольшей первичной продуктивностью обладают биогеоценоз тропических лесов, лесов умеренного климата, саванн, сельскохозяйственных угодий, а наименьшей - пустыни и тундры. Вторичную продуктивность получают от животных и других организмов, существующих за счет растений.

Познание внутренней структуры динамики взаимодействия между составными элементами биогеоценоза, ритмов жизни растительно-животных сообществ позволяет разрабатывать меры для максимального их использования с целью получения наибольшего количества необходимой человеку продукции, а также обеспечить долговечность биотических сообществ, уменьшать отрицательные последствия преобразующей деятельности человека, вплотную подойти к управлению биосферой.

Особенно существенное значение биогеоценология имеет для практики лесного и сельского хозяйства, изучения среды жизни человека на Земле, для космонавтики, защиты промышленных изделий, продуктов питания, кормов от повреждения биологическими компонентами биосферы, для реализации эффективных природоохранных мероприятий.