- •4. Екосистеми 73
- •2.1. Розвиток екологічних знань та їх роль у становленні цивілізації
- •2.2. Ідея системності в екології
- •2.3. Соціальні аспекти екології
- •2.4. Об’єкти вивчення в екології
- •2.5. Методи екологічних досліджень
- •2.6. Короткий нарис історії екології. Українська екологічна школа
- •2.7. Екологія початку XXI століття
- •3.1. Поняття біосфери
- •3.2. Структура біосфери
- •Жива речовина
- •3.3. Потік енергії на земній кулі
- •3.4. Біогеохімічні цикли
- •3.5. Місце людини в біосфері
- •3.6. Поняття середовища
- •3.7. Загальні закони екології
- •4.1. Екосистеми – основні структурні одиниці біосфери
- •4.2. Абіотичні компоненти екосистем. Ресурси та умови існування
- •Територія
- •Сонячна радіація
- •Газовий склад повітря
- •4.3. Ґрунт як бюкосний елемент екосистем
- •4.4. Живі організми в екосистемах. Біоценози
- •4.5. Життя в ґрунті
- •4.6. Трофічні ланцюги та трофічні піраміди
- •4.7. Концентрація речовин у трофічних ланцюгах
- •4.8. Розвиток та еволюція екосистем
- •4.9. Сукцесії
- •4.10. Штучні екосистеми – екосфери
- •5.2. Тундри
- •5.3. Лісові екосистеми помірного поясу
- •5.4. Вічнозелений тропічний дощовий ліс
- •5.5. Степи
- •5.6. Пустелі
- •5.7. Екосистеми луків
- •5.8. Болота
- •5.9. Прісноводні екосистеми
- •5.10 Океанічні й морські екосистеми
- •5.11. Принципи екологічного районування
- •6.1. Поняття популяції
- •6.2. Особливості популяцій рослин та тварин
- •6.3. Екологічні ніші
- •6.5. Стратегії життя рослин та тварин
- •6.6. Розмір популяції
- •6.7. Просторова структура популяції
- •6.8. Внутрішньопопуляційна структура
- •6.9. Динаміка популяцій
- •25 50 75 100% Ності, Наведвно на рис. 6.6.
- •6.10. Популяція як об’єкт використання, моніторингу та управління
- •7.1. Автотрофне та гетеротрофне живлення
- •7.2. Особливості живлення мікроорганізмів, рослин, тварин і людини
- •7.4. Генетичні фактори продуктивності
- •7.5. Екологічний контроль продуктивності
- •7.6. Ценотичний контроль продуктивності. Біопродукція в різних біомах
- •7.7. Принципи лімітування біопродукції. Управління продукційним процесом
- •8.2. Загальні принципи стабільності та стійкості бюсистем та екосистем
- •8.3. Адаптація
- •8.4. Стійкість організмів, популяцій та екосистем
- •9.1. Науково-технічний прогрес і проблеми екології
- •9.2. Джерела екологічної кризи XX століття та її вплив на біосферу
- •Виробництв
- •9.3.1. Забруднення атмосфери
- •9.3.2. Забруднення та деградація ґрунту
- •9.3.3. Забруднення Світового океану та континентальних вод
- •9.3.4. Фізичні фактори забруднення середовища
- •9.3.5. Радіоактивне забруднення навколишнього середовища
- •9.4. Військові аспекти деградації біосфери
- •9.6. Живі організми в умовах антропогенного стресу. Трансформація і деградація біоти землі
- •9.7. Територіальні аспекти антропогенного забруднення навколишнього середовища. Стан навколишнього середовища україни
- •Поясніть, чому миючі засоби, що вміщують фосфор, завдають шкоди природному середовищу.
- •Назвіть канали несприятливої дії на природне середовище військової промисловості та локальних воєн.
- •10.2. Агроекосистеми
- •10.4. Сільськогосподарські рослини і тварини -продукт добору та генетичного конструювання
- •10.5. Енергетичний аналіз агроекосистем
- •Витрати на підтримку екосистеми в стані, придатному для використання;
- •Витрати на відшкодування речовин, що вилучаються з агроекосистем з урожаєм та продукцією.
- •10.6. Співжиття в агроекосистемах. Бур’яни, хвороби та шкідники
- •Аерофіти – справжні бур’яни, пов’язані з культурними рослинами протягом багатьох тисячоліть;
- •Апофіти – вихідці з місцевої флори.
- •10.7. Фактори стабілізації агросистем. Сівозміни. Меліорація
- •10.8. Інтенсифікація сільського господарства
- •10.9. Відходи сільськогосподарського виробництва. Забруднення природного середовища
- •11.2. Енергетика
- •11.3. Промислові об’єкти як екосистеми
- •11.4. Географія промислового виробництва. Транспортні системи
- •11.5. Науково-технічний прогрес та екологія
- •11.6. Вплив промислового виробництва на біосферу
- •12.1. Інфраструктура міст
- •12.3. Енергетичні системи міст
- •12.4. Екологія міського транспорту
- •12.5. Екологічне середовище в містах. Мезо- та мікроклімат
- •12.6. Рослини і тварини в місті
- •12.9. Міста майбутнього
- •13.1. Екологічна конверсія – актуальна проблема цивілізованого людства
- •13.2. Демографічні фактори
- •13.3. Соціальна екологія
- •13.4. Роль громадського екологічного руху в екологічній оптимізації виробництва
- •13.5. Екологічна експертиза і екологічні паспорти
- •13.6. Екологічна конверсія в промисловості
- •13.7. Екологічна конверсія в сільському господарстві
- •13.8. Екологізащя енергетики
- •13.9. Програма екологічної конверсії промисловості та сільського господарства україни
- •14.1. Екологія і моральність. Цивілізоване використання природних угідь
- •14.2. Природоохоронні концепції
- •14.3. Охорона генофонду. Червона книга україни
- •14.4. Охорона ценофонду. Зелена книга україни
- •14.5. Охорона екосистем. Національні парки, заповідники, заказники, пам’ятники природи, екологічні стежки
- •14.6. Моніторинг. Методи та форми контролю стану екосистем
- •14.7. Екологічне нормування антропогенних навантажень
- •14.8. Соціально-організаційні та правові основи охорони природи
- •14.9. Економічні критерії в екології
- •Оптимізаційний.
- •14.10. Екологічна політика. Охорона природи на державному і міждержавному рівнях
- •15.1. Екологічні процеси і природокористування як об’єкти математичного моделювання
- •15.2. Метод моделювання в екології
- •15.3 Описова і прогностична цінність екологічних моделей
- •15.4. Основні етапи побудови екологічних математичних моделей
- •15.5. Аналіз часових рядів arima і нейронні мережі як новий підхід до прогнозування
- •Післямова
- •Словник основних понять і термінів екології
- •Монографії з проблем екології
4.7. Концентрація речовин у трофічних ланцюгах
У трофічних ланцюгах усі види речовин послідовно переходять від одного організму до іншого. Органічні речовини в цьому процесі перетворюються в специфічну для кожного виду рослин та тварин форму. Так, білки рослин у процесі живлення фітофагів, які їх споживають, розщеплюються до амінокислот, і вже з них в організмі тварини синтезуються специфічні білки.
Інший шлях проходять окремі хімічні речовини, зокрема так звані ксенобіотики – речовини, що в природі спочатку не існували, а потім були синтезовані людиною. Такі речовини проходять через трофічні ланцюги в незмінному вигляді. Через те що розмір біомаси в екологічних пірамідах закономірно знижується при переході на кожний новий трофічний рівень, концентрація ксенобіотиків у розрахунку на одиницю біомаси більшає. Цей ефект називається законом концентрування речовин у трофічних ланцюгах.
Закономірності концентрування речовини в трофічних ланцюгах були детально вивчені на прикладі ДДТ – пестицида, який застосовується для знищення ряду комах та відрізняється високою стійкістю. За даними Н. Гріна та інших (1990), у США в трофічному ланцюгу з чотирьох ланок концентрація ДДТ зростала таким чином: у тілі водяних рослин (ДДТ вносили для знищення комарів) його концентрація становила 0,04 г на один кілограм біомаси, у риб, що харчуються водяними рослинами, вона підвищилася до 10 г на один кілограм біомаси, у хижих великих риб досягала 50 г на один кілограм ваги тіла, а в птахів, що харчуються рибою, – 75 г на один кілограм біомаси. Очевидно, що всього за 4 ланки трофічного ланцюга концентрація ДДТ в тканинах зросла в 1875 разів.
Аналогічно відбувається концентрація в трофічних ланцюгах радіоактивних речовин (зокрема, цезію), важких металів (свинцю, кадмію та ін.), а також будь-яких ксенобіотиків. Д-А. Криволуцький та ін. (1989) показали, що при переході радіоактивного цезію (137-Cs) від однієї ланки трофічного ланцюга до іншої, його концентрація зростає в 1,5-8 разів. М. Краус (1989) вивчив проходження важких металів у трофічному ланцюгу «рослини – комарі – хірономіди – ластівки». Виявилося, що в
цьому трофічному ланцюгу спостерігалося виражене накопичення важких металів у тілі ластівок. У мозковій тканині і печінці накопичувався свинець, у м’язах, шкаралупі яєць та в тканинах ембріонів – хром та нікель, а в пір’ї – мідь і свинець.
Концентрування речовин у трофічних ланцюгах має важливі наслідки для всієї практики господарювання людини в природних екосистемах. Забруднення, яке вважається незначним при оцінці кількості забруднювача в навколишньому середовищі, стає катастрофічно небезпечним при дії закону концентрації, і небезпечним перш за все для самої людини, яка знаходиться на вершині всіх трофічних ланцюгів пасовищного типу.
Трофічні ланцюги виконують ще й бар’єрну функцію. Із концентруючими та бар’єрними функціями живої речовини пов’язана здатність екосистем до самоочищення. Вона проявляється стосовно великого класу речовин. Ряд з них, потрапляючи до трофічного ланцюга, поступово руйнується. Але така здатність біомів до самоочищення не безмежна. Є верхній граничний рівень концентрації, перевищення якого вже не дає можливості біому очиститися від даної речовини. Тут багато що залежить від типу забруднюючої речовини та швидкості її надходження в екосистему. При поступовому надходженні забруднюючих речовин самоочищення відбувається ефективніше, ніж при разових викидах в екосистему великої кількості ксенобіотика.
Деякі забруднюючі речовини в біогеохімічних циклах не руйнуються, а переходять у депо даного циклу (гірські породи, атмосфера і т.ін.), і їхня шкідлива дія на організм знижується. Це відбувається з багатьма мінеральними речовинами.
Кількісну оційку здатності екосистем до самоочищення здійснюють на основі порівняння швидкості надходження тієї чи іншої речовини до екосистеми зі швидкістю асиміляції цієї речовини екосистемою. У прикладі, що наводять Д. Бейч та І. Ма-кескіл (DU. Bache, І A. McAskill, 1984), для однієї з природних екосистем США цей показник становив: для води – 3,3 кг/га на рік, для фосфору – 4,0, азоту – 11,8, міді – 0,9, кадмію – 4,7. У цьому прикладі при комплексному забрудненні критичним виявилося б забруднення азотом, яке повинне контролюватися в першу чергу.