2.3. Ограничение максимального разнообразия | Документ экобиблиотеки | Охрана окружающей среды/Сохранение биоразнообразия/Разнообразие и его роль в функциональной устойчивости и эволюции экосистем | Экодело - экологические проекты и организации

2.3. Ограничение максимального разнообразия

Что же касается ограничения максимального разнообразия биосистем (или по терминологии У Р. Эшби ограничения разнообразия), то оно зак­лючается в том, что "в одном и том же множестве появляются одинако­вые, или, как еще говорят, избыточные элементы" (Урсул, 1967; с. 46). С биологической точки зрения появление избыточных элементов детерми­нировано:

—  на молекулярно-генетическом уровне — смысловым ограниче­нием разнообразия аминокислот и оснований (20 аминокислот и 4 основа­ния), участвующих в построении биополимеров, т.е. стабилизацией ге­нетического кода на основе некоторого соответствия между аминокис­лотами и основаниями (Ратнер, 1963; Шапвиль, Энни, 1977), Это приво­дит к однозначности кодирования аминокислот и белковых молекул и ус­тойчивости их кодирования по отношению к летальным мутациям на уровне материальных носителей наследственной информации (ДНК);

— на организменном уровне — пространством логических возмож­ностей, в котором осуществляется реализация генотипов из всего множе­ства возможных генных комбинаций (Заварзин, 1974; Горбань, Хлебо-прос, 1988; Межжерин и др., 1991), а в связи с этим — генетически опре­деленным набором структур (органов и систем органов) и дефинитивны­ми размерами того или иного вида, выработанными в процессе адапта­ции организмов для поддержания их энергетического баланса;

— на популяционном уровне — совокупностью экологических ниш, или лицензиями (Старобогатов, 1988; Левченко, Старобогатов, 1990), пре­доставляемыми экосистемой видовым популяциям, освоение которых той или иной популяцией осуществляется в виде реализованной ниши в дан­ной экосистеме. В результате, как уже указывалось, в пределах трофи­ческого уровня они могут классифицироваться на доминантов, субдоминантов и сателлитов;

— на экосистемном уровне — емкостью экосистемы для биотиче­ского сообщества (Емельянов, 1984; Межжерин и др., 1985), которая, в свою очередь, определяется накоплением энергии в виде ресурсов экоси­стемы (биомассы живого вещества), и реализуется через совокупность лицензий или в форме "комбинативной системы экологических ниш" (Шварц, 1990; Шварц, Замолодчиков, 1991; Шварц и др., 1992), предос­тавляемых экосистемой организмам разных трофических уровней.

В связи с тем, что в последующем нашем анализе наиболее прис­тальное внимание будет уделено ограничению разнообразия на попу-ляционном и экосистемном уровнях организации, при этом часто будут употребляться термины "экологическая ниша" и "емкость экосистемы", целесообразно кратко остановиться на уточнении содержания этих поня­тий, имеющих принципиальное значение для разработки ряда основопо­лагающих принципов при исследовании структурно-функциональной организации экосистем. Это тем более необходимо, так как от правильной трактовки этих понятий в значительной мере зависит разработка ряда те­оретических проблем, а также корректность экспертных оценок, приме­няемых при решении вопросов охраны природы и рационального приро­допользования.
Важнейшей особенностью структурной организации экосистем яв­ляется последовательное распределение всех компонентов биотического сообщества по трофоэнергетическим уровням цепей питания. В нем обыч­но формируется несколько таких цепей, при этом будучи не изолированы одна от другой и многократно разветвляясь, они сплетаются в сложные пищевые, или трофические, сети. Подобная последовательность и сопод-чиненность связанных взаимодействиями различных групп организмов обеспечивают перенос трансформированной энергии в экосистеме, ос­нову ее функциональной организации (Сьггник и др., 1987).

Решение приоритетных задач каждой из структурных единиц био­тического сообщества позволяет прийти к заключению, что они реализуют специфические функции, т. е. в пределах общей задачи, связанной с про­цессом преобразования ресурсов, каждая структурная единица по-свое­му относится к ним. что обеспечивает более полное их освоение (Меж­жерин и др., 1991). Выступая в качестве преобразователя ресурсов, эти структурные единицы живых организмов (популяции) неизбежно характеризуются "профессией" — занимают экологическую нишу (Одум, 1975, 1986а). По этому вопросу разногласий у специалистов не существует. Значительно сложнее определить саму нишу, которую занимает популя

Так, К. М. Сытник с соавт. (1987) определяют "экологическую нишу" как совокупность необходимых для вида условий среды, как место, кото­рое занимает тот или иной вид в экосистеме, не конкурируя с другими видами за использование источника энергии, т.е. степень биологической специализации данного вида. В. А. Геодакян (1972) под "экологической нишей системы" предлагает понимать совокупность диапазонов суще­ствования системы по разным факторам среды (температура, давление, различные концентрации химических веществ, хищников, паразитов, жертв, особей своего и других видов и т.д.). Сходное определение поня­тия "экологическая ниша" в более общей форме приведено Р. Уиттеке-ром (1980), под которым понимается позиция вида в пределах местооби­тания в пространстве и во времени с учетом его функциональных связей в сообществе.

Определенным синонимом экологической ниши в биоценологичес-ких представлениях выступает звено трофической цепи. В функциональ­ном плане звено трофической цепи характеризуется определенным про­странственно-временным положением в системе биоценоза. Его возник­новение всецело связано с его разнообразием и осуществляет перенос вещества и энергии по трофической цепи. Роль такого звена выполняет популяция. Поэтому в экологических исследованиях популяция всегда выступает в качестве элемента биоценоза, а в связи с этим, как отмечают М.С. Гиляров (1954) и Р. Дажо (1975), ее границы, по крайней мере по­тенциальные, определяются границами биоценоза.

Что же касается понятия "емкость среды", то оно тесно связано с понятием "экологической ниши". И, если "экологическая ниша" харак­теризует место популяции того или иного вида в экосистеме (или в сооб­ществе) и ее отношение к совокупности ресурсов, то понятие "емкость среды" должно учитывать весь энергетический запас сообщества, преоб­разованный в ресурсы (Емельянов, 1984; Межжерин и др., 1985, 1991).

Имеющиеся в экологической литературе определения емкости сре­ды, на наш взгляд, не охватывают всего содержания этого понятия, так как не включают оценки энергетического запаса экосистемы. "Емкость среды" употребляется обычно при изучении динамики популяций конк­ретного вида. Это наложило отпечаток на содержание, вкладываемое в само понятие. Так, Р. Риклефс (1979) определяет емкость среды числом особей, потребности которых могут быть удовлетворены ресурсами дан­ного местообитания. Такого же типа определения содержатся и в работе Р. Уиттекера (1980) и других авторов, считающих, что ёмкость среды может  определяться предельной численностью популяции, по достижении которой скорость роста популяции равна нулю. Как показали наши ис­следования (Емельянов, Михалевич, 1975; Емельянов, 19786; Межжерин и др., 1985, 1991), подгонка биомассы потребителя к биомассе жертвы осуществляется как путем изменения численности популяции, так и за счет изменения размеров составляющих популяцию организмов. После­днее позволяет считать, что в процессе переноса вещества и энергии по трофической цепи популяция регулирует свою продуктивность в соот­ветствии с продуктивностью других звеньев этой цепи, в связи с чем ее численность в экосистеме подвергается двойному контролю: со стороны популяции жертвы и популяции хищника. Такая двойная регуляция по­зволяет популяции поддерживать достаточно высокую численность даже тогда, когда для нее складываются неблагоприятные кормовые условия. Однако определения Р. Риклефса и Р. Уиттекера не учитывают подобной двойной регуляции в энергетике популяций.

Более удачным следует признать определение, согласно которому "емкость среды" — это вместимость конкретной экосистемы в отношении изучаемого компонента, измеряемая с помощью показателей содержания компонента (концентрация, плотность, масса и т.п.) либо коррелирую­щих с ними функциональных переменных" (Заика, 1981; с. 4), Здесь на­ряду с численностью организмов предлагается учитывать и биомассу, которая является одной из важнейших энергетических характеристик популяции. Если с точки зрения популяционной экологии такое опреде­ление является приемлемым, то при экосистемном анализе оно нуждает­ся в существенном дополнении. Важно подчеркнуть, что рассмотренные определения "емкости среды" несут в себе количественные характерис­тики ресурсов, преобразованных популяциями того или иного вида жи­вотных, которые входят в сообщество, т.е. в нашем понимании адекват­ны понятию "экологическая ниша", и не содержат необходимой оценки общего запаса энергии сообщества.

Наконец, в определении емкости среды как "размере способности природного или природно-антропогенного окружения обеспечивать нор­мальную жизнедеятельность (дыхание, питание, размножение, отдых и т. п.) определенному числу организмов или их сообществ без заметного нарушения самого окружения" (Реймерс, Яблоков, 1982; с. 43-44) отсут­ствуют аспекты структурной организации сообщества, позволяющие рас­сматривать его в качестве важнейшего параметра экосистемы.

В результате взаимодействия энергетических явлений в пищевых цепях каждое сообщество приобретает определенную трофическую структуру, а поток энергии, проходящий через экосистему, служит наиболее подходящим показателем для сравнения любого компонента с другим и всех компонентов экосистемы между собой (Одум, 1975,1986а). Из этого положения вытекают количественный и качественный аспекты характе­ристики экосистемы, которые можно положить в основу определения по­нятия "емкость среды".

Следовательно, под емкостью среды следует понимать способность экосистемы аккумулировать определенное количество энергии, преобра­зованной в ресурсы, необходимое для поддержания структурного разно­образия биотического сообщества (Емельянов, 1984).

Подобное определение "емкости среды" в несколько иной термино­логической интерпретации приводит в своей работе Н. Т. Масюк (1984). Он вводит понятия "экотопический объем" и "биотическая емкость", от­мечая при этом, что "...экотопический объем — это комплекс (совокуп­ное сочетание) общих биологически доступных и используемых прямо-и косвеннодействующих экологических ресурсов, который формируется на конкретном участке земной поверхности (эдафотопе) под влиянием мега-, мезо- и микроклимата, биотических факторов (с учетом их прямо­го действия и последействия, например, в сукцессиях и севооборотах) и хозяйственной деятельности человека" (Масюк, 1984; с 23-24). И далее Н. Т. Масюк подчеркивает, что "экотопический объем указывает на раз­нообразие экологических условий (свойств экотопов), биотическая ем­кость — на рациональные пути их использования с помощью автотроф-ных растений и консортивно связанных с ними микробо- и зооценозов..." (с. 24). При этом наивысшая степень использования среды, по мнению автора, достигается при наличии полного соответствия между экотопи-ческим объемом и биотической емкостью. Иными словами, экотопичес­кий объем — это потенциальная емкость экосистемы, тогда как биоти­ческая емкость — реальная емкость, используемая биотическим сообще­ством в данный момент времени в конкретном местообитании. В ходе сукцессии биотическая емкость возрастает, все более и более приближа­ясь к экотопическому объему (теоретически, при достижении биотичес­ким сообществом климаксного состояния потенциальная и реальная ем­кости равны).

Так как в сообществе происходят потери энергии при переносе с одного трофического уровня на другой, вещественно-энергетическая ем­кость каждого последующего уровня будет уменьшаться. Поэтому право­мерно применение понятия "емкость среды" для каждого трофического уровня. Важно отметить, что подобная трактовка этого понятия включает в себя кроме структурного и функциональный аспект, так как позволя­ет по характеристике вещественно-энергетической емкости экосистемы и экологических ниш популяций отдельных видов, входящих в сообще­ство, оценивать степень их взаимодействия. Кроме того, такой подход открывает возможность по характеру использования ресурсов экосисте­мы судить о стадии ее развития, что имеет большое значение для эколо­гического прогнозирования и управления экосистемами.

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

Посольство Государства Израиль в РФ, Министерство Иностранных дел Государства Израиль, Центр международного сотрудничества «МАШАВ» представляют Международный симпозиум на РУССКОМ языке  «Интеграция детей с ограниченными возможностями в нормативную образовательную среду»  05.09.11 – 25.09.11 ПРОГРАММА...
The paper presents the characteristics of the Lower Angara region as promising for the exploration and development. Noted that currently being undertaken by the investment project of development in the region is quite insufficient attention paid to environmental issues, including those associated with the creation of the reservoir and the...
Исследование приустьевого зоопланктона рек, питающих основные озера Алакольской системы выявило низкую степень сходства фауны планктона данных озер и их приустьевых участков. В солоноватоводном оз. Алаколь приустьевые зоны характеризуются своеобразием зоопланктона и отсутствием видового сходства между собой. В пресноводном оз. Сасыкколь, наоборот, фауна приустьевого планктона бедна с высокой степенью сходства по участкам. Уровень количественного развития зоопланктонного сообщества...
Приглашаем всех любителей насекомых окунуться с головой в травяные джунгли во дворе и ближайших окрестностях – и стать участниками нового энтомологического конкурса! Энтомолог Тигирекского заповедника и эксперт краевой программы «Усынови заказник» Татьяна Кругова предлагает всем любителям насекомых этим летом собирать коллекции жуков их трёх семейств: Слоники, Листоеды и Божьи коровки. Кто готов откликнуться и помочь учёным в изучении энтомофауны Алтайского края? О том, что ну...
Чтобы осознать остроту проблемы, которой посвящен проект «Хватит застраивать Байкал!», достаточно побывать на берегах байкальского пролива Малое Море (отделяет остров Ольхон от материка). Ярким примером масштабов разразившейся здесь катастрофы является деревня Курма. В начале 1980-х в ней оставался лишь один домик. Вот этот, рядом со старой лиственницей: В конце 1990-х строений было уже более десятка. В 2008 г. сюда пришла ЛЭП и начался строительный бум. Сейчас примерно 5-километров...
Эксперты ОНФ на пресс-конференции в МИА "Россия сегодня", посвященной экологическим проектам ОНФ, представили рейтинг городов по количеству выявленных и устраненных свалок, расположенных в черте населенных пунктов. Лидером был признан Искитим (Новосибирская область), аутсайдером рейтинга стал Тобольск (Тюменская область). Лучшим в рейтинге стал город Искитим в Новосибирской области, где активисты ОНФ обнаружили 71 свалку, 69 из которых уже ликвидированы, а 2 – находятся в работе....
Представители Общероссийского народного фронта в Москве добились решения проблемы с незаконной площадкой по складированию мусора. Троицкий районный суд принял решение о ликвидации опасной несанкционированной свалки строительных, бытовых и медицинских отходов в поселении Краснопахорское. Местные жители жаловались, что отходы сбрасываются в овраг у реки Пахра и сжигаются под окнами жилых домов. Люди задыхались от едкого запаха гари. Жители в течение двух лет неоднократно обращались в органы исполн...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

Активность на сайте

сортировать по иконкам
12 недель 2 дня назад
Дмитрий Мартынов
Дмитрий Мартынов аватар
Нужна ли России ГИС с информацией о состоянии и качестве поч...
Смотрели: 3,594 |

Инженерно-экологические изыскания (http://s-g-i.ru/ecologic...

4 года 36 недель назад
Наталья Новоселова
Наталья Новоселова аватар
Нужна ли России ГИС с информацией о состоянии и качестве поч...
Смотрели: 3,594 |

Интересно. Вынесу в Новости на ГИС Лаб. 

22 недели 6 дней назад
Игорь Стефаненков
Игорь Стефаненков аватар
Прошу отредактировать размещённый на Вашем сайте материал...
Смотрели: 12,987 |

https://polyfact...

4 года 26 недель назад
Александр Ефимов
Александр Ефимов аватар
Прошу отредактировать размещённый на Вашем сайте материал...
Смотрели: 12,987 |

Добрый день, Юрий!

Большое спасибо!

4 года 26 недель назад
Юрий Широков
Юрий Широков аватар
Прошу отредактировать размещённый на Вашем сайте материал...
Смотрели: 12,987 |

Здравствуйте, Александр! Я убрал фото из материала. Изменения будут видны после обновления на сервере. Извините, нас за эту ситуацию.
...

размешен 15.08.18 | Тип: Новость

После сигнала активистов Общероссийского народного фронта о...

размешен 15.08.18 | Тип: Новость

Активисты проекта Общероссийского народного фронта «Генеральная уборка» в Кировской области обнаружили в лесу рядом с трассой Подгорянка-Шихово свалку ртутьсодержащих...

размешен 14.08.18 | Тип: Статью

В Центральной и Южной Азии нарастают  проблемы в сельском хозяйстве из-за истощения водных ресурсов и непрерывного повышения температуры в последние десятилетия.  ...

размешен 12.08.18 | Тип: Статью

В России не нашлось города, жители которого были бы полностью удовлетворены экологической обстановкой в своих местах проживания – таковы данные результатов опроса, проведен...

размешен 12.08.18 | Тип: Статью

Зеленая энергетика, использующая возобновляемые источники энергии, такие как солнечный свет,...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал