Экология и эколого-биотехнологические аспекты использования фитотехнологий

Следовательно, экологическая ниша организмов зависит не только от места проживания, но и включает в себя требования к внешней среде. Ширина экологической ниши – относительный параметр, который оценивают путем сравнения с шириной экологической ниши других видов. Эврибионты обычно имеют более широкие экологические ниши, чем стенобионты. Перекрывание экологической ниши возникает, если различные виды при совместном обитании используют одни и те же ресурсы. Перекрывание может быть полным или частичным. Различают два понятия ниши: фундаментальная – ниша, которую занимает популяция, при отсутствии конкуренции с другими популяциями. Она обусловлена генетически. Реализованная ниша – часть фундаментальной ниши, которую занимает популяция при наличии конкуренции с другими видами.

При внесении удобрений на бедные почвы лугов лесной зоны (сформировавшиеся после расчистки леса), типичные для таких биоценозов, мелкие узколистные злаки выпадают из травостоя, начинают доминировать широколиственные крупные злаки (растущие на бедных почвах в незначительном количестве). При отсутствии конкуренции мелколиственные и узколиственные злаки хорошо растут на почвах, удобренных минеральными веществами. Таким образом, их фундаментальная ниша охватывает бедные и богатые почвы, а реализованная – только бедные (Чернова, Былова 1988; Маврищев, 2007; Федорук, 2010; Гладков, 2011).

1.10. Гомеостаз на уровне экосистем

Разнообразные перекрывающиеся формы связей между популяциями различных видов объединяют биоценоз в целую биологическую систему.

Главная функция экосистемы поддержание биогенного круговорота обеспечивается биоценотическими адаптациями.

На уровне экосистем наиболее устойчивые формы взаимодействия между популяциями из различных видов характеризуют адаптацию к факторам окружающей среды и поддерживают биогеохимический круговорот.

Нарушения в экосистеме, происходящие при остающихся средних характеристиках окружающей среды, обуславливают адаптации, сохраняющие основную структуру биоценоза (например, изменение численности ведёт к изменению в пищевых сетях). При более существенном нарушении биоценоза возникают неустойчивые сообщества, в идеальном случае ведущие к восстановлению начального биогеоценоза (однако это происходит не всегда, иногда сукцессия останавливается на каком-то этапе, а в случае вмешательства человека вероятность восстановления первоначального биогеоценоза снижается).

Гомеостаз биологических систем и биосфера установились на протяжении длительного времени. В течение последних десятилетий антропогенная деятельность оказывает такое же влияние (а иногда и превосходят) на биосферные процессы, как и естественные факторы.

Организм обитает в сложных и изменчивых условиях окружающей среды, с которой поддерживает тесную связь, основанную на обменных процессах.

Способность живых организмов сохранять стационарное состояние в условиях изменяющейся окружающей среды обуславливает их выживание.

Гомеостаз состояние динамического равновесия организма с окружающей средой. При этом организм сохраняет свои свойства и осуществляет жизненные функции на фоне изменяющихся внешних условий.

Гомеостаз экосистемы – это равновесие составляющих ее популяций. Устойчивое увеличение или уменьшение любой популяции приводит к изменению экосистемы в целом.

Экологическое равновесие состояние экосистемы, при котором постоянны (или при сукцессиях постепенно изменяются) состав биоты, биопродукция и круговороты элементов питания.

При экологическом равновесии усвоенные живыми организмами элементы возвращаются в окружающую среду и снова участвуют круговороте веществ. Вновь образовавшееся растительное органическое вещество примерно равно по количеству тому, которое было использовано гетеротрофами, а затем разрушено редуцентами.

Экологическое равновесие возникает в результате многих межвидовых биоценотических взаимоотношений (мутуализм, взаимоотношение хищник жертва, конкуренция), значительную роль играют редуценты.

Абсолютное экологическое равновесие невозможно потому, что на экосистему оказывают влияние внешние экологические факторы, вызывающие ее колебания и приводящие к повышению или понижению численности и биопродукции популяций различных видов (Шилов, 2000).

1.11. Основные законы аутэкологии

Изучение влияние классических абиотических факторов является одной из важнейших задач современной общей экологии, при изучении влияния этих факторов учитывают общие закономерности воздействия условий окружающей среды на живые организмы.

Закон оптимума: любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного воздействия на организм. Например, организмы плохо переносят сильную жару и низкую температуру; оптимальными являются средние температуры.

Для каждого организма, популяции, экосистемы существует диапазон условий среды – диапазон устойчивости, в рамках которого происходит жизнедеятельность объектов.