Основні поняття та терміни в екології

Унаслідок тривалої еволюції нашої планети під впливом людської діяльності утворилося навколишнє середовище – сукупність екологічних компонентів (атмосфери, гідросфери, літосфери, рослинного і тваринного світу, мікроорганізмів) і природних ландшафтів, які забезпечують природні умови життєдіяльності людини та існування живих організмів. Навколишнє середовище знаходиться у стані динамічної рівноваги: циклічність потоків речовин та енергії забезпечує постійне відновлення довкілля і підтримання його у стані, придатному для існування живих організмів. Складовими навколишнього середовища є природне середовище (все живе й неживе, що оточує організми й з чим вони взаємодіють) та техногенне середовище (створене людьми у процесі розвитку).

Унікальною, незамінною і неповторною біотичною системою є біосфера – область існування живої речовини, активна оболонка Землі, що включає нижню частину атмосфери, всю гідросферу та частину літосфери, заселені живими організмами, в якій їхня сукупна діяльність (поряд з діяльністю людини) проявляється як геохімічний фактор планетарного масштабу і значення. Елементарною частинкою біосфери є екосистема – будь-яка єдність, що включає всі організми на певній ділянці, які взаємодіють із фізичним середовищем так, що потік енергії створює чітко визначену трофічну структуру, видову різноманітність та кругообіг речовин усередині системи. Живі організми створюють і підтримують внутрішнє середовище, здійснюють обмін речовин з навколишнім середовищем, передають ці властивості за спадковістю своїм нащадкам, і, тим самим, забезпечують безперервність життя на Землі. Самостійність внутрішнього середовища організму регулюється механізмом гомеостазу. Гомеостаз – це стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи (екосистеми), який підтримується регулярним відновленням її основних елементів і речовинно-енергетичного складу, а також постійним функціональним саморегулюванням компонентів.

Елементи зовнішнього середовища, які прямо чи опосередковано впливають на живі організми, хоча б протягом однієї фази їхнього розвитку, називаються екологічними факторами. Живі організми засвоюють і використовують фактори навколишнього середовища через адаптацію. Адаптація – пристосування або засоби, за допомогою яких організм взаємодіє із середовищем для підтримання гомеостазу і забезпечує безперервність існування в часі через потомство. Організм здатний вижити лише в певному діапазоні (амплітуді) мінливості фактора. Порогові значення фактора, вище або нижче яких організм існувати не може, називають критичними точками. Діапазон значень екологічного фактора, у межах якого може існувати живий організм називається зоною екологічної толерантності. Розрізняють песимальну зону – такі значення екологічного фактора, за яких активність організму значно обмежена його впливом; зону комфорту – такі значення екологічного фактора, за яких спостерігається різке зростання життєвих функцій організму; зону оптимуму – найсприятливіші для функціонування організму значення екологічного фактора. Здатність живих організмів витримувати певну амплітуду коливань екологічних факторів має назву екологічна валентність.

Живі організми утворюють закономірні системи- життєві угруповання (сукупність організмів, яка населяє ту чи іншу екосистему), котрі формуються протягом тривалого часу внаслідок пристосування організмів один до одного та до умов навколишнього середовища. До екосистеми крім біотичних структур угруповання, входить середовище їхнього існування – біотоп – ділянка поверхні землі з однотипними умовами існування, яка включає неорганічні речовини (вода, грунт, мінерали, солі) і фізико-хімічні фактори (температура, освітлення, реакція середовища). Біоценоз – це історично сформована сукупність рослин, тварин та мікроорганізмів, що заселяють біотоп. Домінувальну роль у біоценозах відіграють рослини - виробники органічної речовини (продуценти). Обов’язковими учасниками таких угруповань є тварини, які, на відміну від рослин, виступають споживачами органічної речовини (консументи), а також різноманітні мікроорганізми, життєва роль яких у біоценозах полягає головно у руйнуванні органічних решток (редуценти або деструктори). Показниками видової структури біоценозу є кількість видів тварин, кількість особин певного виду, їхня біомаса. Організми, що займають одну й ту ж, або близькі екологічні ніші в різних географічних районах, називаються екологічними еквівалентами. Ділянка території, однорідна за екологічними умовами та зайнята одним біоценозом називається біогеоценозом. Вторинні, видозмінені людиною біогеоценози (поля, городи, сади тощо) мають назву агроценози. Це молоді біоценози, що формуються у наш час. Вони характеризуються видовою бідністю та одноманітністю й підтримуються людиною агротехнічними і агрохімічними заходами.

У природі всі види живих організмів пов’язані один з одним. Вид підпорядкований роду, але має підвиди й популяції. У біогеоценозах між організмами встановлюються різноманітні, часто складні і багатоступеневі зв’язки: трофічні (харчові), конкурентні, симбіотичні тощо. Ці зв’язки надають біогеоценозу цілісність, стійкість і відносну незалежність у розвитку. Основними зв’язками в екологічній системі є трофічні (харчові) зв’язки, у процесі яких і відбувається кругообіг речовин, енергії та інформації. Живі організми різних видів в екологічній системі, підпоряковуються у процесі харчування, утворюють трофічні ланцюги – ряди взаємопов’язаних видів, при цьому кожний попередній є об’єктом живлення наступного. Ефективність трофічних ланцюгів оцінюється величиною біомаси екосистеми та її біологічною продуктивністю.