Правило Ліндемана (10%)

Наскрізний потік енергії, проходячи через трофічні рівні біоценозу, поступово гаситься. У 1942 р. Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій, або закон (правило) 10%, згідно з яким з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить на інший, більш високий її рівень (за «сходами»: продуцент – консумент – редуцент) у середньому близько 10% енергії, що надійшла на попередній рівень екологічної піраміди. Зворотний потік, пов'язаний із споживанням речовин і продукованої верхнім рівнем екологічної піраміди енергії нижчими її рівнями, наприклад, від тварин до рослин, набагато слабший - не більше 0,5% (навіть 0,25%) від загального її потоку, і тому говорити про кругообіг енергії в біоценозі не доводиться.

Якщо енергія при переході на більш високий рівень екологічної піраміди десятикратно втрачається, то накопичення ряду речовин, у тому числі токсичних і радіоактивних, приблизно такої ж пропорції збільшується. Цей факт фіксовано у правилі біологічного посилення. Воно справедливе всім ценозів. У водних біоценозах накопичення багатьох токсичних речовин, зокрема хлорорганічних пестицидів, корелює з масою жирів (ліпідів), тобто. явно має енергетичну підоснову.

Екологічні піраміди

Для наочності уявлення взаємовідносин між організмами різних видів у біоценозі прийнято використовувати екологічні піраміди, розрізняючи піраміди чисельності, біомас та енергії.

Серед екологічних пірамід найвідомішими і найчастіше використовуваними є:

§ Піраміда чисельності

§ Піраміда біомас

Піраміда чисельності. Для побудови піраміди чисельності підраховують кількість організмів на деякій території, групуючи їх за трофічними рівнями:

§ продуценти – зелені рослини;

§ первинні консументи - травоїдні тварини;

§ вторинні консументи - м'ясоїдні тварини;

§ третинні консументи - м'ясоїдні тварини;

§ га-е консументи («кінцеві хижаки») - м'ясоїдні тварини;

§ редуценти – деструктори.

Кожен рівень зображується умовно як прямокутника, довжина чи площу якого відповідають чисельному значенню кількості особин. Розташувавши ці прямокутники в підпорядкованій послідовності, одержують екологічну піраміду чисельності (рис. 3), основний принцип побудови якої вперше сформулював американський еколог Ч. Елтон Ніколайкін Н. І. Екологія: Навч. для вузів / Н. І. Ніколайкін, Н. Є. Ніколайкіна, О. П. Мелехова. - 3-тє вид., Стереотип. - М: Дрофа, 2004.

Мал. 3. Екологічна піраміда чисельності для луки, що поросла злаками: цифри - число особин

Дані для пірамід чисельності одержують досить легко шляхом прямого збору зразків, проте існують і деякі труднощі:

§ продуценти сильно різняться за розмірами, хоча один екземпляр злаку або водорості має однаковий статус з одним деревом. Це часом порушує правильну пірамідальну форму, іноді даючи навіть перевернені піраміди (рис. 4).

Мал.

§ діапазон чисельності різних видів настільки широкий, що при графічному зображенні ускладнює дотримання масштабу, однак у таких випадках можна використовувати логарифмічну шкалу.

Піраміда біомас. Екологічну піраміду біомас будують аналогічно піраміді чисельності. Її основне значення полягає в тому, щоб показувати кількість живої речовини (біомасу – сумарну масу організмів) на кожному трофічному рівні. Це дозволяє уникнути незручностей, притаманних пірамід чисельності. В цьому випадку розмір прямокутників пропорційний масі живої речовини відповідного рівня, віднесеної до одиниці площі або обсягу (рис. 5, а, б) Ніколайкін Н. І. Екологія: Навч. для вузів / Н. І. Ніколайкін, Н. Є. Ніколайкіна, О. П. Мелехова. - 3-тє вид., Стереотип. - М.: Дрофа, 2004.. Термін «піраміда біомас» виник у зв'язку з тим, що в абсолютній більшості випадків маса первинних консументів, що живуть за рахунок продуцентів, значно менша за масу цих продуцентів, а маса вторинних консументів значно менша за масу первинних консументів. Біомасу деструкторів прийнято показувати окремо.

Мал. 5. Піраміди біомас біоценозів коралового рифу (а) та протоки Ла-Манш (б): цифри - біомаса в грамах сухої речовини, що припадає на 1 м 2

При відборі зразків визначають біомасу на корені або врожай на корені (тобто в даний момент часу), яка не містить інформації про швидкість освіти або споживання біомаси.

Швидкість створення органічної речовини визначає його сумарні запаси, тобто. загальну біомасу всіх організмів кожного трофічного рівня. Тому при подальшому аналізі можуть виникнути помилки, якщо не враховувати таке:

* по-перше, за рівності швидкості споживання біомаси (втрата через поїдання) і її утворення врожай на корені не свідчить про продуктивності, тобто. про кількість енергії та речовини, що переходять з одного трофічного рівня на інший, вищий за деякий період часу (наприклад, за рік). Так, на родючому, інтенсивно використовуваному пасовищі врожай трав на корені може бути нижчим, а продуктивність вищою, ніж менш родючим, але мало використовуваним для випасу;

* по-друге, продуцентам невеликих розмірів, наприклад водоростям, властива висока швидкість росту та розмноження, що врівноважується інтенсивним споживанням їх у їжу іншими організмами та природною загибеллю. Тому продуктивність їх може бути не меншою ніж у великих продуцентів (наприклад, дерев), хоча на корені біомаса може бути мала. Іншими словами, фітопланктон з такою самою продуктивністю, як у дерева, матиме набагато меншу біомасу, хоча міг би підтримувати життя тварин такої ж маси.

Одним із наслідків описаного є «перевернуті піраміди» (рис. 3, б). Зоопланктон біоценозів озер і морів найчастіше має більшу біомасу, ніж його їжа - фітопланктон, проте швидкість розмноження зелених водоростей настільки велика, що протягом доби вони відновлюють всю з'їдену біомасу зоопланктоном. Проте у певні періоди року (під час весняного цвітіння) спостерігають звичайне співвідношення їх біомас (рис. 6) Ніколайкін Н. І. Екологія: Навч. для вузів / Н. І. Ніколайкін, Н. Є. Ніколайкіна, О. П. Мелехова. - 3-тє вид., Стереотип. - М: Дрофа, 2004.

Мал. 6. Сезонні зміни у пірамідах біомаси озера (на прикладі одного з озер Італії): цифри – біомаса в грамах сухої речовини, що припадає на 1 м 3

Аномалій, що здаються, позбавлені піраміди енергій, що розглядаються далі.

Піраміда енергії. p align="justify"> Найбільш фундаментальним способом відображення зв'язків між організмами різних трофічних рівнів і функціональної організації біоценозів є піраміда енергій, в якій розмір прямокутників пропорційний енергетичному еквіваленту в одиницю часу, тобто. кількості енергії (на одиницю площі чи обсягу), що пройшла через певний трофічний рівень за прийнятий період (рис. 7) Там же.

Піраміда енергій відображає динаміку проходження маси їжі через харчовий (трофічний) ланцюг, що принципово відрізняє її від пірамід чисельності та біомас, що відображають статику системи (кількість організмів у даний момент). На форму цієї піраміди не впливають зміни розмірів та інтенсивності метаболізму особин. Якщо враховані всі джерела енергії, то піраміда завжди матиме типовий вигляд (у вигляді піраміди вершиною вгору), згідно з другим законом термодинаміки.

Мал. 7. Піраміда енергії: цифри - кількість енергії, кДж * м -2 * r -1

Піраміди енергій дозволяють як порівнювати різні біоценози, а й виявляти відносну значимість популяцій не більше одного співтовариства. Вони є найбільш корисними з трьох типів екологічних пірамід, проте отримати дані для їх побудови найважче.

Одним з найбільш вдалих і наочних прикладів класичних екологічних пірамід є піраміди, зображені на рис. 8 Ніколайкін Н. І. Екологія: Навч. для вузів / Н. І. Ніколайкін, Н. Є. Ніколайкіна, О. П. Мелехова. - 3-тє вид., Стереотип. - М.: Дрофа, 2004. Вони ілюструють умовний біоценоз, запропонований американським екологом Ю. Одумом. «Біоценоз» складається з хлопчика, який харчується лише телятиною, та телят, які їдять виключно люцерну.

Мал.

Правило 1% Екологія. Курс лекцій. Склав: к.т.н., доцент Тихонов А.І., 2002. Точки Пастера, як і закон піраміди енергій Р. Ліндемана, дали привід для формулювання правил одного та десяти відсотків. Звичайно, 1 і 10 – числа наближені: близько 1 та приблизно 10.

«Магічне число» 1% виникає із співвідношення можливостей споживання енергії та «потужностей», необхідних для стабілізації середовища. Для біосфери частка можливого споживання загальної первинної продукції не перевищує 1% (що випливає і з закону Р. Ліндемана: близько 1% чистої первинної продукції в енергетичному виразі споживають хребетні тварини як консументи вищих порядків, близько 10% - безхребетні як консументи нижчих порядків та решту, що залишилася) частина - бактерії та гриби-сапрофаги). Як тільки людство на межі минулого і нашого століть почало використовувати більшу кількість продукції біосфери (зараз не менше 10%), так перестав задовольнятися принцип Ле Шательє - Брауна (мабуть, приблизно з величини 0,5% загальної енергетики біосфери): рослинність не давала приросту біомаси відповідно до збільшення концентрації СО 2 і т.д. (Приріст кількості пов'язаного рослинами вуглецю спостерігався лише у минулому столітті).

Емпірично поріг споживання 5 - 10% від суми речовини, що призводить з переходом через нього до помітних змін у системах природи, досить визнаний. Прийнятий він головним чином на емпірико-інтуїтивному рівні, без розрізнення форм та характеру управління у цих системах. Орієнтовно можна розділити плани, що намічаються для природних систем з організмовим і консорційним типом управління з одного боку, і популяційних систем з іншого. Для перших цікаві для нас величини - поріг виходу зі стаціонарного стану до 1% від потоку енергії («норми» споживання) і поріг саморуйнування - близько 10% від цієї «норми». Для популяційних систем перевищення середньому 10% обсягу вилучення призводить до виходу цих систем із стаціонарного стану.

ВПР Всеросійська Перевірна Робота-Біологія 11 клас

Пояснення до зразка всеросійської перевірочної роботи

При ознайомленні із зразком перевірочної роботи слід на увазі, що завдання, включені до зразка, не відображають всіх умінь і питань змісту, які перевірятимуться в рамках всеросійської перевірочної роботи. Повний перелік елементів змісту та умінь, які можуть перевірятися у роботі, наведено у кодифікаторі елементів змісту та вимог до рівня
підготовки випускників для розробки всеросійської перевірочної роботи з біології
Призначення зразка перевірочної роботи полягає в тому, щоб дати уявлення про структуру всеросійської перевірочної роботи, кількість і форму завдань, рівень їх складності.

Інструкція з виконання роботи

Перевірна робота включає 16 завдань. На виконання роботи з біології приділяється 1 година 30 хвилин (90 хвилин).
Записуйте відповіді на завдання у відведеному для цього місці у роботі. У разі запису неправильної відповіді закресліть його та запишіть поруч новий.
Під час роботи дозволяється використовувати калькулятор.
Під час виконання завдань Ви можете використовувати чернетку. Записи в чернетці перевірятися та оцінюватися не будуть.
Радимо виконувати завдання у тому порядку, в якому вони надані. Для економії часу пропускайте завдання, яке не вдається виконати відразу, та переходьте до наступного. Якщо після виконання усієї роботи у Вас залишиться час, Ви зможете повернутися до пропущених завдань.
Бали, отримані Вами за виконані завдання, підсумовуються. Намагайтеся виконати якомога більше завдань і набрати найбільшу кількість балів.
Бажаємо успіху!

1. Виберіть із наведеного переліку систематичних таксонів тритаксона, які є загальнимипри описі зображених організмів.

Перелік таксонів:
1) клас Дводольні
2) імперія Неклітинні
3) надцарство Прокаріоти
4) царство Рослини
5) підцарство Багатоклітинні
6) відділ Квіткові
Запишіть номери вибраних таксонів.

Всі рослини, що існують на нашій планеті, об'єднують в одне царство, Яке називається Рослини.

Рослини поділяються на два підцарства - вищі та нижчі.

До нижчих рослин відносять водорості.

А вищі рослини діляться на Спорові та Насінні. До спорових відносять відділи Мхі, Хвощі, Плауни та Папороті. А до насіннєвих - відділ Голосонасінні та відділ Покритонасінні (Цвіткові).

Голосонасінні рослини не мають трав'янистих форм, а так як ми бачимо, що дані нам рослини точно не дерева і не чагарники, то вони відносяться до відділу Квіткові(Такий самий висновок можна було зробити і за наявності квіток і плодів).

Капуста городня - рослина сімейства Хрестоцвіті (Капустяні), горох посівний належить до сімейства Бобові, а картопля з сімейства Пасльонові. Рослини цих сімейств належать до класу Дводольні.

Таким чином, правильними відповідями є пункти 1 , 4 , 6 .

Давайте виключимо інші варіанти відповідей.

Ці рослини не відносять до імперії неклітинні, тому що вони мають клітинну будову, тобто складаються з клітин. Їх не відносять до надцарства Прокаріоти, тому що прокаріоти - організми, що не мають ядра в клітці, а рослини мають ядро. Вони не відносяться до підцарства Багатоклітинні, тому що в систематиці рослин є підцарства Вищі та Нижчі, а підцарства Багатоклітинні взагалі немає.

2. Правило Аллена говорить, що серед споріднених форм теплокровних тварин,провідних подібний спосіб життя, ті, що мешкають у холоднішому кліматі, мають відносно менші виступаючі частини тіла: вуха, ноги, хвости тощо.
Розгляньте фотографії, на яких зображені представники трьох близьких видів ссавців. Розташуйте цих тварин у тій послідовності, в якій їх природні ареали розташовані на поверхні Землі з півночі на південь.

1. Запишіть у таблицю відповідну послідовність цифр, якими позначені
фотографії.

2. Використовуючи знання у сфері терморегуляції, поясніть правило Аллена.

________________________________________________________________________________

Відповідь на перше запитання: 312
Відповідь на друге питання: чим більша поверхня тіла теплокровної тварини, тим інтенсивніше йде віддача тепла. Цьому сприяють великі вуха.

Відповісти на перше запитання зовсім не важко. Варто врахувати, що потрібно розставити тварин, починаючи з північного, а за правилом Аллена у північних тварин виступаючі частини тіла менше. Отже, ми повинні розставити тварин, починаючи з того, що має найменші вуха.

Зменшення у тварин виступаючих частин тіла призводить до зменшення поверхні тіла, отже, зменшення тепловіддачі. Це допомагає тваринам, які мешкають у холодних умовах, економити тепло. На цьому має ґрунтуватися відповідь на друге запитання.

1. Розподіліть організми за їх становищем у харчовому ланцюзі.
У кожну комірку запишіть
назва одного із запропонованих організмів.
Перелік організмів:коники, рослини, змії, жаби, орел.

Харчовий ланцюг

2. Правило свідчить:"Не більше 10% енергії надходить від кожного попереднього трофічного рівня до наступного". Використовуючи це правило, розрахуйте величину енергії (в кДж), яка переходить на рівень консументів II порядку за чистої річної первинної продукції екосистеми 10 000 кДж.

1. рослини – коники – жаби – змії – орел

4. Вивчіть малюнок. Завдяки якому процесу утворилося таке різноманіття зображених організмів?

Відповідь: __________________________________________________________________________

Штучний відбір,
АБО мутаційна мінливість,
АБО спадкова мінливість

5. Вивчіть графік, що відображає залежність швидкості реакції, що каталізується ферментом,від температури тіла собаки (по осі х відкладено температуру тіла собаки (в °С), а по осі у – швидкість хімічної реакції (в ум. од.)).

Відомо, що температура тіла здорового собаки в межах 37,5–38,5 °С. Як зміниться швидкість хімічних реакцій в організмі собаки, якщо температура її тіла буде вищою за нормальну?

Відповідь: __________________________________________________________________________

Швидкість хімічних реакцій знижуватиметься (падатиме)

6. Заповніть порожні комірки таблиці, використовуючи наведений нижче список пропущених елементів:для кожного пропуску, позначеного буквою, виберіть та запишіть у таблицю номер потрібного елемента.

Пропущені елементи:
1) ДНК
2) анатомія
3) організмовий
4) хлоропласт
5) молекулярно-генетичний
6) цитологія

7. Холестерин відіграє важливу роль в обміні речовин та роботі нервової системи.Він надходить в організм із продуктів тваринного походження. У рослинних продуктах його майже немає. Кількість холестерину, що надходить до організму з їжею, не повинна перевищувати 0,3–0,5 г на добу.

1. Використовуючи дані таблиці, розрахуйте кількість холестерину у сніданку людини, яка з'їла 100 г нежирного сиру, 25 г «Голландського» сиру, 20 г вершкового масла та дві сосиски.

Відповідь: _________________________________________________________________________.

2. Яку небезпеку для здоров'я людини становить надлишок холестерину в організмі людини?

Відповідь: __________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________

2. ураження кровоносних судин,
АБО розвиток атеросклерозу,
АБО ішемічна хвороба серця

8. Сергій прийшов до лікаря через погане самопочуття.Лікар дав йому направлення на аналіз, результати якого показали, що кількість лейкоцитів дорівнює 2,5×108 за норми 4–9×109. Який аналіз запропонував здати лікар та який діагноз він поставив на основі отриманих результатів? Виберіть відповіді з наступного списку та запишіть у таблиці їх номери.

Список відповідей:
1) порушення вуглеводного обміну
2) киснева недостатність
3) аналіз крові
4) зниження імунітету
5) аналіз калу

9. Визначте походження хвороб, наведених у списку.Запишіть номер кожної з
хвороб у списку у відповідну комірку таблиці. У осередках таблиці може бути
записано кілька номерів.

Список хвороб людини:
1) вітряна віспа
2) синдром Дауна
3) інфаркт міокарда
4) дизентерія
5) малярія

145

10. Медична генетика широко використовується генеалогічний метод.Він заснований на складанні родоводу людини та вивченні успадкування тієї чи іншої ознаки. У таких дослідженнях використовуються певні позначення. Вивчіть фрагмент родоводу дерева однієї сім'ї, у деяких членів якої є глухонімота.

Фрагмент родоводу дерева сім'ї

Використовуючи запропоновану схему, визначте:
1) дана ознака домінантна або рецесивна;
2) дана ознака не зчеплена або зчеплена зі статевими хромосомами.

Відповідь:
1)______________________________________________________________________________;
2)______________________________________________________________________________

рецесивна ознака

2. ознака не зчеплена з підлогою

11. Світлана завжди хотіла мати такі ж «ямочки» на щоках, як у її мами (домінантна ознака (А) не зчеплена зі статтю). Але «ямочки» у Свєти були відсутні, як у її батька. Визначте генотипи членів сім'ї за ознакою наявності чи відсутності «ямочок». Відповіді занесіть до таблиці.

Мати	Батько	Дочка

Мати – Аа; батько – аа; дочка - аа

12. У суді розглядався позов про встановлення батьківства дитини.Було зроблено аналіз крові дитини та її матері. У дитини вона виявилася ІІ(А), а в матері – І(0). Проаналізуйте
дані таблиці та дайте відповідь на запитання.

1. Мати дитини заявляла в суді, що батьком її сина є чоловік із IV(АВ) групою
крові. Чи міг він бути батьком дитини?

2. Керуючись правилами переливання крові, вирішіть, чи дитина може бути донором
крові для матері.

Відповідь: __________________________________________________________________________

3. Використовуючи дані таблиці «Групи крові за системою АВ0», поясніть своє рішення.

* Примітка.
Антиген - будь-яка речовина, яку організм розглядає як чужорідну чи потенційно небезпечну і проти якої зазвичай починає виробляти власні антитіла.
Антитіла - білки плазми, що утворюються у відповідь на введення в організм людини бактерій, вірусів, білкових токсинів та інших антигенів.

Відповідь на перше запитання: так
Відповідь на друге запитання: ні
Відповідь на третє питання: в результаті одночасного перебування в
кров'яному руслі матері, при переливанні, однойменних антигенів А
дитини та антитіл α (матері) відбудеться склеювання еритроцитів, що
може призвести до смерті матері

13. У біохімічній лабораторії вивчали нуклеотидний склад фрагмента молекули ДНК пшениці.Було встановлено, що у пробі частка аденінових нуклеотидів становить 10%.
Користуючись правилом Чаргаффа, що описує кількісні співвідношення між різними типами азотистих основ ДНК (Г + Т = А + Ц), розрахуйте у цій пробі відсоток нуклеотидів з цитозином.

Відповідь: ______________

1. Розгляньте зображення двомембранного органоїду еукаріотичної клітини. Як він називається?

Відповідь:___________________________

2. Порушення якого процесу відбудеться у клітці у разі ушкоджень (порушень у роботі) даних органоїдів?

Відповідь: _________________________________________

1. мітохондрія

2. енергетичного обміну,
АБО процесу дихання,
АБО біологічного окислення

15. Генетичний код - властивий всім живим організмам спосібкодування послідовності амінокислотних залишків у складі білків за допомогою
послідовності нуклеотидів у складі нуклеїнової кислоти
Вивчіть таблицю генетичного коду, де продемонстровано відповідність амінокислотних залишків складу кодонів. На прикладі амінокислоти серин (Сер) поясніть наступну властивість генетичного коду: код триплетен.

Таблиця генетичного коду

1) кожній амінокислоті відповідає поєднання із трьох нуклеотидів
(триплетів, кодонів);
2) кодування амінокислоти серин (СЕР) може статися з
допомогою одного з наступних кодонів (триплетів): ТЦТ, ТЦЦ,
ТЦА, ТЦГ, АГТ, АГЦ

16. На малюнку зображений археоптерикс - вимерла тварина, що мешкала 150-147 млн років тому.

Використовуючи фрагмент геохронологічної таблиці, встановіть еру та період, у який
жив цей організм, а також його можливого предка рівня класу (надзагону)
тварин.

Епоха: ______________________________________________________________
Період:___________________________________________________________
Можливий предок:_________________________________________________

Епоха: мезозойська ера;
Період: юрський період;
Можливий предок: стародавні плазуни, АБО
плазуни, АБО рептилії, АБО динозаври

Дисципліна «Екологія» розглядає принципи управління природними та природно-антропогенними системами у процесі природокористування з метою забезпечення сталого розвитку цих систем. Для цього, перш за все, необхідно знати та враховувати правила, принципи та закони функціонування біосфери.

Правила

Правило одного відсотка. згідно з правилом одного відсотка зміна енергетики природної системи в межах 1% (від небагатьох десятих до, як виняток, одиниць відсотків) виводить природну систему з рівноважного (квазістаціонарного) стану. Всі великомасштабні явища на поверхні Землі (потужні циклони, виверження вулканів, процес глобального фотосинтезу), як правило, мають сумарну енергію, що не перевищує 1% енергії сонячного випромінювання, що падає на поверхню нашої планети. Перехід енергетики процесу за це значення (1%) зазвичай призводить до суттєвих аномалій: різких кліматичних відхилень, змін у характері рослинності, великих лісових та степових пожеж.

Примітка.Правило одного відсотка має для глобальних систем. Їхня енергетика, мабуть, принципово не може перевершити рівень приблизно 0,2% від сонячної радіації, що надходить (рівень енергетики фотосинтезу) без катастрофічних наслідків. Ймовірно, це непереборний поріг і ліміт для людства (з нього випливає і «ядерна зима»).

Правило десяти відсотків (закон піраміди енергії) . Відповідно до закону піраміди енергії, з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить в інший її рівень у середньому трохи більше 10% енергії. Закон піраміди енергії дозволяє робити розрахунки необхідної земельної площі для забезпечення населення продовольством та інші еколого-економічні підрахунки.

Середньомаксимальний перехід енергії (або речовини в енергетичному вираженні) з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший становить 10% (правило 10%) може коливатися від 7 до 17%. Ця величина не призводить до несприятливих для екосистеми наслідків і тому може бути прийнята за норму природокористування в господарській діяльності людини. Перевищення цієї величини неприпустимо, оскільки у разі

можуть відбутися повні зникнення популяцій. Закон піраміди енергій і правило десяти відсотків є загальним обмеженням у природокористуванні для господарської діяльності людини.

Правило обов'язковості заповнення екологічних ніш. Порожня екологічна ніша завжди природно заповнена. Екологічна ніша як функціональне місце виду в екосистемі дозволяє формі, здатної виробити пристосувальні особливості, заповнити цю нішу, але іноді це потребує значного часу.

Нерідко так звані екологічні ніші є лише обманом зору (для фахівців). Насправді ж екологічні ніші заповнені часом несподіваним чином.

У зв'язку з можливістю існування псевдопустуючих екологічних ніш ніколи не слід поспішати з висновками про можливість заповнення цих ніш шляхом акліматизації видів, оскільки акліматизаційні та реакліматизаційні роботи будуть ефективні лише за дійсної наявності вільних екологічних ніш, що буває вкрай рідко.

Примітка. Імовірним прикладом правила обов'язковості заповнення екологічних ніш є виникнення нових захворювань, наприклад, СНІДу (синдрому набутого імунодефіциту). Він був гіпотетично передбачений більш ніж за 10 років до виявлення хвороби як грипоподібний вірус із високою летальністю хворих. Підставою для передбачення було те, що перемога над багатьма інфекційними хворобами людини вивільнила екологічні ніші, які неминуче мали бути заповнені. Оскільки при екологічному дублюванні, як правило, зміна йде в напрямку від більших за розмірами та високоорганізованих форм до менших і організованих, було припущено, що одна з екологічних ніш буде заповнена саме вірусом з високим ступенем мінливості. Вірус грипу має частоту мутації 1:105 при середній нормальній частоті процесу 1:106. Вірус СНІДу ще більш мінливий - у нього реєструється частота мутацій 1:10 4 . Таким чином, гіпотеза, мабуть, виправдалася.

Правило неминучих ланцюгових реакцій (жорсткого управління природою). «Жорстке» технічне управління природними системами та процесами загрожує ланцюговими природними реакціями, значна частина яких екологічно, соціально та економічно не прийнятна в тривалому інтервалі часу. Приклад із Аральською катастрофою. Перекидання вод північних річок призвело б до небажаних екологічних ефектів (затоплення величезної площі земель, загибель лісових, нафтових, газових родовищ та ін.)

Правило "м'якого" управління природою. "М'яке" (опосередковане) управління природою викликає бажані для людини ланцюгові реакції.

«М'яке» управління краще, ніж «жорстке» техногенне рішення, попри великі початкові витрати. Це правило доцільне перетворення природи. На відміну від "жорсткого" управління (див. Правило ланцюгових реакцій при "жорсткому" управлінні) "м'яке" управління, засноване на відновленні колишньої природної продуктивності екосистем або її підвищенні шляхом цілеспрямованої та заснованої на використанні об'єктивних законів природи серії заходів, дозволяє спрямовувати природні ланцюгові реакції у сприятливий для господарства та життя людей бік. Прикладом може бути зіставлення двох форм ведення лісового господарства – суцільнососечних («жорсткий» вплив) та вибіркових рубок («м'який» вплив). Вважається економічно більш рентабельною суцільна рубка, коли він за один прийом забирається вся деревина. При вибірковій рубці виникає багато ускладнень технічного порядку, і тому собівартість заготівлі деревини виявляється дорожчою. При цьому передбачається, що на суцільних лісосіках ліс можна і потрібно відновлювати шляхом масової посадки (і цей захід обходиться в цілому недорого). Однак при суцільних рубках поступово втрачається саме лісове середовище, що веде до падіння рівня річок, в інших місцях – до заболочування, заростання лісосіки нелісовими видами рослин, що перешкоджають зростанню лісу, виникненню вогнищ розмноження шкідників лісу та інших несприятливих наслідків. Нижчі початкові витрати «жорсткого» заходу дають ланцюг збитків, які потім вимагають великих витрат з їхньої ліквідацію. Навпаки, при вибіркових рубках відновлення лісу полегшується через збереження лісового середовища. Підвищені початкові витрати поступово окупаються внаслідок запобігання екологічним збиткам.

Перехід від «м'якого» до «жорсткого» управління доцільний лише за одночасної заміні екстенсивних форм господарства гранично інтенсивними і, зазвичай, у межах щодо коротких інтервалів часу. У довгостроковій перспективі ефективне лише «м'яке» керування природними процесами. також Принципи перетворення природи.

Правило "Екологічно-економічне". Не можна протиставляти економіку та екологію. Не можна знижувати темпи індустріалізації – це означатиме свого роду економічний утопізм, так само не можна знижувати зусилля в галузі екології – це буде екологічний екстремізм. Вирішення питання знаходиться десь посередині.

Правило економіко-екологічного сприйняття. Не можна мати на увазі, що кількість ступенів свободи в діях наших нащадків зменшуватиметься, а не зростатиме. Ми живемо у кредит у наших онуків. Нащадки платитимуть дуже дорого за векселями природи, значно дорожчими, ніж ми.

Правило основного обміну, про перевагу витрати речовини та енергії на самопідтримку системи. Співвідношення між основним обміном та корисною роботою в людському господарстві до певної міри можна покращити, як і будь-який ККД. Для механічних систем може бути дуже високий, хоча сягає ніколи 100 %, ефективність складних динамічних систем лише короткий час може досягати щодо великих значень, але з більше 30%. Решта йде на внутрішній обмін, інакше не існували б самі системи. Довгоживучі великомасштабні екосистеми не можна прирівнювати до короткоживучих механічних систем. У живих системах багато «пального» йде на «ремонт» на самопідтримку та саморегуляцію, а при розрахунку ККД двигунів не враховуються витрати енергії на ремонт тощо.

Правило інтегрального ресурсу. Конкуруючі у сфері використання конкретних природнихсистем галузі господарства неминуче завдають шкоди один одному тим сильніше, чим значніше вони змінюють спільно експлуатований екологічнийкомпонентабо всю екосистемув цілому. Правило інтегрального ресурсу є ще одним прикладним наслідком закону внутрішньої динамічної рівноваги. Наприклад, у водному господарстві гідроенергетика, транспорт, комунальне господарство, зрошуване землеробство та рибна промисловість пов'язані таким чином, що у найменш виграшному становищі виявляється промисел риби. Чим повніше гідроенергетичне використання вод, тим складніше ведення інших галузей водного господарства: розвиток водного транспорту ускладнює інші способи використання води, а зрошення викликає труднощі у сполучених формах експлуатації вод.

Правило демографічного насичення. У глобальній чи регіонально ізольованій сукупності кількість населення відповідає максимальної можливості підтримки його життєдіяльності, включаючи всі аспекти потреб людини.

насичення дає різкий дисбаланс у системі взаємовідносин «людина-природа». Теоретично можлива ситуація, коли реалізуються механізми, що обмежують, і відбудеться демографічна катастрофа (різке зниження чисельності популяції людини).

Правило історичного зростання продукції за рахунок сукцеснонного омолодження екосистем. оскільки чиста продуктивність співтовариства максимальна на ранніх стадіях розвитку екосистем, основним джерелом зростання продукції під час історичного розвитку суспільства було сукцесійне омолодження екосистем. (Сукцесія – зміна однієї спільноти організмів (біоценозів) іншими певною послідовністю).

Чиста продуктивність співтовариства (річний приріст біомаси) велика на ранніх стадіях розвитку та практично дорівнює нулю у зрілих екосистемах. Спочатку сукцесійно зрілі екосистеми були основою для збирання та полювання. З певного моменту вони починають змінюватись виробничими ценозами. В останніх вихід чистої продукції вищий. Раніше зі зростанням чисельності населення відбувалося збільшення площі омолоджених систем екстенсивний шлях розвитку сільськогосподарського виробництва. Далі включається наступний механізм підвищення продуктивності екосистеми: інтенсивний шлях розвитку – збільшення кількості енергії, що вкладається у виробництво. Однак і цей механізм не безмежний. Настає момент, коли додаткове вкладення енергії в агроекосистему призводить до її руйнування, оскільки настає енергетична межа. Сучасний історичний фінал такого розвитку – перехід на експлуатацію гранично омолоджених екосистем із різким стрибком енерговитрат. Екосистемні методи допінгу за допомогою сукцесійного омолодження практично вичерпані. подальше вкладення антропогенної енергії в землеробство призведе до руйнування природних структур, тому потрібні інші технології – ефективніші та малоенергоємніші.

Правило прискорення історичного поступу. чим стрімкіше під впливом антропогенних факторів змінюється місце існування людини та умови ведення їм господарства, тим швидше за принципом зворотного зв'язку відбувається зміна в соціально-екологічних властивостях людини, економічному та технічному розвитку суспільства. Ця система має тенденцію до самоприскорення.

Наприклад, у відповідь на показники середовища життя, що погіршуються, викликані антропогенною діяльністю, виникають механізми, що прагнуть її поліпшити (зміна поколінь техніки, ресурсозберігаюче наукомістке виробництво, демографічне регулювання). Питання лише в тому, наскільки прискорення історичного розвитку відповідатиме дії правила демографічного насичення та принципу Ле Шательє-Брауна.

Поки що історичний розвиток явно відстає і це створює небезпеку для благополуччя людей.

Відповідно до закону піраміди енергій, з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить в інший її рівень у середньому трохи більше 10% енергії- це правило десяти відсотків.Закон піраміди енергій дозволяє робити розрахунки необхідної земельної площі для забезпечення населення продовольством та інші еколого-економічні підрахунки. Середньомаксимальний перехід енергії (або речовини в енергетичному вираженні) з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший, становлячи 10% може коливатися в межах 7-17%. Перевищення цієї величини є неприпустимим, інакше можуть статися повні зникнення популяцій.

Правило одного відсотка -зміна енергетики природної системи у межах відсотка виводить природну систему з рівноважного (квазистаціонарного) стану.Емпірично це правило підтверджується дослідженнями клімату та інших природних процесів.

Всі великомасштабні явища на поверхні Землі (потужні циклони, виверження вулканів, процес глобального фотосинтезу), як правило, мають сумарну енергію, що не перевищує 1% енергії сонячного випромінювання, що падає на поверхню нашої планети. Перехід енергетики процесу за це значення зазвичай призводить до суттєвим аномаліям - різким кліматичним відхиленням, змін у характері рослинності, великим лісовим та степовим пожежам.

Як і у випадку правила десяти відсотків багато залежить від стану природної системи, в якій відбуваються зміни. Це робить це правило ймовірним,дає лише орієнтири, яким доцільно слідувати чи враховувати можливий з великою ймовірністю ланцюг подій, пов'язаних із виходом системи з рівноважного (квазістаціонарного) стану.

Особливе значення правило даного відсотка має для глобальних систем. Їх енергетика, як припускають, принципово не може перевершити рівень приблизно 0,2% від сонячної радіації, що надходить (рівень енергетики фотосинтезу) без катастрофічних наслідків. Ймовірно, це нездоланний і неприпустимий для людства поріг (з нього випливає і "ядерна зима").

Мал. 2. Теплова енергія, що губиться при диханні

Трофічні ланцюги, які починаються з фотосинтезуючих організмів,називають ланцюгами виїдання(Пасовищними, ланцюгами споживання).

Ланцюги, що починаються з відмерлих залишків рослин, трупів та екскрементів тварин- Детрітні ланцюги розкладання.

Трофічні ланцюги не ізольовані один від одного; тісно переплітаючись, вони утворюють трофічні мережі. Завдяки трофічним зв'язкам в екосистемі відбувається трансформація біогенних речовин та акумуляція енергії з подальшим розподілом їх між видами та популяціями. Чим багатший видовий склад, тим різноманітніший напрямок та швидкість потоків енергії в екосистемі.

Трофічні ланцюги живлення ґрунтуютьсяна:

- другий закон термодинаміки, згідно з яким деяка частина енергії розсіюється і стає недоступною для використання у вигляді теплової енергії;

В екосистемах різних типів потужність потоків енергії через ланцюги виїдання та розкладання різна:

У воднихспільнотахчастина енергії, фіксованої одноклітинними водоростями, надходить до тварин, що харчуються фітопланктоном, далі до хижаків і вже менша частина включається в ланцюги розкладання;

Здебільшого екосистем суші спостерігається зворотне співвідношення. Так, у лісах понад 90% щорічного приросту рослинної маси надходить через опад у детрітні ланцюги.

Число ланокв ланцюгу живленняможе бути різним, але переважно їх зазвичай буває від 3 до 5.

Сукупність організмів, об'єднаних певним типом харчування,носить назву "трофічний рівень".Розрізняють:

Перший рівень, який займають автотрофи(Продуценти);

Другий - рослиноїдні тварини(Консументи першого порядку);

Трофічних рівнів може бути й більше, коли враховуються паразити, які живуть на консументах попередніх рівнів.

Прикладом ланцюга живлення може бути ланцюг живлення біологічного біоценозу.

Наприклад, починається ланцюг із уловлювання сонячної енергії: квіткою. Метелик, що харчується нектаром квітки, є другою ланкою в цьому ланцюгу. Бабка нападає на метелика. А жаба, що сховалася, ловить бабку, але сама є здобиччю для вужа, який у свою чергу буде з'їдений яструбом. Ланцюг живлення замкнувся. Потенційною (але не обов'язковою) заключною ланкою харчового ланцюга є людина.

Усі розглянуті вище процеси пов'язані з синтезом та трансформацією органічної речовини у трофічних мережах і характеризують "пасовищні ланцюги".

"Детритні ланцюги"починаються з розкладання мертвої органіки особливими групами консументів. сапрофагами. Сапрофаги механічно, а частково і хімічно, руйнують мертву органічну речовину, готуючи її до дії редуцентів. У наземних екосистемах цей процес (здебільшого) проходить у підстилці та в ґрунті. Активну участь у розкладанні мертвої органічної речовини беруть ґрунтові безхребетні тварини (членистоногі, черв'яки) та мікроорганізми. Процес деструкції йде послідовно, сапрофаги змінюють один одного відповідно до специфіки видового харчування. Механічне руйнування роблять великі сапрофаги (наприклад, комахи), а процес мінералізації здійснюють вже інші організми (насамперед бактерії та гриби).

Оскільки співтовариства сапрофагів відрізняються відносно слабкою жорсткістю організації, то в детритных ланцюгах йдуть стохастичні процеси формування сапрофагів, окремі їх види легко замінюються іншими видами, велика роль зовнішніх факторів довкілля та конкурентного виключення (Н.М. Чернова, Н.А. Кузнєцова, 1986 ). Тобто з рівня консументів потік органічної речовини йде різними групами споживачів: жива органічна речовина йде по "пасовищним ланцюгам", а мертва - по "детритним ланцюгам".

Продуктивність екосистеми

Залежність між продуктивністю та кліматичними характеристиками.Усі організми потребують побудови своїх тіл у речовині, а підтримки своєї життєдіяльності - в енергії. Сонячне світло, двоокис вуглецю, вода та мінеральні солі – це ресурси, необхідні для створення первинної продукції. На швидкість фотосинтезу істотно впливає і температура. Якість та кількість світла, наявність води та біогенних елементів, а також температура – дуже мінливі фактори, які здатні лімітувати первинну продукцію.

На кожен квадратний метр земної поверхні щохвилини потрапляє від 0 до 5 Дж сонячної енергії. За спектральним складом лише близько 44% падаючого короткохвильового світла придатне для синтезу, а значна частка сонячної енергії рослин недоступна. Найбільш високою ефективністю використання сонячної енергії мають хвойні ліси: 1-3% фізіологічно активної "радіації (ФАР) вони перетворюють на біомасу. Листопадні ліси перетворюють на біомасу лише 0,5-1% ФАР, а пустелі ще менше - 0,01-0 Максимальна ефективність фотосинтезу зернових культур за ідеальних умов не перевищує 3-10%.

Використання доступного для рослини світла трохи покращується при хорошій забезпеченості та іншими ресурсами.

Вода - незамінний ресурс як складова частина клітини, і як учасник фотосинтезу. Тому продуктивність завжди тісно пов'язана з кількістю опадів, що випадають.

температурасередовища.Ця залежність має складний характер.

Продукція наземної спільноти залежить і від вміст у ґрунті необхідних для рослин різних мікроелементів. Особливо великий вплив надають сполуки азоту. Причому їхнє походження має бути біологічним, тобто результатом фіксації азоту мікроорганізмами, а не геологічним.

На продуктивність істотно впливає і діяльність людини. З розвитком сільського господарства у бік отримання максимуму продукції вплив на природу, обумовлене перерозподілом енергії та речовин лежить на Землі, постійно зростає. Удосконалення знарядь праці, використання високоврожайних культур і сортів, потребують великої кількості поживних речовин, різко порушувати природні процеси.

Руйнівно діють необґрунтовані землеробські прийоми та системи землеробства,які викликають:

Ерозію грунтів та втрату родючого шару;

Засолення та заболочування зрошуваних масивів;

Зниження біологічної різноманітності природних ландшафтів;

Забруднення поверхневих та підземних вод залишками пестицидів та нітратів;

Зникнення диких тварин внаслідок руйнування місць їх проживання та багато іншого.

Для регулювання та вирішення цих проблем пропонують науково обґрунтовані прийоми та способи, що дозволяють у певних випадках лише частково запобігти або знизити небажані ефекти, що виникають при отриманні первинної біологічної продукції. В останні десятиліття все активніше запроваджуються екологічні обмеження.

Існує об'єктивна природна межа - поріг зниження природної родючості,при наближенні якого вся технічна міць людини стає менш ефективної. У другій половині XX ст. відбулося суттєве збільшення первинної біологічної продукції за рахунок впровадження нових високоврожайних сортів зернових культур, застосування великої кількості мінеральних добрив та використання засобів захисту рослин. Однак цей показник перестав зростати, що стало відображенням дії закону зниження енергетичної ефективності природокористування.

Але чисельність людства продовжує зростати, а родючої землі більше не стає. Тому збільшення ККД зелених рослин є найбільш нагальною проблемою під час вирішення найперших завдань життєзабезпечення людини. У табл. 4 проведено один із варіантів розрахунку первинної продукції земної кулі за підсумками досліджень П. Дювіньо.

Екосистема	Поверхня, млн км 2	Вихід фотосинтезу, %	Продуктивність, т/га	Загальна продуктивність органічної речовини млрд т/га
Ліси	40,7	0,38		20,4
Степу	25,7	0,1	1,5	3,8
Ріллі	14,0	0,25		5,6
Пустелі	54,9	0,01	0,2	1,1
Антарктида	12,7
Океан		0,05	0,8
Усього				60,9

З даних табл. 4 видно, що екосистема океану дає половину всієї продукції планети, ліси - третину, а ріллі (разом зі степами) - близько однієї десятої.

При підрахунку вторинної продукції екосистем роблять обчислення окремо кожному за трофічного рівня, оскільки під час руху енергії від однієї трофічного рівня до іншого вона приростає з допомогою надходження з попереднього рівня. При вивченні загальної продуктивності екосистеми слід пам'ятати, що приріст вторинної продукції завжди відбувається не паралельно до зростання первинної, а за рахунок знищення якоїсь її частини. Тобто відбувається вилучення, віднімання вторинної продукції від загальної кількості первинної. Тому оцінку продуктивності екосистем завжди проводять за первинною продукцією. В цілому вторинна продуктивність коливається в межах від 1 до 10%, а це в свою чергу залежить від властивостей тварин і особливостей корму, що поїдається.

Подібна інформація.

Правило одного відсотка.Згідно з правилом одного відсотка зміна енергетики природної системи в межах 1% виводить природну систему з рівноважного (квазістаціонарного) стану. Всі великомасштабні явища на поверхні Землі (потужні циклони, виверження вулканів, процес глобального фотосинтезу), як правило, мають сумарну енергію, що не перевищує I% енергії сонячного випромінювання, що падає на поверхню нашої планети. Штучне внесення енергії до біосфери не повинно перевищувати цієї межі. Перехід енергетики процесу за це значення (1%) зазвичай призводить до суттєвих аномалій: різких кліматичних відхилень, змін у характері рослинності, великих лісових та степових пожеж.

Правило десяти відсотків (закон піраміди енергії).Відповідно до закону піраміди енергії, з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить в інший її рівень у середньому трохи більше 10% енергії.

Трофічний рівень – сукупність всіх живих організмів, що належать до однієї ланки харчового ланцюга. Перший трофічний рівень – це завжди продуценти, творці органічних речовин, необхідні всім живих організмів. Рослиноїдні консументи (фітотрофи або фітофаги) відносяться до другого трофічного рівня; м'ясоїдні (хижаки), що живуть за рахунок фітофагів, належать до третього трофічного рівня; споживають інших м'ясоїдних відповідно відносяться до четвертого і т.д.

Зелені рослини, споживаючи сонячну енергію і неорганічні речовини із довкілля, шляхом фотосинтезу утворюють органічні речовини, тобто. виробляють біологічну продукцію, яку часто називають первинною продукцією чи валової продукції продуцентів. Вторинною продукцією є біомаса, що створюється консументами.

У процесі своєї життєдіяльності рослини витрачають частину первинної продукції на дихання, на утворення нових клітин та тканин, на зріст. Якщо відняти з первинної продукції ту продукцію, яку витратили продуценти на свої потреби, то частина, що залишилася, є те, що називають «чистою продукцією». Чиста продукція у вигляді біомаси та переміщається безперервно з одного трофічного рівня на інший. Чиста первинна продукція, захоплена консументами як корму, також витрачається ними на процеси життєдіяльності і побудову вторинної продукції тобто. біомаси фітофагів), а частина повертається в абіатичне середовище у вигляді екскрементів, виділень та трупів. У свою чергу, запасені у фітофагах біомаса та енергія в кількості приблизно 10% передаються наступному рівню споживачів, забезпечуючи їхнє існування, різноманітність та чисельність.

Закон піраміди енергії дозволяє робити розрахунки необхідної земельної площі для забезпечення населення продовольством та інші еколого-економічні підрахунки.

Середньомаксимальний перехід енергії (або речовини в енергетичному вираженні) з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший становить 10% може коливатися від 7 до 17%. Ця величина не призводить до несприятливих для екосистеми наслідків і тому може бути прийнята за норму природокористування в господарській діяльності людини. Перевищення цієї величини неприпустимо, оскільки у разі можуть статися повні зникнення популяцій. Закон піраміди енергій і правило десяти відсотків є загальним обмеженням у природокористуванні для господарської діяльності людини.

Правило обов'язковості заповнення екологічних ніш.Порожня екологічна ніша завжди природно заповнена. Екологічна ніша як функціональне місце виду в екосистемі дозволяє формі, здатної виробити пристосувальні особливості, заповнити цю нішу, але іноді це потребує значного часу.

Примітка.Ймовірним прикладом правила обов'язковості заповнення екологічних іш служить виникнення нових захворювань, наприклад, СНІДу (синдрому набутого імунодефіциту). Він був гіпотетично передбачений більш ніж за 10 років до виявлення хвороби як грипоподібний вірус із високою летальністю хворих. Підставою для передбачення було те, що перемога над багатьма інфекційними хворобами людини вивільнила екологічні ніші, які неминуче мали бути заповнені. Оскільки при екологічному дублюванні, як правило, зміна йде в напрямку від більших за розмірами та високоорганізованих форм до менших і організованих, було припущено, що одна з екологічних ніш буде заповнена саме вірусом з високим ступенем мінливості. Таким чином, гіпотеза, мабуть, виправдалася.

Правило неминучих ланцюгових реакцій («жорсткого» управління природою). «Жорстке» технічне управління природними системами та процесами загрожує ланцюговими природними реакціями, значна частина яких екологічно, соціально та економічно не прийнятна в тривалому інтервалі часу. Приклад із Аральською катастрофою. Перекидання вод північних річок призвело б до небажаних екологічних ефектів (затоплення величезної площі земель, загибель лісових, нафтових, газових родовищ та ін.)

Правило "м'якого" управління природою."М'яке" (опосередковане) управління природою викликає бажані для людини ланцюгові реакції.

«М'яке» управління краще, ніж «жорстке» техногенне рішення, попри великі початкові витрати. Це правило доцільне перетворення природи. На відміну від "жорсткого" управління (див. Правило ланцюгових реакцій при "жорсткому" управлінні) "м'яке" управління, засноване на відновленні колишньої природної продуктивності екосистем або її підвищенні шляхом цілеспрямованої та заснованої на використанні об'єктивних законів природи серії заходів, дозволяє спрямовувати природні ланцюгові реакції у сприятливий для господарства та життя людей бік. Прикладом може бути зіставлення двох фори ведення лісового господарства - суцільнососечних («жорсткий» вплив) і вибіркових рубок («м'який» вплив). Вважається економічно більш рентабельною суцільна рубка, коли він за один прийом забирається вся деревина. При вибірковій рубці виникає багато ускладнень технічного порядку, і тому собівартість заготівлі деревини виявляється дорожчою. При цьому передбачається, що на суцільних лісосіках ліс можна і потрібно відновлювати шляхом масової посадки (і цей захід обходиться в цілому недорого). Однак при суцільних рубках поступово втрачається саме лісове середовище, що веде до падіння рівня річок, в інших місцях - до заболочування, заростання лісосіки нелісовими видами рослин, що перешкоджають росту лісу, виникненню вогнищ розмноження шкідників лісу та інших несприятливих наслідків. Нижчі початкові витрати «жорсткого» заходу дають ланцюг збитків, які потім вимагають великих витрат з їхньої ліквідацію. Навпаки, при вибіркових рубках відновлення лісу полегшується через збереження лісового середовища. Підвищені початкові витрати поступово окупаються внаслідок запобігання екологічним збиткам.

Правило "екологічно-економічне".Не можна протиставляти економіку та екологію. Не можна знижувати темпи індустріалізації - це означатиме свого роду економічний утопізм, так само не можна знижувати зусилля в галузі екології - це буде екологічний екстремізм. Вирішення питання знаходиться десь посередині.

Правило інтегрального ресурсу.Конкуруючі у сфері використання конкретних природнихсистем галузі господарства неминуче завдають шкоди один одному тим сильніше, чим значніше вони змінюють спільно експлуатований екологічний компонентабо всю екосистемув цілому. Наприклад, у водному господарстві гідроенергетика, транспорт, комунальне господарство, зрошуване землеробство та рибна промисловість пов'язані таким чином, що у найменш виграшному становищі виявляється промисел риби. Чим повніше гідроенергетичне використання вод, тим складніше ведення інших галузей водного господарства: розвиток водного транспорту ускладнює інші способи використання води, а зрошення викликає труднощі у формах експлуатації вод.

Правило демографічного насичення. У глобальній чи регіонально ізольованій сукупності кількість населення відповідає максимальної можливості підтримки його життєдіяльності, включаючи всі аспекти потреб людини.

По суті, це правило свідчить, що людина, як і будь-який інший біологічний вид, збільшуватиме свою чисельність до максимально можливих розмірів, що визначаються ємністю середовища, і не більше. Однак людство створює тиск на середовище не так біологічно, як техногенно. Фактично, зараз у світі спостерігається не демографічне насичення, а з урахуванням усіх потреб людини, а технічне перенасичення. Недотримання правила демографічного насичення дає різкий дисбаланс у системі взаємовідносин «людина-природа». Теоретично можлива ситуація, коли реалізуються обмежуючі механізми в станеться демографічна катастрофа (різке зниження чисельності популяції людини).

Правило Ліндемана (10%)

Екологічні піраміди

Піраміда чисельності. Для побудови піраміди чисельності підраховують кількість організмів на деякій території, групуючи їх за трофічними рівнями:

Правила

Статті по темі