ПРИНЦИПИ ЛІМІТУВАННЯ БІОПРОДУКЦІЇ. УПРАВЛІННЯ ПРОДУКЦІЙНИМ ПРОЦЕСОМ

Думка про те, що той чи інший екологічний фактор може стати критичним для життєдіяльності живих організмів, уперше була висловлена в 1840 році німецьким ученим Ю. Лібіхом. Спроможність деяких факторів навколишнього середовища обмежувати біопродукцію отримала назву закону Лібіха.

Такий прямолінійний підхід до оцінки залежності продук-ційного процесу від екологічного середовища в реальному оточенні найчастіше не виправдовується. Ю. Одум застеріг, що в початковому формулюванні закон мінімуму немовби статичний. Насправді по мірі витрати ресурсів співвідношення між ними змінюється, і лімітуючий фактор уже перестає таким бути. Його може замінити будь-який інший. Сучасні екологи віддають перевагу розгляду комплексу лімітуючих біопродукцію факторів життя, який відповідає принципу сумісної дії на організм факторів життя, що був сформульований А. Мітчерліхом та Ё. Бауле.

Назва «закон мінімуму» невдала і в тому розумінні, що лімітувати біопродукцію може не тільки нестача ресурсу, але й надлишок будь-якого фактора. Наприклад, надлишок вуглекислого газу в атмосфері в кількості більше ніж 1-10% за об’ємом гальмує фотосинтез та знижує врожай.

Залежно від стану організму та умов його існування дія лімітуючого фактору змінюється. Біомаса та чисельність колорадського жука в якомусь районі можуть чітко лімітуватися площами, що зайняті картоплею. Але якщо в цьому районі вирощують баклажани та інші пасльонові культури, то площа посадки картоплі вже не буде лімітуючим фактором для колорадського

жука. Замінюваність ресурсів узагалі досить важлива для підтримки рівня біопродукції.

У цілому управління біопродукційним процесом можливе лише на основі чітких знань та використання законів, які лежать в основі цього явища. Біологічна продукція створюється тільки живими організмами, і оптимальними для її формування є такі умови, звичні для даного організму, до яких він добре адаптований. Цей комплекс умов має включати в себе в достатній, але не надлишковій кількості усі подільні ресурси та забезпечувати потреби організму в неподільних абіотичних та біотичних факторах. Управління біопродукцією не можна уявити без розуміння динамічного характеру зв'язку організмів зі своїм довкіллям. Той екологічний фон, що підтримує високий рівень біопродукцій- ного процесу на даній фазі росту та розвитку живих істот, уже недостатній на наступних фазах. Фактори, необхідні для приросту маси тіла особин, не збігаються з факторами, що забезпечують розмноження та збільшення чисельності рослин або тварин.

Вибір принципів керування продукційним процесом особливо важливий для сільськогосподарського виробництва. В історії людської цивілізації тут послідовно змінювалося кілька підходів. На першому етапі первісні люди задовольнялися тією біопродукцією, необхідною для їхнього існування, що давали природні екосистеми в процесі збирання і полювання. Невеликі масштаби таких вилучень не завдавали збитків природі, але й про якесь керування продукцією в природних екосистемах питання не стояло. На другому етапі, коли були окультурені основні рослини й одомашнений ряд видів тварин, склалися так звані сільські системи ведення господарства. У цих системах людина задовольнялася природним потенціалом культурних рослин і свійських тварин, а він був невеликий, і тому сільські системи годували й постачали сільськогосподарською сировиною тільки працюючих. Збереглися такі системи практично аж до епохи феодалізму. Зростання чисельності населення, розвиток промисловості й виникнення міст, жителі яких не займалися сільським господарством, призвело до того, що сільські системи виявилися недостатніми.

сподарська техніка. Обсяги сільськогосподарського виробництва різко збільшилися. Але принцип максимізації віддачі від культурних рослин і домашніх тварин, покладений в основу індустріальних інтенсивних технологій, швидко себе вичерпав і призвів до розвитку багатьох негативних явищ у сільськогосподарській сфері й у природному середовищі. Тому з початку XXI століття сільське господарство постало перед необхідністю відмовитися від принципу максимізації продукціиного процесу та його заміни принципом оптимізації, суть якого полягає в тому, щоб узяти від свійських тварин і культурних рослин такий обсяг продукції і таким способом, щоб не руйнувати природне середовище планети.

Питання для самоперевірки

1. Поясніть суть автотрофного та гетеротрофного живлення живих організмів.

2. Яке походження має вільний кисень атмосфери Землі?

3. Які вам відомі живі організми за способом живлення?

4. Дайте чітке визначення, що таке первинна та вторинна продукція.

5. Наведіть кілька прикладів, коли біопродукція живих організмів визначається їхнім генотипом.

6. Що таке екологічний контроль розміру біопродукції?

7. Поясніть, як доступність території та вільного простору впливає на біопродуктивність рослин та тварин.

8. Назвіть основні форми взаємовідносин між організмами та наведіть 2-3 приклади кожної з форм.

9. Поясніть, що таке алелопатія.

10. У чому полягає суть гіпотези Геї?

Питання для обговорення

1. Чому людину слід вважати гетеротрофною істотою?

2. Які речовини служать їжею мікроорганізмам, рослинам та тваринам? Дайте порівняльну оцінку ефективності їхнього живлення.

3. Розгляньте проблему взаємної залежності живлення різних груп організмів та дайте оцінку масштабів цієї залежності.

4. Розгляньте корисність закону мінімуму щодо аналізу виробництва молока на молочній фермі.

5. Які причини, на вашу думку, лежать в основі того, що в природних умовах хижаки ніколи не знищують усі живі істоти, що є об’єктом їхнього харчування?

8.