Концепція ландшафтно-екологічної ніші.
Ця концепція ґрунтується на понятті багатомірного простору, кожна вісь якого відповідає певному екологічному фактору. Оскільки по кожному з факторів вид характеризується відповідною амплітудою, кінці цих амплітуд визначають той об’єм багатовимірного простору, в якому може існувати вид. Цей об’єм є фундаментальною нішею, і в такому розумінні це поняття може бути задіяне до аналізу геосистем.
Щоб визначити фундаментальну ландшафтно-екологічну нішу геосистеми, необхідно встановити деякий набір з п факторів, які визначають її існування та ареал поширення на земній поверхні, і з кожним із них виявити ландшафтно-екологічну амплітуду геосистеми. Графічно фундаментальна ніша зображається у вигляді п-мірного паралелепіпеда, сторони якого відповідають ландшафтно-екологічним амплітудам кожного з факторів. На рисунку зображено ландшафтно-екологічну нішу в трьохвимірному просторі.
Рисунок. Графічне зображення ландшафтно-екологічної ніші у трьовимірному просторі факторів:
х1,х2,х3 – фактории, S1 – глобальна ніша, Sr – регіональна ніша.
Геосистема може існувати лише в межах її фундаментальної ніші, бо поза нею обов’язково знайдеться хоча б один фактор, до дії якого геосистема не пристосована. У межах фундаментальної ніші таких факторів немає, проте можливі такі їх комбінації, що геосистема при них існувати не може. Тобто не в усьому об’ємі фундаментальної ніші може існувати геосистема, а лише в певній її частині. Ця частина, називається реалізованою ландшафтно-екологічною нішею.
Для ландшафтно-екологічної ніші геотопів, наногеохор та ландшафтних смуг важливими факторами є річна кількість опадів, радіаційний баланс крутизна поверхні, довжина схилу, його експозиція, мінералізація та глибина залягання ґрунтових вод.
У практичному відношенні слід визначати часткові ніші – кліматичну (осі: радіаційний баланс та кількість опадів), геоморфографічну (довжина, стрімкість та експозиція поверхні), гідрогеологічну (глибина рівня, ступінь мінералізації ґрунтових вод), а для гірських геосистем – орографічну (висота та макроекспозиція). На рис. 2 показано кліматичні регіональні ландшафтно-екологічні ніші двох типів геосистем України.
Рис 2. Кліматична регіональна ландшафтно-екологічна ніша середньостепової рівнини з чорноземами звичайними середньогумусними на лесах:
R – радіаційний баланс; Р – річна сума опадів, ізолінії – показники коефіцієнта пристосованості геосистеми до кліматичних умов.
Біля мене ніші геосистема знаходиться в екстремальних умовах і її стійкість незначна; ближче до центру ніші формуються оптимальні умови для геосистем даного виду. Тому важливо мати деякий показник, за яким можна оцінити ступінь відповідності будь-якої точки ландшафтно-екологічної ніші оптимальним умовам геосистеми. В екології за оцінку беруть продуктивність виду в даних умовах, народжуваність, ефективність фотосинтезу тощо. По відношенню до геосистем такою оцінкою може бути частка площі, яка припадає на ту частину загального ареалу геосистеми, яка знаходиться в умовах певної комбінації дії факторів, за якими будується ніша. Практично цей показник (тобто ступень пристосованості) визначається за виразом:
р (аi bj сk) = пijk/N, де:
р (аi bj сk) – ступінь пристосованості геосистеми до сумісної дії фактора а з інтенсивністю і, фактора b – з інтенсивністю j, с – з інтенсивністю k;
пijk – число точок (або площа) в межах ареалу геосистеми, які знаходяться під впливом дії факторів а, b, с з інтенсивностями відповідно і, j, k;
N – число точок, на яких визначались інтенсивності впливу факторів (або площа, яку займають усі геосистеми даного типу). На рис. 2 показано реалізовану .ландшафтно-екологічну нішу геосистеми з оцінками ступеню їх пристосованості до інтенсивностей впливу зовнішніх кліматичних факторів.
Об’єм та перекриття ніш.
Різні типи геосистем розрізняються не тільки за положенням ніш у просторі факторів, а й за їх величиною (об’ємами). Геосистеми, що мають великі ніші, можуть існувати в широкому діапазоні дії зовнішніх факторів. Геосистеми ж з малими нішами дуже вибагливі до умов зовнішнього середовища і загалом нестійкі при варіації цих умов. Об’єм ландшафтно-екологічних ніш слід враховувати при визначенні природоохоронних пріоритетів – геосистеми з вузькими нішами потребують особливої уваги та природоохоронного статусу, оскільки такі геосистеми часто є реліктовими або екзотичними для певного регіону, їх стійкість здебільшого невисока.
Кількісно об’єм ніші можна оцінити за виразом:
n
Vs =∑(∆xi/xm)
I=1
де Vs – об’єм ландшафтно-екологічної ніші; ∆xi – величина ландшафтно-екологічної амплітуди геосистеми за і-м фактором; хm – центральне значення амплітуди; п – число факторів, за якими побудована ніша (осей її простору); ∑ – знак добутку.
Ландшафтно-екологічні ніші окремих геосистем перекриваються. Це свідчить про те, що в одних умовах зовнішнього середовища може формуватися та існувати кілька різних видів геосистем. Геосистеми, ніші яких перекриваються за всіма факторами, близькі за структурою та динамічними тенденціями. Тому оцінка ступеня перекриття ніш є показовою характеристикою подібності геосистем, зумовленою факторами зовнішнього середовища.
Перекриття ніш геосистем свідчить також про можливість їх боротьби за простір – витіснення геосистем менш пристосованих до даних умов зовнішнього середовища більш пристосованими. Активність та напрям цієї конкуренції в певних умовах дії зовнішніх факторів (тобто в певній точці простору ніш) визначаються різницею між показниками пристосованості р конкуруючих у даних умовах геосистем. Геосистеми з більшими значеннями показника р можуть збільшувати свою площу за рахунок геосистем з низькими показниками пристосованості р. Проте це твердження має гіпотетичний характер і може стверджуватися в масштабі еволюційних змін ЛТС.