Что такое Биогеоценоз? – Определение, характеристика, типы и примеры
- Отличие биогеоценоза от агроценоза, биоценоза и экосистемы
- Свойства биогеоценоза
- Показатели биогеоценоза
- Структура биогеоценоза
- Виды и примеры биогеоценоза
- Смена биогеоценозов
- Устойчивость биогеоценоза
Автором учения о биогеоценозах был советский ученый В. Н. Сукачев. Под этим термином он подразумевал совокупность живых организмов и факторов неживой природы, которые расположены на определенной территории. Любой биогеоценоз связан с конкретным участком суши, то есть зависит от растительного сообщества.
Отличие биогеоценоза от агроценоза, биоценоза и экосистемы
Под агроценозом подразумевают искусственную экосистему, которая была создана людьми. Она, в отличие от биогеоценоза, не имеет устойчивых связей. Каждое естественное природное сообщество формировалось на протяжении столетий. На его развитие оказывал влияние естественный отбор. Поля и плантации, созданные человеком, подчиняются искусственному отбору. С помощью людей агроценозы получают дополнительную энергию, в то время как биогеоценозы существуют за счет солнечной энергией.
Биоценозом называют совокупность живых организмов, которые населяют определенное пространство. Это может быть не только участок суши, но и водоем. Понятие биогеоценоза гораздо шире, оно включает в себя биоценоз и факторы окружающей среды.
Термин “экосистема” придумал английский ботаник А. Тенсли. Он гораздо шире, чем биогеоценоз и агроценоз. Оба понятия тождественны, если речь идет о лесах, лугах или полях. Природные сообщества, в которых невозможно выделить фитоценоз, попадают под определение экосистемы. Каждый биогеоценоз является экосистемой, но не каждая экосистема соответствует биогеоценозу.
Свойства биогеоценоза
Основными свойствами биогеоценоза являются:
- Целостность. Солнечная энергия и питательные вещества обеспечивают все живые организмы. Неиспользованная пища переносится во внешнюю среду, возвращаясь в круговорот веществ, который происходит непрерывно;
- Устойчивость. Сложившийся биогеоценоз способен выдержать испытания внешней среды;
- Саморегуляция. Поддерживание определенного количества живых существ в разных пищевых цепях и сетях;
- Самовоспроизводство. Способность организмов к размножению и воссозданию популяций;
- Изменение. Явления, связанные с чередованием времен года, влияют на численный состав организмов.
Показатели биогеоценоза
Существует три показателя биогеоценоза. Под видовым разнообразием понимают совокупность всех групп организмов. Если какое-то звено в цепи питания будет нарушено, то пострадает вся система. Плотность популяции напрямую зависит от обеспеченности питанием. На продуктивность биогеоценоза влияет биомасса, живое вещество во всех растительных и животных группах.
Структура биогеоценоза
Видовой состав систем всегда различен. На него влияет поступление и распределение света, состав почвы и климатические условия. Ученые рассматривают несколько структур:
- Видовая. Она предполагает разнообразие живых организмов, их состав и количество. Сокращение одного вида носит угрозу существованию биогеоценоза.
- Пространственная. Популяции распространяются по ярусам, в зависимости от своих потребностей. Чаще всего ярусность определяется растениями. Животные способствуют распространению семян и пыльцы.
- Экологическая. Соотношение живых существ зависит от неорганической среды.
- Трофическая. Животные в составе одного биогеоценоза служат пищей друг для друга. Сложные пищевые связи образуют пищевые сети.
Поскольку биогеоценозы складываются много сотен лет подряд, ученые периодически вводят новые компоненты в их структуру.
Виды и примеры биогеоценоза
Система представляет собой совокупность растений, животных, микроорганизмов и грибов. Основными компонентами является углерод, кислород, солнечный свет и живые организмы. Солнце обеспечивает необходимый приток энергии, в результате чего происходит круговорот энергии. Она передается от простейших организмов к гетеротрофам.
Примерами биогеоценоза могут послужить лес, пруд, луг, степь или пустыня.
Смена биогеоценозов
Численность видов в условиях одной системы постоянно меняется. Из-за различных факторов на смену одних биогеоценозов приходят другие. Скорость таких изменений может быть разной. Лесные пожары, вырубки изменят экосистему в пределах одного поколения людей. На то, чтобы вместо дюн были образованы леса, уйдут тысячелетия.
Главная роль в развитии биогеоценоза отведена растениям. Процесс саморазвития сообществ называется сукцессией. Самым простым примером смены биогеоценоза может послужить зарастание водоема. Сначала он покрывается тиной, а затем заболачивается. Видовой состав организмов будет существенно отличаться от обитателей водоема.
Устойчивость биогеоценоза
Устойчивостью называют способность непрерывно поддерживать структуру. Больше всего на нее оказывает влияние богатство видового состава. Именно от него зависит круговорот веществ и энергии. Бедные сообщества неустойчивы. К неблагоприятным воздействиям готовы сложные биогеоценозы, характеризующиеся многоярусностью и разнообразными пищевыми отношениями.
Формы взаимоотношений между организмами в биогеоценозах
Все элементы системы тесно связаны друг с другом. Взаимосвязь может быть положительной, отрицательной и нейтральной. Отношения, которые приносят пользу одному или обоим организмам, называют симбиозом. Они возникают среди животных, птиц, растений, грибов. Ярким примером симбиоза являются пчелы и цветы.
Если один вид поедает другой, то речь идет о хищничестве. Для большинства животных характерно охотничье поведение. Паразитизм предполагает, что одни виды будут жить за счет ресурсов других. Хозяин не только источник пищи, но и постоянное место обитания паразита. При аменсализме один вид угнетает или убивает другой, при этом не получая для себя никаких благ.
Комменсализм подразумевает, что только один из видов получит пользу. При нейтрализме два вида, проживающие в одном биогеоценозе, никак друг от друга не зависят. Как правило, животные не контактируют. Конкуренция предполагает, что два вида будут соперничать друг с другом за одни и те же ресурсы.
Биогеоценоз: понятие
- Отличие от экосистемы
- Виды биогеоценоза
- Естественный
- Искусственный
- Компоненты
- Биоценоз
- Биотоп
- Структура
- Видовая
- Пространственная
- Экологическая
- Трофическая
- Характерные свойства
- Примеры в природе
- Лиственный лес
- Пруд
Природные популяции не существуют обособленно. Во время взаимодействия с другими видами они образуют высокоорганизованные системы.
Биогеоценоз — система организмов и факторов неживой природы, которые сосуществуют на одной местности.
Учение о биогеоценозе было разработано в 1940-х годах российским ученым В.Н. Сукачёвым.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Отличие от экосистемы
В 1935 году английский эколог А. Тенсли ввел понятие «экосистема». Ученый предположил, что биотические (органические) и абиотические (неорганические) факторы взаимодействуют друг с другом на равноправных условиях.
Экосистема (от гр. oikos — «жилище» и systema — «объединение») — любая совокупность живых организмов и среды их обитания, которые объединены общим обменом веществ и энергии.
Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» схожи, но не тождественны. Экосистема — более широкое определение. Биогеоценоз имеет территориальные рамки, ограничивающиеся определенным типом растительного мира (фитоценозом). Экосистема представлена как естественными, так и искусственными комплексами.
Любой биогеоценоз является экосистемой. Но не каждая экосистема — это биогеоценоз.
Биогеоценозы не существуют вечно. Они сменяют друг друга из-за изменений климатических условий, под влиянием человека, в процессе эволюции.
Виды биогеоценоза
Биогеоценоз разделяется на 2 вида:
- естественный;
- искусственный.
Естественный
Характеризуется отсутствием влияния деятельности человека. В нем действуют саморегуляционные механизмы, обусловленные структурой сообщества и окружающей его средой. Вмешательство человека нарушает эти механизмы и становится причиной вымирания некоторых видов животных и растений.
Естественная экосистема бывает:
- речной;
- лесной;
- горной;
- степной;
- луговой.
Искусственный
Образуется в местах, созданных руками человека для восполнения личных или общественных потребностей. Условия в таких комплексах устанавливаются человеком. Искусственный вид делится на:
- Агробиоценозы — совокупности организмов, которые формируются на земельных участках, используемых людьми для сельскохозяйственных нужд (посадки, посевы культурных растений). Растительный мир такого биогеоценоза ограничен одним видом, выращиваемым человеком, и несколькими сорными. Среди животного мира наблюдаются лишь те виды, которые могут питаться этими растениями и существовать в условиях агробиоценоза. Система напрямую зависит от человеческой деятельности (применение удобрений, обработка почвы, полив). Биогеоценоз без влияния человека саморазрушается. Культурные растения более капризны, чем дикие.
- Городской — разновидность антропогенных экосистем. Видовой состав растительного мира определяется человеком. Особенности городского биогеоценоза обусловлены условиями среды, которые присущи городам. Это изменения влажности воздуха, почвенного состава, освещенности, направления ветров.
Компоненты
Биогеоценоз состоит из двух компонентов: биоценоз и биотоп.
Находясь в равновесии, они обеспечивают устойчивое существование биогеоценоза. Живые, растительные организмы и окружающая их среда плотно взаимодействуют и зависят друг от друга.
Биоценоз
Биоценоз — совокупность растительных и животных организмов и микроорганизмов, обитающих на общем участке.
Термин ввел немецкий биолог К. Мёбиус в 1877 году. Комплекс организмов биоценоза формируется путем борьбы за выживание. Выделяют 3 группы организмов:
1. Продуценты — организмы, способные самостоятельно питаться, воспроизводя из простых неорганических сложные органические вещества. Данный вид делится на 2 группы:
- фотосинтезирующие вырабатывают органические соединения из углекислого газа, воды, минералов с помощью солнечной энергии (водоросли, зеленые растения, определенные бактерии);
- хемосинтезирующие синтезируют органические вещества с помощью энергии, которая выделяется при окислении аммиака, железа или сероводорода (глубоководные недра Мирового океана).
Часть произведенных соединений употребляется продуцентами, другая часть используется как источник питания консументами.
2. Консументами называются организмы, питающиеся соединениями, которые производят другие виды организмов (животные, микроорганизмы, насекомоядные растения). Они подразделяются на:
- консументы 1 порядка— организмы, потребляющие произведенную продуцентами первичную продукцию (фитофаги — травоядные животные);
- консументы 2 порядка— животные-хищники (зоофаги);
- консументы 3 порядка— животные, питающиеся за счет других организмов (паразиты, сверхпаразиты).
3. Редуценты (деструкторы) — организмы, превращающие мертвые органические соединения в неорганические. К таким организмам относятся бактерии, грибы.
Биоценоз состоит из:
- фитоценоз — совокупность растений;
- зооценоз — животный мир;
- микоценоз — сообщество грибов;
- микробоценоз — совокупность микроорганизмов.
Главным звеном в экосистеме являются растения, так как все остальные организмы экологической цепочки потребляют органические вещества, производимые растениями. Исчезнет растительный мир — прекратит свое существование и биогеоценоз.
Биотоп
Биотоп — зона земной поверхности, занимаемая определенным биоценозом, имеющая однородные условия для существования.
Биотоп является жизненным пространством для развития биоценоза. Компонентами, составляющими биотоп, считаются:
- Климатоп— воздушная часть среды, характеризующаяся атмосферным составом, уровнем освещенности, влажности и тепловым режимом.
- Эдафотоп— почвенная составляющая.
- Гидротоп— часть биотопа, определяющая влажность.
Структура
На состав экосистем влияют различные факторы. Исследователи разработали несколько структур:
- Видовая.
- Пространственная.
- Экологическая
- Трофическая.
Видовая
Отражает многообразие входящих в биогеоценоз видов и соотношение внутри него численности популяций. Внутри биогеоценоза происходит естественный отбор, остаются те виды, которые наиболее приспособлены к экологическим или климатическим условиям среды.
Выделяют бедные и богатые экосистемы. В условиях ледников, тундры или пустыни организмам сложно приспосабливаться к суровым условиям, поэтому видовой состав таких зон беден. В тропических лесах, наоборот, есть все условия для обилия видового разнообразия.
Виды, преобладающие по численности на определенной территории, называются доминантами. Среди них есть виды, которые играют особую роль благодаря способности образовывать среду для сообщества. Их называют эдификаторами. В наземных биогеоценозах к ним относятся растения. В лесах — дуб и ель, в болотной местности — осока и сфагновый мох.
Пространственная
Ориентируется на фитоценоз, который в пространстве разделяется по вертикали и горизонтали на структурные элементы (ценоэлементы). К таким элементам относятся:
- ярусы (вертикальное разделение фитоценоза);
- микрогруппировки (горизонтальное разделение фитоценоза).
На распределение растений вертикально влияет количество света и различный режим влажности на разных от земной поверхности уровнях. Нижние уровни сформированы растениями, менее требовательными к световым условиям.
Животные тоже ориентируются на растительные ярусы. Некоторые птицы строят гнезда на земле — фазаны, тетерева; некоторые — в кустарниках (дрозды, снегири).
Экологическая
Среди растений проявляется в соотношении групп:
- гигрофитов (растения, предпочитающие влажную почву);
- мезофитов (растения, не любящие переизбыток влаги);
- ксерофитов (растения, предпочитающие обитать в сухих местах).
В животном мире это:
- гигрофилы;
- мезофилы;
- ксерофилы.
Многообразие какой-либо из сообщностей создает высокую плотность, повышает продуктивность и дает четкие понятия об особенностях конкретного вида биотопа.
Трофическая
Трофическая (пищевая) структура формирует цепи питания.
Цепью питания называют перенос энергии от источника через несколько организмов.
Суть термина состоит в том, что все живые организмы служат источниками питания для других. В каждой такой цепи обычно 5-6 звеньев.
Характерные свойства
К свойствам биогеоценоза относятся:
- Целостность. Излишки или неусвоенные питательные вещества остаются в окружающей среде и попадают в круговорот веществ, который имеет цикличный характер.
- Устойчивость. Устоявшийся, сформированный биогеоценоз готов к катаклизмам внешней среды.
- Саморегуляция. Биогеоценоз регулирует видовую численность, необходимую для поддержания пищевых целей.
- Самовоспроизводство. Данное свойство состоит в способности к размножению и воспроизведению видовой популяции.
- Изменение. Явления, обусловленные сменой поры года, оказывают влияние на численность организмов.
Примеры в природе
В природе существует очень много видов биогеоценоза. Рассмотрим некоторые из них.
Лиственный лес
Лиственный лес — это сложная экосистема. Лес состоит из таких основных видов растений, как дубы, липы, буки, осины, березы, рябины, клены (видовая структура). Можно выделить несколько ярусов: древесный (низкий, высокий), ярус мха, кустарниковый и травяной (пространственная структура). Растения верхних ярусов — светолюбивы, они более терпимы к изменениям влажности или температуры, чем нижние. Мхи, кустарники и травянистые растения приспособлены к существованию в тени листвы деревьев. Почва устелена подстилкой, которая формируется из опавших листьев, прелой травы, веточек.
Фауна лесных биогеоценозов характеризуется богатым видовым составом. Здесь присутствуют грызуны, хищники (лисы, барсуки, медведи, волки), насекомоядные. Травоядные представлены оленями, лосями и косулями. На деревьях обитают белки, бурундуки. Птицы распределяются по ярусам. Птичьи гнезда можно встретить не только в кроне деревьев, но и в дуплах, кустарниках, на стволах, на земле. В лесном биогеоценозе велика численность насекомых, чьей пищей являются листья (гусеницы) или кора деревьев (короеды). Верхние почвенные слои и подстилку населяют позвоночные (черви, клещи, личинки), бактерии и грибы.
Пруд выступает как биогеоценоз, в котором среда обитания организмов — вода. На небольшой глубине растительный мир представлен плавающими, крупного размера, или укореняющимися организмами (кувшинки и камыш). Плавающие мелкие растения располагаются по всей поверхности пруда. Когда численность такого фитопланктона растет, вода окрашивается в зеленый цвет («цветет»). Растения водоема — пища для головастиков, ракообразных, личинок и рыб. Хищные рыбы и насекомые питаются более мелкими организмами. Грибы, жгутиковые и бактерии относятся к организмам, которые разлагают органические соединения. Наибольшее их скопление наблюдается на дне пруда, так как там большая концентрация останков рыб и растений.
Приведенные примеры биогеоценоза отличаются друг от друга видовым составом. Это обусловлено кардинально различной средой обитания. Однако населяющие группы растений — одного типа.
Продуценты: мхи, травы, деревья, кустарники; водоросли, плавающие растения.
Консументы: насекомые, птицы, звери; земноводные, ракообразные, насекомые, хищные рыбы.
Редуценты: водные и наземные виды бактерий и грибов.
Лиственный лес и пруд являются естественными биогеоценозами.
Понятие экосистемы и биогеоценоза: структура и свойства биогеоценозов
Что такое биогеоценоз и как он связан с экосистемой?
Для начала разберемся, что такое экосистема.
Понятие экосистемы
Во входящих в состав биоценозов популяциях живых организмов наблюдается связь не только друг с другом, но также с условиями среды, в которой они существуют. Все потому, что окружающая среда поставляет вещества, которые обеспечивают жизнедеятельность живых организмов. Взамен она получает продукты метаболизма. Все это формирует определенную систему, в которую входят сообщество организмов и среда их существования. По этой причине экосистема — это важный элемент жизни в целом.
Ученые назвали такую систему экосистемой. Термин экосистема ввел в использование в 1935 году английский ученый-эколог А. Тенсли. Он считал, что живые организмы нельзя изучать без учета особенностей среды их обитания. Перейдем к определению экосистемы.
Экосистема — это совокупность живых организмов различных видов, взаимодействующих друг с другом и со средой, в которой они обитают.
В результате такого взаимодействия образуется определенная трофическая структура и обеспечивается круговорот веществ внутри самой системы.
Круговорот веществ — процесс обмена веществом между частями экосистемы: живой и неживой.
Понятие биогеоценоза
Биогеоценоз как понятие в 1940 году ввел в науку российский советский ученый-эколог В. Н. Сукачев. Он считал, что биогеоценоз и экосистема — понятия близкие, но не тождественные.
Для начала определимся, что такое биоценоз и биогеоценоз.
Биоценоз — это все объекты живой природы, которые находятся на определенной территории и взаимодействуют друг с другом в условиях общей среды обитания.
Биогеоценоз — это территория, которая отличается достаточно однородными условиями существования: ее населяют взаимосвязанные популяции различных видов, объединенные друг с другом и с физической средой обитания при помощи круговорота веществ и потока энергии.
Биогеоценоз в примерах: лес, луг, степь, поле, пруд, пустыня и др.
Различия биогеоценоза и экосистемы
Чем отличается биогеоценоз от экосистемы?
По мнению Сукачева, биогеоценоз — это более конкретное территориальное образование (или понятие), в отличие от экосистемы.
Экосистема — это совокупность организмов разных видов, которые связаны между собой трофически и необязательно населяют территорию с однородными условиями. В свою очередь, говоря о биогеоценозе, мы говорим об ограниченной территории, которая характеризуется однородностью условий и определенным растительным сообществом — оно называется фитоценоз.
Схема биогеоценоза представлена на рисунке ниже
Структура биогеоценоза
Биогеоценоз — это совокупность и система взаимодействий неживой и живой природы.
По этой причине биогеоценоз в структуре имеет абиотическую и биотическую части.
Абиотическая часть включает следующие компоненты:
- неорганические и органические соединения;
- климатические условия;
- явления неживой природы (гроза, извержение вулкана, оползни и др).
Биотическая часть включает разнообразные экологические группы популяций организмов, объединенных друг с другом трофическими и пространственными связями.
Какие компоненты входят в структуру биогеоценозов
Продуценты — основа биотической составляющей. Они синтезируют органические вещества из неорганических. Продуценты — кормовая база для консументов, за которыми скрываются гетеротрофные организмы: травоядные, хищники и паразиты.
Редуценты в структуре биогеоценозов занимают одно из важнейших мест. Они питаются останками других организмов и продуктами их жизнедеятельности, поэтому расщепляют органические вещества до неорганических. Именно редуценты завершают цикл круговорота веществ в природе.
Свойства биогеоценозов
Биогеоценозы являются системами, а любой системе присущи определенные свойства. К числу основных свойств биогеоценозов относят:
- целостность. Ее обеспечивают тесные связи между организмами и средой их обитания. Если какой-либо из компонентов изменяется, то нарушается весь поток энергии и круговорот веществ. Соответственно, изменяется и сам биогеоценоз;
- устойчивость. Ее определяет взаимоприспособленность разнообразных видов к сосуществованию и адаптация к условиям среды, а также способность противостоять различным изменениям этих условий;
- способность самовоспроизводиться. Она зависит от того, как взаимодействуют саморегулируемые популяции, включенные в состав биогеоценозов. Самовоспроизведение обеспечивается природными ресурсами окружающей среды: водой, светом, теплом и др;
- способность к саморегуляции. Саморегуляция заключается в том, что число особей и популяций отдельного вида колеблется. Также она включает биопродуктивность популяций, способы и скорость круговорота веществ в биогеоценозе и энергетических потоков вокруг определенных значений (то есть, оптимальных).
Замечание 1
Регулирующие факторы в этом случае — внутривидовые и межвидовые связи: хищник — жертва, хозяин — паразит, растение — травоядное).
В процессе своей деятельности человек сознательно или несознательно меняет соотношение компонентов в биогеоценозах. Все это может привести к тому, что изменится не только биогеоценоз, но и вся биосфера.
Биогеоценоз — определение, структура и свойства
Устойчивая система, в которой живые организмы находятся в тесной связи с неорганическими компонентами природной среды и существуют независимо от влияния человека, называется биогеоценозом. Этот термин подразумевает также замкнутую территорию, на которой происходит взаимодействие, обязательный обмен энергией и существование круговорота веществ внутри ограниченного ею растительного комплекса.
Биологические понятия
Определение «биогеоценоз» в биологию предложил ввести советский ученый В. Н. Сукачев в 1940 году. Академик не только предложил использовать этот термин, но и создал развернутую теорию о природных сообществах, ограниченных собственным ареалом. Экологическое учение, популярное на западе, использует более широкое понятие «экосистема», которое придумал англичанин А. Тенсли. Главное различие между терминами:
- биогеоценоз является сообществом растений, животных и абиотических факторов, составляющих единый растительный комплекс, например, лиственный лес или пресный водоем;
- экосистема может описывать как процессы, происходящие в капле воды, так и охватывать огромные площади природной среды.
Агроценоз представляет собой искусственную экосистему. Она создается людьми, поэтому в ней не могут сформироваться устойчивые связи, тогда как естественные биогеоценозы образовывались на протяжении столетий под влиянием естественного отбора и существуют за счет только солнечной энергии. Искусственный отбор осуществляется людьми и отличается дополнительными энергетическими веществами, которыми они снабжают свои поля и плантации.
Биоценоз — более узкое понятие, включающее только совокупность всех живых организмов, населяющих определенное пространство, и не учитывающее неорганические компоненты окружающей среды. Термины «экосистема» и «биогеоценоз» можно считать тождественными при биологическом описании лесов, лугов и степей. Природные сообщества, лишенные фитоценоза (растительности), являются экосистемами. Можно сказать, что биогеоценоз — это всегда экосистема, но не в каждой экосистеме существует биогеоценоз.
Показатели и свойства
К неорганическим компонентам биогеоценоза (БГЦ) относят состав атмосферы и почвы, температуру и давление окружающей среды, влажность и другие гидрологические параметры, под воздействием которых живые организмы приобретают присущие их виду черты. Если в природные комплексы с полностью сформировавшейся растительностью вмешивается человек, то их восстановление происходит по законам, которые определяют основными свойствами биогеоценоза. К ним относятся:
Для нормального существования БГЦ должны соблюдаться три показателя. Первый — видовое разнообразие, под которым подразумевается совокупность организмов всех классов и групп, обитающих в определенном природном комплексе. Нарушение какого-либо трофического уровня (звена в пищевой цепи) оказывает влияние на всю систему. Второй показатель — плотность популяций.
Она находится в прямой зависимости от обеспеченности участников питанием и характеризуется продуктивностью БГЦ — его общей биомассой, состоящей из живого вещества всех разновидностей животных и растений, в него входящих.
Чтобы экосистема считалась БГЦ, она должна представлять собой географическое образование и быть однородной по всем параметрам: микроорганизмам, населяющими почвенный слой, флоре и фауне, рельефу, глубине залегания и режиму грунтовых вод, почвообразующей породе. Кроме того, вид обмена веществ у каждого БГЦ особенный, присущий только ему.
Структурный состав
БГЦ состоит из материальных тел, которые называются его компонентами. Их подразделяют на 2 группы:
К последним относятся углекислый газ, вода, кислород и другое. Биотические компоненты БГЦ могут жить под землей или водой, вести наземный образ жизни. Каждому из них отведено определенное место в пищевой цепи (трофический уровень), они находятся в тесной взаимосвязи друг с другом и по-разному участвуют в процессах обмена веществ. В структуру биогеоценоза входят:
- продуценты;
- консументы;
- редуценты.
Продуценты выполняют роль преобразователей солнечной энергии в органику и минералы, т. е. обеспечивают питание обитателям БГЦ. Это растения, основным процессом в которых выступает фотосинтез. Они являются источником пищи для консументов, к которым относятся травоядные животные, насекомые и некоторых разновидности паразитирующих растений.
Консументы одних видов могут употреблять в пищу другие виды консументов — крупные хищники нападают на травоядных животных, грызунов и мелких хищников. Органические останки используются для питания другими животными или растениями. Даже на самого грозного хищника после смерти нападают редуценты — бактерии и грибки. Их задача — разложить органику до неорганического состояния. Таким образом, редуценты замыкают круг взаимосвязей между флорой и фауной.
Кратко схему БГЦ можно представить как передачу переработанной растениями энергии Солнца животным, которые преобразуют ее в органические вещества.
Микроорганизмы, минерализующие органику, дают возможность представителям флоры усваивать соединения азота: растениям усваивать азот. В этом круговороте участвуют практически все химические элементы, присутствующие на планете.
Взаимоотношения между компонентами
В каждом БГЦ существуют сложные связи между участниками, носящие разветвленный характер. Симбиоз и мутуализм относятся к взаимополезным, так как в этих случаях обе стороны получают выгоду. Некоторые участники системы квартируют у других видов или являются по отношению к ним нахлебниками. Такие взаимоотношения, когда преимущество оказывается у одного организма без нанесения им ущерба другому, считаются полезно нейтральными.
Если один участник получает пользу за счет причинения вреда другому, то связь является полезно вредной. В эту категорию входят паразитизм и хищничество. Антагонизм и конкуренция, при которых организмы враждуют друг с другом, относятся к взаимо вредным взаимодействиям. Аменсализм является нейтрально вредной связью, а отношениями, от которых нет ни вреда, ни пользы обеим сторонам, считаются нейтральными. Каждый вид взаимосвязей — это ограничивающий фактор, играющий важную роль для поддержания в БГЦ динамического равновесия.
Механизм саморегуляции
Сложной системе БГЦ, где каждый участник процесса является важным и необходимым, присущ механизм саморегуляции, или динамического равновесия. Его действие легко понять на примере. Если погодные условия предполагают интенсивный рост растений, то увеличивается и количество органических питательных веществ, что вызывает ощутимый рост популяций животных, потребителей растительной пищи. Хищники активно охотятся, и количество травоядных уменьшается, но разрастается их собственная популяция.
Пищи становится недостаточно, и часть хищников вымирает. В результате экосистема возвращается в состояние равновесия. Об устойчивости БГЦ можно судить и по косвенным признакам. Динамическое равновесие характеризуется видовым разнообразием, широким жизненным пространством, отсутствием антропогенного воздействия, межвидовым взаимодействием в большом диапазоне.
Общие черты и особенности
Все БГЦ являются долговременными образованиями, которые складывались не одно столетие. Они имеют между собой хорошо выраженные отличия по видовому составу растительности, которые всегда закономерны и объяснимы с биологической точки зрения. Существующие в природе экосистемы имеют естественное происхождение. Типичные примеры биогеоценоза — луг или степь. На них первичным звеном в качестве продуцента выступают луговые (степные) травы, перерабатывающие энергию Солнца.
Вторичным звеном в цепи питания могут быть кустарники и другие растения, значение которых в производстве глюкозы для БГЦ невелико. Травы и кустарники становятся пищей для птиц, мелких зверей и насекомых, которыми, в свою очередь, питаются хищники. Останки мертвых растений и животных попадают в почву, где микроорганизмы их перерабатывают до неорганического состояния.
В отличие от лугов и степей, фитоценозы лиственных лесов разделены на нескольких ярусов. Высокие деревья, как обитатели верхнего яруса, имеют намного лучший доступ к солнечной энергии, чем растения, живущие в тени на более низких ярусах. Еще ниже кустарников и трав находится слой опади (сухих и гнилых листьев), в котором обитают грибы. Для среды обитания животных в лиственном лесу тоже характерна ярусность. Примеры фитоценозов:
- разнотравные луга и дубняки;
- злаковые луга;
- лишайниковые лиственничники;
- широколиственные леса.
Интересный вариант БГЦ — пруд. Его участники живут в воде, над водой и на дне водоема. Растительность пруда представлена классом водорослей, часть из которых постоянно находится под водой, а часть плавает на поверхности. Ими питаются разнообразные представители фауны — рыбы, ракообразные, брюхоногие, насекомые.
Хищникам нетрудно найти себе добычу, а микроорганизмы обитают не только в придонных почвах, но и в толще воды.
Искусственные системы
Примерами рукотворных БГЦ могут выступать агробиоценозы, организация которых осуществляется в процессе хозяйственной деятельности человека, а их состояние характеризуется рядом антропогенных факторов. В аграрном секторе к ним относятся виды посевного материала, успешность борьбы с сорняками, уничтожение вредителей, состав и количество удобрений, способы полива.
Искусственные биокомплексы без человеческого участия быстро вырождаются — заброшенные посевы зарастают сорняками, подвергаются нашествию активно размножающихся вредителей и в итоге погибают. Во время этого происходит изменение свойств БГЦ — без антропогенного фактора он теряет способность к саморегуляции и устойчивости.
Условия формирования
В отличие от искусственных, возникающих за короткое время, формирование естественных продолжается намного дольше и иногда достигает сотен и тысяч лет. Участникам необходимо долго приспосабливаться друг к другу, а высокая устойчивость определяется стабильным характером взаимодействия между участниками БГЦ. Динамическое равновесие в таких системах может нарушиться только в результате масштабных природных катаклизмов, значительных техногенных катастроф или грубого антропогенного вмешательства, связанного с разрушениями в биосфере.
Несмотря на то что естественным БГЦ свойственна устойчивость, их свойства со временем могут изменяться, преобразовываясь из одних в другие. Иногда реорганизация происходит быстро, например, в случае обмеления и зарастания небольших водоемов, которые за короткое время превращаются в болота или полностью пересыхают.
В других случаях БГЦ изменяется в течение длительного периода. Например, скальные породы постепенно зарастают мхами, на них появляются трещины, заполненные гумусом. В нем начинает появляться другая растительность, еще больше разрушающая скальную породу. В итоге меняется общий ландшафт, который заселяют новые представители фауны.
Таким образом, свойства БГЦ без антропогенного влияния меняются постепенно, но неуклонно, и только человек способен резко увеличить скорость этих изменений, что довольно часто приносит вред экологии.
Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты
Содержание:
Содержание:
- Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты: продуценты, консументы, редуценты, их роль.
- Видовая и пространственная структуры экосистемы.
- Трофические уровни.
- Цепи и сети питания, их звенья.
- Правила экологической пирамиды.
- Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания).
Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты: продуценты, консументы, редуценты и их роль
Экосистема (или биогеоценоз) – это открытая, саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся биологическая система, состоящая из взаимодействующих между собой организмов живой природы (биоценоз) и окружающей их неживой среды (биотоп). Озеро, степь, лес, болото – типичные примеры природных экосистем.
ЭКОСИСТЕМА = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП
Термин «экосистема» был предложен ботаником А. Тенсли в 1935 году. Он считал, что любая совокупность живых организмов, как органического компонента, и неживой природы, как неорганического компонента, формирует экосистему. Для А. Тенсли органика и неорганика в экосистеме равноценные части, которые нельзя исключать.
Классификация экосистем
По происхождению все экосистемы делят на природные (естественные), антропогенные (искусственные) и социоприродные (смешанные).
- природные – это экосистемы естественного происхождения, в которых круговорот веществ происходит без участия человека (например, озеро Байкал, сибирский лес, сосновый бор);
- антропогенные – это искусственные экосистемы, созданные человеком и существующие при его поддержке (например, агроэкосистема, которая не может существовать без непосредственного участия человека). Как правило, агроэкосистема требует внесения питательных веществ (удобрений) в почву вследствие выноса из нее основной части биомассы с продукцией (сельскохозяйственного производства);
- социоприродные – это естественные экосистемы, измененные человеком (например, водохранилище, парк).
По источнику получаемой энергии экосистемы делятся на автотрофные и гетеротрофные.
- автотрофные – это экосистемы, способные сами обеспечивать себя энергией, получаемой от Солнца, благодаря деятельности собственных организмов: фотоавтотрофов или хемоавтотрофов. Многие природные и некоторые антропогенные экосистемы относятся именно к автотрофному типу.
- гетеротрофные – это экосистемы, которые получают энергию в виде готовых органических соединений, синтезированных организмами, не входящими в структуру данных экосистем. Некоторые природные и антропогенные системы могут принадлежать к гетеротрофному типу (например, экосистемы глубин океанов используют органические остатки, которые падают сверху или города с их линиями электропередач).
В экосистеме выделяют два основных компонента:
- биотический;
- абиотический.
Биотический компонент подразделяется на автотрофный и гетеротрофный:
– автотрофный – это организмы, называемые продуцентами, которые сами производят органическое вещество из простых неорганических веществ с использованием энергии солнечного света (фотоавтотрофы) или энергии, выделяющейся при химических реакциях (хемоавтотрофы). К группе автотрофных организмов принадлежат все зеленые растения и некоторые представители бактерий, способные фотосинтезировать. Простыми неорганическими веществами для фотоавтотрофов служат углекислый газ и вода. В процессе жизнедеятельности они образуют на свету органические вещества – углеводы или сахара. Кислород выделяется как побочный продукт:
Хемоавтотрофы используют энергию химических связей. Типичными представителями являются нитрифицирующие бактерии, способные окислять аммиак сначала до азотистой, а затем до азотной кислоты:
Выделившаяся при этих реакциях химическая энергия (Q) используется бактериями для образования органических веществ в процессе восстановления углекислого газа до углеводов.
– гетеротрофный – это организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества. Сами они не могут производить органические соединения, поэтому получают их в готовом виде. К гетеротрофам принадлежат консументы и редуценты.
Консументы – это гетеротрофные организмы, потребляющие готовое органическое вещество, созданное продуцентами, и использующие его как источник энергии и питательного материала. Все животные, некоторые микроорганизмы и паразитические растения являются консументами. Консументы делятся на фаготрофов, питающихся животными и растительными организмами, и сапротрофов, питающихся мертвыми остатками.
Классификация консументов:
- консументы первого порядка, или фитофаги – это гетеротрофные организмы, для которых источником пищи служат фотосинтезирующие растения;
- консументы второго порядка – это животные, поедающие фитофагов;
- консументы третьего и четвертого порядков – это живые организмы, питающиеся соответственно консументами второго и третьего порядков.
Редуценты, или деструкторы – это микроорганизмы (бактерии, грибы), которые разлагают все растительные и животные остатки до простых неорганических соединений.
К абиотическим факторам относятся влияния неживой природы: свет, температура, влажность.
Видовая и пространственная структуры экосистемы
При рассмотрении любых экосистем в горизонтальном и вертикальном направлении, можно отметить неоднородность расположения в них живых организмов.
Видовая структура экосистемы – это многообразие видов, их взаимодействие и соотношение численности. Различные сообщества, состоящие из разных видов, образуют видовое разнообразие экосистемы. Например, в степи на площади 100 м 2 произрастают растения, принадлежащие к 100 разным видам.
Видовая структура экосистемы определяется также и соотношением численности особей разных видов в экосистеме. Например, в одном лесу могут обитать около 10 видов птиц по 100 особей каждого вида. В другом лесу то же количество видов включает неоднородное соотношение особей каждого вида: особи одних видов по численности могут превосходить другие виды, и наоборот. Виды, в популяции которых содержится наибольшее количество особей, называются доминантами. Например, в степях доминантами являются ковыль и типчак, так как именно представители этих видов преобладают в экосистеме по численности. Доминанты определяют структуру экосистемы и, как правило, не имеют врагов, что дает им заметное преимущество к процветанию.
Эдификатор — основной образователь среды. Обычно доминирующий вид является и эдификатором. Например, сосна в сосновом бору считается как доминантом, так и эдификатором. Во-первых, по биомассе сосна значительно превосходит остальные организмы данной экосистемы, а во-вторых, она создает условия для существования “соседей”, затеняя нижние ярусы, окисляя почву.
Пространственная структура экосистемы – это расположение популяций разных видов в экосистеме. Пространственная структура экосистемы бывает вертикальной и горизонтальной. Растительность определяет главным образом вертикальную структуру экосистемы. Совокупность растений одинаковой высоты формирует ярусы. Выделяют около пяти ярусов, образованных разными жизненными формами растений: древесный (верхний и нижний), кустарниковый, кустарниково-травяной, мхово-лишайниковый. Высокие деревья (сосна, ель, дуб, береза) составляют верхний (первый) ярус. Далее располагаются деревья пониже (рябина, осина, черемуха, яблоня), образующие второй ярус. Затем идут кустарники (шиповник, жимолость, крушина, ежевика), формирующие третий ярус. Мхи, низкорослые травы и лишайники создают самый нижний ярус.
Ярусное расположение растительности определяется, прежде всего, их неодинаковой потребностью в солнечном свете: верхний ярус занимают светолюбивые растения, под пологом которых прячутся теневыносливые.
Животные также могут занимать тот или иной растительный ярус, практически не покидая его.
Ярусность бывает не только надземная, но и подземная. Почвенную ярусность определяет характер залегания корневой системы различных растений. Корни наиболее высоких деревьев проникают на большую глубину, чем корни кустарников, ближе к поверхности располагаются корни мелких травянистых растений, а непосредственно на ней — мхи. При этом, в поверхностных слоях почвы корней значительно больше, чем в глубинных.
Горизонтальная структура экосистемы (мозаичность) – это неравномерное распределение популяций отдельных видов по площади. Мозаичность возникает вследствие неоднородности рельефа почвы, а также может быть результатом деятельности человека (например, кострища, выборочная рубка). Животные тоже оказывают влияние на горизонтальную структуру экосистемы (вытаптывание копытными травостоя, образование муравейников).
Вертикальная и горизонтальная структуры экосистемы позволяют организмам наиболее эффективно использовать световой поток, минеральные вещества почвы и влагу.
Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья
Трофический (пищевой) уровень — комплекс организмов с одинаковым типом питания, занимающих определенное положение в пищевой цепи.
Пищевая цепь – последовательность живых организмов, способных передавать питательные вещества и энергию от продуцентов (растений) к консументам (хищникам). Соседние звенья пищевой цепи формируют отношения по принципу «пища – потребитель». То есть, если одна группа организмов становится пищей для другой группы, звенья будут сцеплены.
Классификация трофических уровней:
- первый — образуют продуценты (фотосинтезирующие растения);
- второй — консументы I порядка (травоядные животные: овцы, зайцы, насекомые);
- третий — консументы II порядка (первичные хищники, для которых пищей служат травоядные животные: змея, поедающая грызунов, или волк, питающийся кроликом);
- четвертый — консументы III порядка (хищники, питающиеся консументами II порядка, или вторичные хищники: сова, поедающая змей).
Особи одного вида могут занимать несколько трофических уровней в зависимости от источников пищи (например, белый медведь, потребляя ягоды, считается консументом I порядка, но, поедая грызуна, становится консументом II порядка).
Вершину пищевой цепи обычно занимают высшие хищники, которые, как правило, не имеют серьезных врагов (например, крокодил или акула).
Заключенная в одних организмах энергия потребляется другими организмами в процессе круговорота веществ. Перенос энергии и пищи от ее источника — автотрофов (продуцентов) через ряд организмов происходит по пищевой цепи, путем поедания одних организмов другими. Пищевая цепь — это ряд видов или их групп, каждое предыдущее звено в котором служит пищей для следующего. Число звеньев в ней может быть различным, но обычно их бывает 3 — 5.
Пищевые цепи подразделяются на:
- пастбищные;
- детритные.
Пастбищные пищевые цепи – это цепи выедания. Основным источником пищи здесь являются зеленые растения (продуценты).
- Например, трава (автотроф) → заяц → лиса. Такие пищевые цепи находятся в непосредственной зависимости от солнечной энергии. Круговорот веществ и энергии в природе определяется пастбищными пищевыми цепями.
Детритные пищевые цепи – это цепи разложения, где в качестве главного источника пищи используются отмершие останки. Органические останки, или детрит, формируют начало детритных пищевых цепей.
- Например, листовой опад (детрит) → дождевой червь → дрозд → ястреб-перепелятник. Этот тип пищевой цепи меньше зависит от энергии Солнца. Главный фактор существования данной цепи – приток органических веществ из другой системы. Детритные пищевые цепи осуществляют накопление веществ и энергии в экосистеме.
Значение пищевой цепи:
- изучение пищевых цепей позволяет проследить кормовые взаимодействия между разными организмами в экосистеме;
- знания о пищевых цепях дают возможность оценить механизм движения энергии и проследить перемещение веществ в экосистеме.
Пищевые цепи не изолированы друг от друга. Они взаимодействуют между собой, формируя пищевые сети. Пищевая сеть – это условное образное обозначение трофических взаимоотношений продуцентов, консументов и редуцентов в сообществе. Оценивая схемы пищевых цепей, можно отметить, что каждый организм питается только каким-то определенным организмом. На самом деле, это не всегда так. Как правило, живые организмы могут использовать в качестве источника пищи организмы из разных популяций. Даже организмы из смежных пищевых цепей могут выступать для них компонентом питания. Таким образом, возможно переплетение пищевых цепей с образованием пищевых сетей.
Правила экологической пирамиды
На каждом последующем уровне продукция примерно в 10 раз меньше предыдущего. Это правило экологических пирамид в 1927 году объявил зоолог Чарлз Элтон для отображения экологической структуры. Структурой для построения экологических пирамид служат пищевые цепи. Чарлз Элтон разработал графическую модель в форме пирамиды, основание которой занимают продуценты. Объем каждого верхнего этажа по сравнению с предыдущим уменьшается. Над уровнем продуцентов залегает уровень консументов I порядка. Выше находятся консументы остальных порядков.
Позже эколог Р. Линдеман в 1942 году вывел правило 10%: на каждый следующий более высокий трофический уровень переходит около 10% энергии предыдущего уровня. 90% энергии при переносе ее от звена к звену рассеивается в виде тепла. Поэтому, в связи с колоссальной потерей энергии, количество трофических уровней ограничено и не превышает четырех-пяти звеньев. Чем дальше от начала располагаются звенья цепи, тем меньше энергии достается следующим трофическим уровням.
Энергия (C) тратится на разнообразные процессы жизнедеятельности организмов. Часть идет на построение клеток, а именно на прирост (P). Часть расходуется на прохождение энергетического обмена (R) и на процесс дыхания (i). Некоторая часть энергии выводится из организма в качестве неусвояемых продуктов жизнедеятельности (F). Следовательно, общее количество энергии будет складываться из отдельных составляющих:
Очевидно, что не все слагаемые будут переходить на следующий трофический уровень. Например, энергия, затраченная на дыхание, уходит из экосистемы. Таким образом, каждый последующий уровень всегда будет получать меньше энергии, чем первоначально содержится в предыдущем.
Правило 10% (принцип Линдемана) – основной закон пирамиды энергии.
Типы экологических пирамид:
- пирамида чисел (численностей) – отражает численность отдельных организмов по трофическим цепям, показывая уменьшение числа особей от продуцентов к редуцентам. Например, чтобы прокормить одного волка, нужно несколько кроликов; чтобы прокормить этих кроликов, нужно большое численное многообразие растений;
- пирамида биомасс – показывает соотношение продуцентов, консументов и редуцентов в экосистеме, выраженное в их массе. Обычно каждый последующий уровень по массе в 10 раз меньше, чем предыдущий;
- пирамида энергии – отражает силу потока энергии через последовательные трофические уровни, т.е. эта пирамида отражает скорость прохождения массы пищи через трофическую цепь. Таким образом, структура биоценоза зависит главным образом не от количества фиксированной энергии, а от скорости продуцирования пищи.
Экологическая пирамида может быть перевернута основанием вверх, то есть предыдущие уровни могут иметь меньшую плотность и биомассу, чем последующие. Основным фактором для этого служит высокая скорость воспроизводства популяции жертвы. Например, множество насекомых, обитающих на одном дереве.
Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)
Схемы цепей питания позволяют нам получить полную информацию о кормовой структуре биогеоценоза. В отличие от обычного бессвязного перечисления видов той или иной экосистемы, схемы передачи веществ и энергии дают возможность проследить взаимоотношения между видами разных популяций, построенных на принципе «пища-потребитель».
Поскольку вещество и энергия постоянно перемещаются, важно также знать направление этого потока.
Типичная трофическая цепь записывается линейно. В зависимости от типа пищевой цепи, определяют организм, расположенный в начале. Если целью служит запись пастбищной пищевой цепи, то сначала записывают продуцента (любое растение, способное к фотосинтезу). За продуцентом следуют консументы всех возможных порядков. Между организмами, записанными в строку, рисуют стрелки. Направление стрелок позволяет понять, в какую сторону движется энергия и вещество. Например, трава → кузнечик → мышь → куница → орел. Трава, являясь продуцентом, служит пищей для кузнечиков (консументы первого порядка), которые, в свою очередь, становятся пищей для мышей (консументы второго порядка). Мышами питаются куницы (консументы третьего порядка), а куниц поедают орлы (консументы четвертого порядка). Стрелки показывают направление движения веществ и энергии от травы к орлам.
В детритной пищевой цепи место продуцента занимает детрит — мертвое органическое вещество, которое потребляют консументы первого порядка. Например, мертвое животное → муха → лягушка → змея.
Как правило, при выполнении заданий, перечисляется только список видов, обитающих в экосистеме, а пищевые взаимоотношения между ними приходится определять самому. Сделать это просто. Сначала нужно проанализировать способ питания организмов. При наличии в списке продуцента, именно он выделяется в первую очередь. Обычно, продуцентами в пищевых цепях являются зеленые растения.
Далее выбирается гетеротрофный организм, питающийся растительной пищей, или фитофаг. Затем, хищное животное, поедающее фитофагов и т.д.
Если в предложенном списке организмов отсутствует продуцент, тогда выбирается детрит. В остальном система составления пищевых цепей одинакова.
Биогеоценоз
Биогеоценоз (от греч. βίος — жизнь γη — земля + κοινός — общий) — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году. В зарубежной литературе — малоупотребимо. Ранее также широко употреблялось в немецкой научной литературе.
Содержание
Биогеоценоз и экосистема
Близким по значению понятием является экосистема — система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используются два близких понятия: биотоп и экотоп(факторы неживой природы:климат, почва). Биотоп — это совокупность абиотических факторов в пределах территории, которую занимает биогеоценоз организмы из других биогеоценозов. По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому термину фация.
Свойства биогеоценоза
- естественная, исторически сложившаяся система
- система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне
- характерен круговорот веществ
- открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой — Солнце
Основные показатели биогеоценоза
- Видовой состав — количество видов, обитающих в биогеоценозе.
- Видовое разнообразие – количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объема.
В большинстве случаев видовой состав и видовое разнообразие количественно не совпадают и видовое разнообразие напрямую зависит от исследуемого участка.
- Биомасса — количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на:
- биомассу продуцентов
- биомассу консументов
- биомассу редуцентов
- Продуктивность
- Устойчивость
- Способность к саморегуляции
Пространственные характеристики
Переход одного биогеоценоза в другой в пространстве или во времени сопровождается сменой состояний и свойств всех его компонентов и, следовательно, сменой характера биогеоценотического метаболизма. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих из его компонентов, но чаще они совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов). Толща биогеоценоза не бывает однородной ни по составу и состоянию его компонентов, ни по условиям и результатам их биогеоценотической деятельности. Она дифференцируется на надземную, подземную, подводную части, которые в свою очередь делятся на элементарные вертикальные структуры — био-геогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности биогеоценоза введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и биогеоценоз в целом, это понятие комплексное, так как в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера [1] .
Механизмы устойчивости биогеоценозов
Одним из свойств биогеоценозов является способность к саморегуляции, то есть к поддержанию своего состава на определенном стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круговорота обеспечивается несколькими механизмами:
- достаточность жизненного пространства, то есть такой объем или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами.
- богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ.
- многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений.
- средообразующие свойства видов, то есть участие видов в синтезе или окислении веществ.
- направление антропогенного воздействия.
Таким образом, механизмы обеспечивают существование неменяющихся биогеоценозов, которые называются стабильными. Стабильный биогеоценоз, существующий длительное время, называется климаксическим. Стабильных биогеоценозов в природе мало, чаще встречаются устойчивые — меняющиеся биогеоценозы, но способные, благодаря саморегуляции, приходить в первоначальное, исходное положение.
Формы существующих взаимоотношений между организмами в биогеоценозах
Совместная жизнь организмов в биогеоценозах протекает в виде 6 основных типов взаимоотношений:
- взаимополезные
- симбиоз
- мутуализм
- полезнонейтральные (комменсализм)
- нахлебничество
- квартиранство
- сотрапезничество
- полезновредные
- хищничество
- паразитизм
- полупаразитизм
- взаимовредные
- антагонизм
- конкуренция
- Нейтральновредные
- аменсализм
- Нейтральные (нейтрализм)
Что такое биогеоценоз
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru.
Сегодня продолжим разговор в руле биологической тематики.
На очереди у нас такое понятие, как биогеоценоз.
Сегодня мы поговорим о том, что это такое, каковы его свойства, кто участвует в этом процессе и как они взаимодействуют друг с другом, а так же рассмотрим, какие виды биогеоценоза существуют и чем они отличаются друг от друга.
Биогеоценоз — это .
Под биогеоценозом понимается сообщество живых организмов (животных, растений, грибов и микроорганизмов), совместно проживающих на ограниченной территории и поддерживающих единство с окружающей средой посредством биологического круговорота и обмена веществ.
Понятие «биогеоценоз» ввёл в научный оборот русский геоботаник и эколог В.Сукачёв в 1942 г. В то же время в зарубежной науке этот термин не нашёл широкого распространения, и биогеоценоз там рассматривается в рамках учения об экосистемах (это что?).
Из вышеупомянутого определения следует, что биогеоценоз представляет собой элементарную природную экосистему, в которой сконцентрировано экологическое единство живой и неживой природы: биоценоза и экотопа (о них можно подробней прочитать в соответствующем разделе экологии).
Наглядно структура биогеоценоза показана на приведённых ниже примерах.
Из рисунков можно понять, что живые организмы находятся в окружении абиотической среды, оказывающей на них прямое или косвенное влияние.
Факторами этой среды являются:
- климатические (атмосфера);
- эдафические (почва, грунт);
- гидрографические (вода);
- орографические (рельеф).
Граница биогеоценоза, как правило, проходит по границе фитоценоза (растительного сообщества) и не имеет чётко выраженных контуров.
Переход от одного растительного сообщества к другому происходит постепенно по мере изменений природных условий. Классический пример биогеоценоза – лиственный лес или озеро.
Участники биогеоценоза
Как уже отмечалось, составными частями биогеоценоза являются компоненты неорганического и органического происхождения.
В первую категорию входят почва, вода, воздух, различные минералы и т.д. Во вторую – живые организмы, населяющие биосферу Земли.
Эти организмы делятся на:
- продуцентов (производителей);
- консументов (потребителей);
- редуцентов (разрушителей).
Все они по-своему участвуют в энергетическом балансе и обменных процессах, сохраняя между собой тесную взаимосвязь.
Так, продуценты (в основном это зелёные растения) путём фото- или хемосинтеза вырабатывают органические вещества, которые, в свою очередь, используют в пищу консументы (в основном это травоядные и всеядные животные).
Последним звеном в пищевой цепочке являются редуценты (в основном это грибы и бактерии) – они разлагают мёртвую органику и перерабатывают её в неорганические или простейшие органические субстанции.
Редуценты же становятся пищей для продуцентов, после чего цикл возобновляется.
Свойства биогеоценоза
Биогеоценоз характеризуется следующими показателями:
- Видовое разнообразие – количество видов живых организмов, населяющих определённую территорию.
- Плотность популяции – число особей, проживающих на единице площади.
- Устойчивость – способность противостоять изменениям внешней среды.
- Количество биомассы.
- Продуктивность – прирост биомассы за единицу времени.
- Самовоспроизведение – способность к размножению и воссоздание среды обитания.
- Саморегуляция – поддержание оптимальной численности популяции путём ограничения массового размножения вида.
Формы взаимоотношений живых организмов
Совместная жизнь организмов в рамках одного биогеоценоза протекает на фоне тесной взаимосвязи, которая бывает:
- Взаимополезной (мутуализм) – когда выгоду от сосуществования получают оба партнёра разных биологических видов, что увеличивает их шансы на выживание.
- Полезнонейтральной (коменсализм) – когда пользу извлекает только одна сторона, в то время как другой стороне от этого «ни жарко, ни холодно».
- Полезновредной (паразитизм и хищничество) – при этом типе взаимоотношений один участник добивается собственного благополучия за счёт другого путём причинения ему вреда или даже смерти. Классический пример эгоизма.
- Взаимовредной (антагонизм и конкуренция) – здесь особи находятся во враждебных отношениях, ведя борьбу за существование.
- Нейтральновредной (аменсализм) – ненамеренное причинение вреда (встречается у растений).
- Нейтральной – в этой схеме стороны сосуществуют мирно, не извлекая односторонних преимуществ и не причиняя друг другу вреда.
Каждому типу взаимоотношений отведена своя роль в поддержании динамического равновесия в биогеоценозе.
В то же время в отдельных экосистемах некоторые факторы могут отсутствовать в связи со спецификой климатических, географических и других природных условий.
Виды биогеоценоза
Биогеоценоз бывает естественным (созданным природой) и искусственным (созданным человеком).
Характерным примером искусственного биогеоценоза служит агробиоценоз, связанный с сельскохозяйственной деятельностью человека (пашня, огород, теплица).
Ниже приводится сравнительная таблица обоих видов биогеоценоза.
| Естественный биогеоценоз | Агробиоценоз |
|---|---|
| Природная экосистема | Искусственная экосистема |
| Разнообразный видовой состав | Бедный видовой состав |
| Способность к саморегуляции | Неспособность к саморегуляции |
| Длинные пищевые цепочки | Короткие пищевые цепочки |
| Система устойчивая | Устойчивость системы зависит от вмешательства человека |
| Органические вещества остаются внутри системы | Органические вещества могут удаляться из системы человеком |
| Активный эволюционный процесс | Действие эволюционных факторов ослаблено человеком |
Заключение
Естественные сообщества формировались на протяжении длительного времени, поэтому для них характерна высокая степень устойчивости, а равновесие достигается за счёт тесной взаимосвязи популяций.
При отсутствии природных или техногенных катастроф свойства биогеоценозов меняются медленно, без ущерба для экосистемы в целом.
А вот необдуманное вмешательство человека наносит ущерб этому процессу, что в перспективе пагубно отразится на благосостоянии грядущих поколений.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (1)
Куда бы не пришёл человек, везде оставит после себя мусор, а ведь тот же пластик вообще ни одна бактерия разложить не может, вот такие инородные предметы и загрязняют биогеоценоз.
Загрузка...