Биоценоз (или сообщество ) — исторически сложившаяся устойчивая совокупность популяций организмов разных видов, населяющих сравнительно однородный участок территории или акватории и связанных определенными взаимоотношениями. (К. Мебиус, 1877 г.).
Примеры биоценозов: сообщества на стволе дерева, в норе, на участке леса, луга, озера, болота, пруда и т.д.
Различные популяции биоценоза должны быть приспособлены к совместной жизни. Это означает, что:
■ у всех видов биоценоза должны быть сходные требования к абиотическим условиям среды (свету, температуре, влажности и т.д.);
■ должны существовать закономерные трофические (пищевые), топические, форические и фабрические взаимосвязи между организмами разных популяций, необходимые для осуществления их питания, размножения, расселения и защиты.
❖ Составные части биоценоза:
■ фитоценоз
(устойчивое сообщество растений); имеет легко распознаваемые характерные черты и границы, является главным структурным компонентом любого биоценоза, определяет видовой состав зоо-, мико- и микробоценозов;
■ зооценоз
(совокупность взаимосвязанных видов животных);
■ микоценоз
(сообщество грибов);
■ микробоценоз
(сообщество микроорганизмов).
Экотоп — это первичный комплекс абиотических факторов среды и некоторых компонентов живого происхождения (почва, грунт), имевшихся на участке земной поверхности (суши или водоема), занимаемом тем или иным биоценозом, без учета изменений, привнесенных живыми существами данного биоценоза.
■ Все факторы экотопа можно разделить на климатоп
, эдафотоп
и гидротоп
.
Климатоп
- совокупность климатических факторов экотопа.
Эдафотоп
— совокупность почвенно-грунтовых факторов.
Гидротоп
— совокупность гидрофакторов (наличие и характеристики водоема, содержащейся в нем воды и т.п.).
Биотоп — это участок среды (суши или водоема), имеющий относительно однородные условия обитания и занимаемый одним биоценозом. При этом условия среды рассматриваются с учетом всех видоизменений, которые были привнесены в них организмами данного биоценоза.
Биогеоценоз и экосистема
Биогеоценоз (кратко — БГЦ ) — это лежащий в границах определенного фитоценоза и связанный взаимным обменом веществ и энергии единый природный комплекс, образованный участком земной поверхности (суши) с определенными условиями среды обитания (биотопом) и популяциями всех видов организмов, населяющих этот биотоп (биоценозом), см. рис.
Примеры биогеоценозов: ельник, дубрава, сфагновое болото, суходольный луг и др.
Биогеоценоз функционирует как целостная самовоспроизво-дящаяся, саморегулирующаяся открытая система. Популяции организмов получают из неорганической среды ресурсы, необходимые для поддержания жизни, и одновременно выделяют продукты жизнедеятельности, восстанавливающие среду.
Экологическая система (или экосистема ) — любая совокупность совместно обитающих организмов и неорганических компонентов, при взаимодействии которых происходит круговорот веществ и поток энергии .
Примеры экосистем; гниющий пень, муравейник, лужа с дождевой водой, парк, аквариум, биосфера и др.
Отличие экосистемы от биогеоценоза . Понятие экосистемы не требует каких-то ограничений на занимаемую ею территорию или акваторию и может применяться к любым комплексам организмов и их среды обитания (включая водную), не только к естественным (природным), но и к созданным человеком. Биогеоценоз — это природная, выделяемая на суше экосистема, границы которой определены фитоценозом, т.е. растительным сообществом. Поэтому экосистема — понятие более широкое, чем биогеоценоз: любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема является биогеоценозом .
❖ Компоненты биогеоценоза:
■ неорганические вещества, включающиеся в круговорот (соединения углерода и азота, кислород, вода, минеральные соли);
■ климатические факторы (температура, освещенность, влажность);
■ органические вещества (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды и др.);
■ организмы различных функциональных групп — продуценты, консументы, редуценты.
Продуценты — автотрофные организмы (в основном зеленые растения и водоросли), синтезирующие органические вещества из неорганических. Продуценты используют энергию Солнца, преобразуя ее в химическую энергию органических веществ, доступную всем остальным организмам.
Редуценты — гетеротрофные организмы (бактерии, грибы), которые в процессе своего питания разрушают органическое вещество отмерших растений и животных и экскременты животных, превращая их в простые неорганические соединения, пригодные для усвоения растениями.
Характеристики биогеоценоза (экосистемы): биомасса, продуктивность, видовое разнообразие, плотность популяций каждого вида, соотношение видов по численности и плотности популяций, пространственная и трофическая (пищевая) структуры и т.д.
Биомасса — суммарная масса всех организмов экосистемы или отдельных ее трофических уровней.
■ Биомасса выражается обычно в единицах массы вещества на единицу площади или объема экосистемы (кг/га, кг/м 3 и др.).
■ Биомасса всех организмов Земли составляет 2,4 10 12 т сухого вещества, 90% от этого количества составляет биомасса наземных растений.
Продуктивность — прирост биомассы, созданный организмами экосистемы за единицу времени на единице площади или объема.
■ Продуктивность выражается в единицах массы вещества на единицу площади или объема за определенный отрезок времени (кг/м 2 в год и др.).
Первичная продуктивность экосистемы — количество биомассы, продуцированной за единицу времени всеми растениями этой экосистемы в результате фотосинтеза.
Вторичная продуктивность экосистемы — количество биомассы, продуцированной всеми консументами этой экосистемы за единицу времени.
■ Общая годовая продукция сухого органического вещества на Земле 150-200 млрд, т (из них 2/3 дают наземные экосистемы, 1/3 — водные экосистемы).
■ Наиболее продуктивные экосистемы: тропический дождевой лес (около 2 кг/м 2 в год) и приполярные области Мирового океана (около 0,25 кг/м 2 в год).
Видовая структура биогеоценоза (экосистемы)
Видовая структура БГЦ или экосистемы — разнообразие видов всех входящих в БГЦ (или экосистему) популяций и соотношение этих видов по численности (или биомассе) и плотности популяций.
■ В каждой экосистеме происходит естественный отбор организмов, наиболее приспособленных к данным экологическим условиям.
■ Различают экосистемы, богатые видами (коралловые рифы, дождевые тропические леса и др.), и бедные ими (арктическая тундра, пустыни, болота и др.).
Виды-доминанты — виды, преобладающие по численности особей или занимающие большую площадь в данной экосистеме.
Виды-эдификаторы — виды-доминанты (чаще растения, иногда животные), играющие главную роль в определении состава, структуры и свойств экосистемы путем создания среды для всего сообщества (в ельнике — ель, в березняке — береза и т. д.).
■ Например , в еловом лесу освещенность значительно меньше, а температура воздуха ниже, чем в лиственном; дождевые воды, стекающие с крон елей, имеют кислую реакцию, а под деревьями формируется мощная подстилка из очень медленно разлагающейся хвои с низким содержанием гумуса. В результате ель в процессе своей жизнедеятельности настолько изменяет условия среды, что данный биотоп становится непригодным для существования многих видов организмов и заселяется только видами, хорошо приспособленными к жизни в таких условиях.
Роль редких и малочисленных видов: они увеличивают разнообразие связей в сообществе и служат резервом для замещения видов-доминантов.
■Чем специфичней условия среды, тем беднее видовой состав и выше численность отдельных видов. И наоборот, в богатых сообществах все виды малочисленны.
■ Чем выше видовое разнообразие, тем устойчивее сообщество.
Пространственная и экологическая структуры биогеоценоза
Пространственная структура — распределение организмов (в основном растений) по достаточно четко ограниченным в пространстве (по вертикали и/или по горизонтали) элементам структуры — ярусам и микрогруппировкам .
Ярусы характеризуют вертикальное расчленение фитоценозов. Их образуют надземные вегетативные органы растений и их корневые системы.
■ Основной фактор, определяющий вертикальное распределение растений, — количество света, обусловливающее температурный и влажностный режимы на разных уровнях над поверхностью почвы в биогеоценозе. Верхние ярусы образуются светолюбивыми и лучше приспособленными к колебаниям температуры и влажности воздуха растениями; в нижних ярусах обитают растения, менее требовательные к свету.
■ Ярусы хорошо выражены в лесу (древесный, кустарниковый, травянистый, моховой и т.д.). Животные также распределены по ярусам (обитатели кустарников, мохового покрова, почвы и т. д.).
■ Подземная ярусность фитоценозов выражена слабо или отсутствует. Как правило, общая масса подземных органов закономерно снижается сверху вниз.
Мозаичность — расчлененность (неоднородность) биогеоценоза по горизонтали, выражающаяся в наличии в нем различных микрогруппировок, которые различаются видовым составом, количественным соотношением разных видов, продуктивностью и другими признаками и свойствами.
Мозаичность обусловлена:
■ неоднородностью микрорельефа;
■ особенностями биологии размножения и формы растений;
■ деятельностью растений, животных и человека (образованием муравейников, вытаптыванием травостоя, выборочной вырубкой деревьев и др.).
Экологическая структура БГЦ — это соотношение различных экологических групп организмов, составляющих данный биогеоценоз.
■ Разнообразие и обилие представителей той или иной экологической группы зависят от условий среды (в пустынях преобладают приспособленные к жизни в условиях недостатка воды растения ксерофиты и животные ксерофилы; в водных сообществах — растения гидрофиты и животные гидрофилы и т.д.) и складываются в течение длительного времени в определенных климатических, почвенно-грунтовых и ландшафтных условиях строго закономерно.
■ Это разнообразие обеспечивает высокую плотность организмов в расчете на единицу территории, их максимальную биологическую продуктивность и оптимальные конкурентные отношения.
Сообщества со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав, так как одни и те же экологические ниши могут занимать разные виды (пример: одну и ту же экологическую нишу в европейской тайге занимает куница, в сибирской — соболь).
Трофическая структура экосистемы. Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах
Все организмы в любой экосистеме объединяет общность питательных веществ и энергии, необходимых для поддержания жизни. Необходимое условие существования экосистемы — постоянный приток энергии извне. Основным способом движения веществ и энергии в экосистеме является питание.
Трофический уровень — совокупность организмов, объединенных типом питания.
Различают следующие трофические уровни:
■ первый уровень образуют автотрофные организмы (продуценты ), создающие органические вещества из неорганических за счет солнечной энергии;
■ второй трофический уровень образуют травоядные животные (консументы 1-го порядка: гусеницы бабочек, мыши, полевки, зайцы, козы и т. п.), потребляющие органические вещества, созданные растениями-продуцентами;
■третий трофический уровень составляют плотоядные животные (консументы 2-го порядка: хищные насекомые, насекомоядные птицы и т.п.), поедающие мелких травоядных животных;
■ четвертый трофический уровень образуют плотоядные животные (консументы 3-го порядка : хищные птицы и звери), потребляющие консументов 2-го порядка, и т.д.
Плотоядные животные могут переходить с третьего на четвертый уровень и обратно, а также на более высокие трофические уровни.
Трофическая (пищевая) цепь (или цепь питания ) — ряд организмов, связанных друг с другом пищевыми взаимоотношениями (путем поедания одних видов другими) и составляющих определенную последовательность, по которой осуществляется круговорот веществ и поток энергии в экосистеме путем их передачи с одного трофического уровня на другой.
■ Отдельными звеньями трофической цепи являются организмы, принадлежащие к разным трофическим уровням.
Трофическая сеть экосистемы — сложное соединение всех характерных для данной экосистемы цепей питания, в которых звенья одной цепи являются составными частями других цепей.
■ Трофическая сеть отражает трофическую структуру экосистемы.
❖ Типы трофических цепей:
■ пастбищные цепи (цепи выедания или потребления ) начинаются с фотосинтезирующих организмов-продуцентов: на суше : растения → насекомые → насекомоядные птицы → хищные птицы; или растения → растительноядные млекопитающие → хищные млекопитающие; в море : водоросли и фитопланктон → низшие ракообразные (зоопланктон) → рыбы → млекопитающие (и частично птицы). Пастбищные цепи преобладают в морях на относительно небольших глубинах.
■ детритные цепи (цепи разложения ) начинаются с отмерших мелких остатков растений, трупов и экскрементов животных (детрита ): детрит → питающиеся им микроорганизмы-редуценты (бактерии, грибы) → мелкие животные (детритофаги: дождевые черви, мокрицы, клещи, ногохвостки, нематоды) → хищники (птицы, млекопитающие). Такие цепи наиболее распространены в лесах, где более 90% ежегодного прироста биомассы растений отмирает, подвергаясь разложению сапро-трофными организмами и минерализации.
❖ Основные характеристики пищевой цепи внутри биогеоценоза: длина цепи, количество, размер и биомасса организмов на каждом трофическом уровне.
■ Цепь питания обычно состоит из 3-5 звеньев (трофических уровней) вследствие больших потерь энергии на построение новых тканей и дыхание организмов.
Продуктивность организмов каждого последующего трофического уровня пищевой цепи всегда меньше (в среднем в Ю раз) продукции предыдущего, поскольку:
■ консументами ассимилируется лишь часть пищи (остальное выделяется в виде экскрементов);
■ большая часть питательных веществ, всасываемых кишечником, расходуется на дыхание и другие процессы жизнедеятельности.
Экологическая пирамида — графическое изображение соотношения между численностями особей, биомассами или энергиями организмов, составляющих трофические уровни в экосистеме, выраженное в числе особей.
■ При этом отдельные звенья пищевой цепи изображают в виде прямоугольников, площадь которых соответствует численным значениям звеньев.
Типы экологических пирамид:
■ пирамида чисел графически отображает соотношение численностей особей разных трофических уровней экосистемы;
■ пирамида биомасс графически показывает количество биомассы (массы живого вещества) на каждом трофическом уровне;
■ пирамида энергии графически отображает величины потоков энергии, передаваемой с одного трофического уровня на другой.
❖ Свойства экологических пирамид:
■ высота пирамид определяется длиной пищевой цепи;
■ биомасса и численность особей каждого последующего звена в цепи питания прогрессивно уменьшается — правило экологической пирамиды; оно действует в большинстве (но не во всех) наземных экосистем; в таких экосистемах основания пирамид чисел и биомасс больше последующих уровней;
■ в водных экосистемах основания пирамид чисел и биомасс могут быть меньше, чем размеры последующих уровней (пирамиды перевернуты), что объясняется небольшими размерами организмов-продуцентов (одноклеточных водорослей -фитопланктона);
■ пирамида энергии в наземных и водных экосистемах всегда суживается кверху, так как энергия, затраченная на дыхание, не передается на следующий трофический уровень и уходит из экосистемы.
Самовоспроизводство. саморегуляция и устойчивость экосистем
Любая экосистема является сложной динамической системой, состоящей из многих сотен, иногда тысяч видов организмов, объединенных трофическими, топическими и другими связями.
Самовоспроизводство — способность экосистем воссоздавать поток энергии и обеспечивать круговорот основных веществ и элементов между живыми и неживыми компонентами.
■ Живые организмы извлекают из среды ресурсы и поставляют в нее продукты жизнедеятельности (растения используют световую энергию, СО 2 , Н 2 О, пополняют атмосферу О 2 ; животные поглощают из атмосферы О 2 , выделяют в нее СО 2 и т.д.).
Саморегуляция — способность населения экосистемы восстанавливать свой видовой и количественный состав после какого-либо отклонения, а также способность его различных видов существовать совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем.
■ Регулирующие факторы формируются в самой экосистеме: хищники регулируют численность своих жертв, деятельность травоядных животных влияет на растения и т.д.
Экосистемный гомеостаз — свойство относительного постоянства видового состава и численности особей различных видов в экосистеме, а также относительной стабильности и целостности генетической структуры экосистемы.
■ Указанное постоянство соблюдается лишь в среднем и отражает динамическое равновесие противоположно действующих факторов.
Устойчивость — способность экосистемы выдерживать изменения, вызванные внешними (природными или антропогенными) воздействиями, и восстанавливать связи и динамическое равновесие между основными ее компонентами, нарушенные внешним воздействием.
■ Устойчивость каждой экосистемы имеет свои пределы: если интенсивность или время действия внешнего воздействия превысит некоторый порог, экосистема может погибнуть.
♦ Факторы, обеспечивающие устойчивость и длительность существования экосистемы:
■ постоянный приток солнечной энергии;
■ общий круговорот веществ, осуществляемый продуцентами, консументами и редуцентами;
■ саморегуляция экосистемы;
■ биологическое разнообразие и сложность трофических связей организмов, входящих в ее состав;
■ возможность переключения организмов на питание другим видом взамен вида, ставшего редким (так как почти все виды животных могут использовать несколько источников пищи); при этом малочисленный вид, освобожденный от пресса выедания, постепенно будет восстанавливать свою численность;
■ высокий потенциал размножения основных групп организмов экосистемы (экосистема устойчива, если уменьшение осадков на 50% приводит к уменьшению массы продуцентов на 25%, травоядных консументов на 12,5%, хищных консументов на 6,2% и т.д.);
■ генетическое разнообразие особей популяций; чем оно выше, тем больший шанс у популяции иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяющих выжить и размножаться в изменившихся условиях существования и восстановить прежнюю численность;
■ невысокая степень колебаний условий внешней среды. Например, высоко устойчивы тропические экосистемы, поскольку для тропиков характерны относительное постоянство температуры, влажности, освещенности. Наоборот, для тундры характерны резкие перепады температуры, влажности, освещенности, поэтому тундровые экосистемы менее устойчивы, и им свойственны резкие колебания численности популяций разных видов.
Основанные на знании законов динамики экосистем расчеты их продуктивности и потоков энергии позволяют регулировать численность популяций и круговорот веществ в экосистемах так, чтобы добиться наибольшего выхода необходимой для человека продукции.
Непродуманное вмешательство человека в экосистемы может нарушить природные цепи питания и привести к неконтролируемому росту или снижению численности особей определенных популяций и к нарушению природных экосистем.
Саморазвитие и сукцессия экосистем
Абсолютно устойчивое состояние экосистемы никогда не достигается по причине:
■ непостоянства условий внешней среды;
■ изменений, происходящих в самой экосистеме вследствие жизнедеятельности ее организмов.
Саморазвитие экосистемы
— ее способность к циклическим и поступательным изменениям, вызванным различными причинами.
■ Циклические изменения обычно связаны с суточными и сезонными изменениями внешних условий и биологическими ритмами организмов.
■ Поступательные изменения вызываются постоянно действующими внешними или внутренними факторами и приводят к смене одного биогеоценоза другим (сукцессии).
Сукцессия — закономерная, последовательная, необратимая и направленная смена (на определенной территории) одного биогеоценоза другим.
Смена одного фитоценоза в экосистеме другим составляет сукцессионный ряд . При отсутствии нарушений сукцессия завершается образованием более устойчивого сообщества, находящегося в относительном равновесии с абиотической средой (ельник, дубрава, ковыльные степи, торфяное болото и др.).
❖ Причины сукцессий:
■ внешние : постоянно действующие внешние факторы: изменение на данной территории климата и почвенно-грунтовых условий (заболачивание, засоление), в том числе в результате хозяйственной деятельности человека (вырубки лесов, орошения земель в засушливых районах, осушения болот, внесения удобрений на луга, распашки, усиленного выпаса скота и т.д.);
■ внутренние: изменения, возникающие в биотопе вследствие жизнедеятельности организмов при длительном существовании популяций на одном месте, из-за чего биотоп становится малопригодным для одних видов, но пригодным для других. В результате на этом месте развивается другой, более приспособленный к новым условиям биоценоз.
Изменение условий среды обитания (биотопа) неизбежно приводит к изменению (смене) биоценоза. В результате на месте прежнего биогеоценоза (экосистемы) возникает новый. Ведущая роль в процессе смены биогеоценозов принадлежит растениям, хотя биогеоценозы изменяются как единое целое. Одновременно с изменением растительности изменяется и животный мир.
❖ Классификация сукцессий в зависимости от состояния и свойств среды:
■ первичные , начинающиеся на участках, лишенных почвы и растительности (на голых скалах, песчаных дюнах, образовавшихся водоемах, наносах рек, застывших лавовых потоках и т.п.; они длятся сотни и тысячи лет. Важнейшей стадией таких сукцессий является образование почвы путем накопления отмерших растительных остатков или продуктов их разложения;
■ вторичные , происходящие на месте сформировавшихся сообществ после их нарушения в результате эрозии, пожара, вырубки, засухи, вулканического извержения и т.п. Поскольку в таких местах обычно сохраняются богатые жизненные ресурсы, эти сукцессии протекают быстро (в течение десятков лет).
Агроиеноз
Агроценоз (или агробиоценоз ) — искусственно созданная человеком экосистема, структуру и функции которой он поддерживает и контролирует в своих интересах. Это сообщество организмов, обитающих на землях сельскохозяйственного пользования, занятых посевами или посадками культурных растений.
Примеры; поля, огороды, сады, парки, лесопосадки, пастбища, оранжереи, аквариумы, водоемы для разведения рыбы и т.п.
Роль человека в агроценозе: он создает агроценоз, обеспечивает его высокую продуктивность с помощью комплекса специальных агротехнических приемов, собирает и использует урожай.
❖ Роль агроценозов:
■ в настоящее время они занимают 10% всей поверхности суши (около 1,2 млрд, га) и ежегодно дают 2,5 млрд, т сельскохозяйственной продукции (около 90% всей пищевой энергии, необходимой человечеству);
■ они обладают огромными потенциалом для увеличения продуктивности, реализация которого возможна при постоянном, научно обоснованном уходе за почвой, обеспечении растений влагой и элементами минерального питания, охране растений от неблагоприятных абиотических и биотических факторов.
В состав агроценоза входят культурные растения, сорняки, насекомые, дождевые черви, мышевидные грызуны, птицы, бактерии, грибы и другие организмы, связанные между собой трофическими взаимоотношениями.
Пищевые цепи в агроценозе те же, что и в природной экосистеме: продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуценты (бактерии, грибы); обязательное звено пищевой цепи — человек.
❖ Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов:
■ в агроценозах действует преимущественно не естественный, а искусственный отбор , который направлен человеком главным образом на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Это резко снижает экологическую устойчивость агроценозов, которые не способны к саморегуляции и самообновлению, не могут существовать самостоятельно (без поддержки человека) в течение более-менее длительного времени (превращаются в биогеоценоз) и могут погибнуть при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней;
■ в агроценозах отсутствует полный круговорот веществ и резко нарушен баланс питательных элементов (их основная часть изымается человеком при сборе урожая); для возмещения потерь необходимо постоянное внесение в почву различных питательных веществ в виде удобрений;
■ агроценозы, помимо солнечной энергии, имеют дополнительный источник энергии в виде энергии вносимых человеком минеральных и органических удобрений, химических средств защиты от сорняков, вредителей и болезней, энергии, затраченной на обработку почвы, орошение или осушение земель и т.д.;
■ смена агроценозов происходит по воле человека (в полевых агроценозах — севооборот );
■ продуктивность агроценозов выше , чем биогеоценозов.
♦ Методы повышения продуктивности агроценозов:
■ осушение и орошение почв;
■ борьба с эрозией (укрепление склонов, безотвальная вспашка, залуживание бывших торфяников);
■ нормированное внесение удобрений;
■ дозированное применение средств борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений;
■ применение биологических способов борьбы с вредителями;
■ использование высокопроизводительной техники;
■ выведение и использование новых высокоурожайных сортов культурных растений, устойчивых к болезням и вредителям;
■ соблюдение научно обоснованных севооборотов;
■ использование теплиц и парников;
■ применение методов выращивания овощей без грунта — гидропоники (в качестве субстрата используется гравий, орошаемый растворами солей) и аэропоники (субстрат отсутствует, а корни периодически опрыскиваются растворами минеральных солей).
Понятие о биогеоценозе ввел в научный обиход в 1942 году академик Владимир Николаевич Сукачёв (1880-1967). Согласно его представлениям, биогеоценоз - это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений ( , горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая специфику взаимодействия этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы.
Биогеоценоз - открытая биокосная (т. е. состоящая из живого и неживого вещества) система, основным источником внешней для которой является энергия солнечного излучения. Эта система состоит из двух основных блоков. Первый блок, экотоп, объединяет все факторы неживой природы (абиотической среды). Эту косную часть системы образуют аэротоп - совокупность факторов надземной среды (тепло, свет, влажность и т. д.) и эдафотоп - совокупность физических и химических свойств почвенно-грунтовой среды. Второй блок, биоценоз, представляет собой совокупность всех видов организмов. В функциональном отношении биоценоз состоит из автотрофов - организмов, способных на основе использования энергии солнечных лучей создавать органическое вещество из неорганического, и гетеротрофов - организмов, использующих в качестве источника вещества и энергии созданное автотрофами органическое вещество.
Очень важную функциональную группу составляют диазотрофы - прокариотические организмы-азотфиксаторы. Они определяют достаточную автономность большинства природных биогеоценозов в обеспечении растений доступными соединениями азота. Сюда относятся как автотрофные, так и гетеротрофные бактерии, цианобактерии и актиномицеты.
В литературе, особенно зарубежной, вместо термина биогеоценоз или наряду с ним, используют понятие , предложенное английским геоботаником Артуром Тэнсли и немецким гидробиологом Вольтереком. Экосистема и биогеоценоз по существу представления идентичные. Однако экосистема понимается как безразмерное образование. Как экосистему, например, рассматривают гниющий пень в лесу, отдельные деревья, лесной фитоценоз, в котором эти деревья и пень расположены; лесной массив, в который входит ряд фитоценозов; лесную зону и т. д. Биогеоценоз же всегда понимают как хорологическую (топографическую) единицу, имеющую определенные границы, очерченные границами входящего в его состав фитоценоза. «Биогеоценоз - это экосистема в границах фитоценоза» - афоризм одного из единомышленников В. Н. Сукачёва. Экосистема - более широкое понятие, чем биогеоценоз. Экосистемой может быть не только биогеоценоз, но и зависимые от биогеоценозов биокосные системы, в которых организмы представлены лишь гетеротрофами, а также такие созданные человеком биокосные системы, как зернохранилище, аквариум, корабль с населяющими его организмами и др.
Консорции как структурно-функциональные единицы биоценозов
Представление о консорциях в современном понимании их как структурно-функциональных биоценозов было сформировано в начале 50-х годов XX в. отечественными учеными - зоологом Владимиром Николаевичем Беклемишевым и геоботаником Леонтием Григорьевичем Раменским.
Консорции популяций некоторых видов растений могут состоять из многих десятков или даже сотен видов растений, животных, грибов и прокариот. В составе только первых трех концентров в консорции березы бородавчатой (Betula verrucosa) известно более 900 видов организмов.
Общая характеристика природных сообществ и их структуры
Основной единицей природных сообществ является биоценоз. Биоценоз - сообщество растений, животных, грибов и других организмов, населяющих одну и ту же территорию, взаимно связанных в цепи питания и оказывающих друг на друга определенное влияние.
Биоценоз состоит из растительного сообщества и организмов, сопутствующих этому сообществу.
Растительное сообщество - совокупность растений, произрастающих на данной территории, составляющих основу конкретного биоценоза.
Растительное сообщество образовано автотрофными фотосинтезирующими организмами, которые являются источником питания для гетеротрофных организмов (фитофагов и детритофагов).
Исходя из экологической роли, организмы, образующие биоценоз, разделяют на продуценты, консументы, редуценты и детритофаги различных порядков.
С понятием «биоценоз» тесно связано понятие «биогеоценоз». Существование организма невозможно без среды его обитания, поэтому на состав флоры и фауны данного сообщества организмов большое влияние оказывает субстрат (его состав), климат, особенности рельефа данной конкретной местности и т. д. Все это делает необходимым введение понятия «биогеоценоз».
Биогеоценоз - устойчивая саморегулирующаяся экологическая система, находящаяся на данной конкретной территории , в которой органические компоненты тесно и неразрывно связаны с неорганическими.
Биогеоценозы многообразны, они определенным образом взаимосвязаны друг с другом, могут быть устойчивыми длительное время, однако под влиянием изменяющихся внешних условий или в результате деятельности человека могут изменяться, погибать, заменяться на другие сообщества организмов.
Биогеоценоз состоит из двух составных частей: биоты и биотопа.
Биотоп - относительно однородное по абиотическим факторам пространство, занятое биогеоценозом (биотой) (иногда под биотопом понимают местообитание вида или отдельной его популяции).
Биота - совокупность различных организмов, населяющих данную территорию и входящую в состав данного биогеоценоза. Она образована двумя группами организмов, отличающихся по способу питания - автотрофами и гетеротрофами.
Автотрофными организмами (автотрофами) называют такие организмы, которые способны усваивать энергию, поступающую извне в виде отдельных порций (квантов) с помощью хлорофилла или других веществ, при этом данные организмы синтезируют органические вещества из неорганических соединений.
Среди автотрофов различают фототрофы и хемотрофы: к первым относят растения, ко вторым - хемосинтезирующие бактерии, например серобактера.
Гетеротрофными организмами (гетеротрофами) называют организмы, которые питаются готовыми органическими веществами, при этом последние являются и источником энергии (она выделяется при их окислении), и источником химических соединений для синтеза собственных органических веществ.
Автотрофная сукцессия. Последовательная закономерная смена биоценозов. Первичная сукцессия. Умение управлять процессами саморазвития и самовосстановления экосистем. Степень разлива рек. Взаимосвязи клевера лугового в агроценозе. Факторы стабилизации экосистем. Причина неустойчивости экосистем. Видовой состав климаксных экосистем. Антропогенные воздействия. Саморазвитие экосистем. Видовой состав. Лесной пожар.
«Части экосистемы» - Экосистема, ее состав и тип. Антропогенная экологическая система. Биомасса популяции. Энергия рассевается. Вторичная сукцессия. Виды экосистемы. Пространственная структура. Ярусность - это явление вертикального расслоения биоценозов. Экосистема = биоценноз + биотоп. Структура экосистем. Каждая экосистема обладает определенной продуктивностью. Типы экологических систем. Гомеостаз и сукцессия экологической системы.
«Состояние экосистем» - Перспективные ответные меры. Поощрение технологий. Трудности. Выгоды и потери. Примеры изменений в политике и подходах. Изменения непосредственных движущих сил. Существенный ущерб. Изменения экосистем. Состояние обеспечивающих услуг. Отрезок времени. Непосредственные движущие силы. Убыль национального богатства. Критическое состояние в засушливых районах. Услуги экосистем. Биогенная нагрузка. Последствия изменения экосистем.
«Сукцессия» - Вторичная сукцессия. Изменение количества биомассы в экосистеме. Продолжительность сукцессии. Зрелое сообщество и молодое сообщество. Саморазвитие экосистемы. Первичная сукцессия. Что произойдёт с сообществом при постепенном зарастании озера. Важно осознавать последствия экологических нарушений. Цель. [Электронный ресурс]. Вторичная сукцессия – развивается на месте ранее существовавшего сообщества.
«Природные экосистемы» - Пирамида биомассы. Пищевая сеть экосистемы водоема. Продуценты. Пищевая сеть экосистемы смешанного леса. Накопление загрязняющих веществ в пищевых цепях. Основные типы природных экосистем и биом. Поток энергии в экосистемах. Зональность экосистем. Биогеоценоз. Природные системы. Понятие об экосистемах. Экосистемы. Пищевая сеть экосистемы луга. Правило 10%. Основные биомы суши. Пищевые цепи и трофические уровни.
«Изменение экосистем» - Листья испаряют много влаги. Непроточное озеро. Биологические термины. Изучение новой темы. Выберите три верных ответа. Закрепление изученного материала. Абиотические факторы. Закономерности взаимоотношений живых организмов. Клубеньковые бактерии. Установление последовательности процессов. Экосистемы. Вид взаимоотношения. Взаимодействие бобовых растений. Изменения в экосистемах. Сопоставление биологических обьектов.
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 1942 году . В зарубежной литературе - малоупотребимо. Ранее также широко употреблялось в немецкой научной литературе.
Биогеоценоз и экосистема
Свойства
Основные показатели
- 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 .
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:
Литература
- Разумовский С. М. Закономерности динамики биогеоценозов: Избр. труды. - М.: KMK Scientific Press, 1999.
- Цветков В. Ф. Лесной биогеоценоз / В. Ф. Цветков. 2-е изд. Архангельск, 2003. 267 с.
Ссылки
.
|
||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Биогеоценоз
Наташа знала, что ей надо уйти, но она не могла этого сделать: что то сжимало ей горло, и она неучтиво, прямо, открытыми глазами смотрела на князя Андрея.«Сейчас? Сию минуту!… Нет, это не может быть!» думала она.
Он опять взглянул на нее, и этот взгляд убедил ее в том, что она не ошиблась. – Да, сейчас, сию минуту решалась ее судьба.
– Поди, Наташа, я позову тебя, – сказала графиня шопотом.
Наташа испуганными, умоляющими глазами взглянула на князя Андрея и на мать, и вышла.
– Я приехал, графиня, просить руки вашей дочери, – сказал князь Андрей. Лицо графини вспыхнуло, но она ничего не сказала.
– Ваше предложение… – степенно начала графиня. – Он молчал, глядя ей в глаза. – Ваше предложение… (она сконфузилась) нам приятно, и… я принимаю ваше предложение, я рада. И муж мой… я надеюсь… но от нее самой будет зависеть…
– Я скажу ей тогда, когда буду иметь ваше согласие… даете ли вы мне его? – сказал князь Андрей.
– Да, – сказала графиня и протянула ему руку и с смешанным чувством отчужденности и нежности прижалась губами к его лбу, когда он наклонился над ее рукой. Она желала любить его, как сына; но чувствовала, что он был чужой и страшный для нее человек. – Я уверена, что мой муж будет согласен, – сказала графиня, – но ваш батюшка…
– Мой отец, которому я сообщил свои планы, непременным условием согласия положил то, чтобы свадьба была не раньше года. И это то я хотел сообщить вам, – сказал князь Андрей.
– Правда, что Наташа еще молода, но так долго.
– Это не могло быть иначе, – со вздохом сказал князь Андрей.
– Я пошлю вам ее, – сказала графиня и вышла из комнаты.
– Господи, помилуй нас, – твердила она, отыскивая дочь. Соня сказала, что Наташа в спальне. Наташа сидела на своей кровати, бледная, с сухими глазами, смотрела на образа и, быстро крестясь, шептала что то. Увидав мать, она вскочила и бросилась к ней.
– Что? Мама?… Что?
– Поди, поди к нему. Он просит твоей руки, – сказала графиня холодно, как показалось Наташе… – Поди… поди, – проговорила мать с грустью и укоризной вслед убегавшей дочери, и тяжело вздохнула.
Наташа не помнила, как она вошла в гостиную. Войдя в дверь и увидав его, она остановилась. «Неужели этот чужой человек сделался теперь всё для меня?» спросила она себя и мгновенно ответила: «Да, всё: он один теперь дороже для меня всего на свете». Князь Андрей подошел к ней, опустив глаза.
– Я полюбил вас с той минуты, как увидал вас. Могу ли я надеяться?
Он взглянул на нее, и серьезная страстность выражения ее лица поразила его. Лицо ее говорило: «Зачем спрашивать? Зачем сомневаться в том, чего нельзя не знать? Зачем говорить, когда нельзя словами выразить того, что чувствуешь».
Она приблизилась к нему и остановилась. Он взял ее руку и поцеловал.
– Любите ли вы меня?
– Да, да, – как будто с досадой проговорила Наташа, громко вздохнула, другой раз, чаще и чаще, и зарыдала.
– Об чем? Что с вами?
– Ах, я так счастлива, – отвечала она, улыбнулась сквозь слезы, нагнулась ближе к нему, подумала секунду, как будто спрашивая себя, можно ли это, и поцеловала его.
Князь Андрей держал ее руки, смотрел ей в глаза, и не находил в своей душе прежней любви к ней. В душе его вдруг повернулось что то: не было прежней поэтической и таинственной прелести желания, а была жалость к ее женской и детской слабости, был страх перед ее преданностью и доверчивостью, тяжелое и вместе радостное сознание долга, навеки связавшего его с нею. Настоящее чувство, хотя и не было так светло и поэтично как прежнее, было серьезнее и сильнее.
– Сказала ли вам maman, что это не может быть раньше года? – сказал князь Андрей, продолжая глядеть в ее глаза. «Неужели это я, та девочка ребенок (все так говорили обо мне) думала Наташа, неужели я теперь с этой минуты жена, равная этого чужого, милого, умного человека, уважаемого даже отцом моим. Неужели это правда! неужели правда, что теперь уже нельзя шутить жизнию, теперь уж я большая, теперь уж лежит на мне ответственность за всякое мое дело и слово? Да, что он спросил у меня?»
– Нет, – отвечала она, но она не понимала того, что он спрашивал.
– Простите меня, – сказал князь Андрей, – но вы так молоды, а я уже так много испытал жизни. Мне страшно за вас. Вы не знаете себя.
Наташа с сосредоточенным вниманием слушала, стараясь понять смысл его слов и не понимала.
– Как ни тяжел мне будет этот год, отсрочивающий мое счастье, – продолжал князь Андрей, – в этот срок вы поверите себя. Я прошу вас через год сделать мое счастье; но вы свободны: помолвка наша останется тайной и, ежели вы убедились бы, что вы не любите меня, или полюбили бы… – сказал князь Андрей с неестественной улыбкой.
– Зачем вы это говорите? – перебила его Наташа. – Вы знаете, что с того самого дня, как вы в первый раз приехали в Отрадное, я полюбила вас, – сказала она, твердо уверенная, что она говорила правду.
– В год вы узнаете себя…
– Целый год! – вдруг сказала Наташа, теперь только поняв то, что свадьба отсрочена на год. – Да отчего ж год? Отчего ж год?… – Князь Андрей стал ей объяснять причины этой отсрочки. Наташа не слушала его.
– И нельзя иначе? – спросила она. Князь Андрей ничего не ответил, но в лице его выразилась невозможность изменить это решение.
– Это ужасно! Нет, это ужасно, ужасно! – вдруг заговорила Наташа и опять зарыдала. – Я умру, дожидаясь года: это нельзя, это ужасно. – Она взглянула в лицо своего жениха и увидала на нем выражение сострадания и недоумения.
– Нет, нет, я всё сделаю, – сказала она, вдруг остановив слезы, – я так счастлива! – Отец и мать вошли в комнату и благословили жениха и невесту.
Биогеоценоз (экосистема) является важнейшим элементом биосферы, основным функциональным элементом. Экосистема объединяет все организмы, обитающие на данной территории. Взаимодействие биотического сообщества со средой образует биотические структуры, круговорот вещества между живой и неживой частью экосистемы. Понятие биогеоценоза возникло в 30-е годы XX века. Английский геоботаник Тэнсли определил биогеоценоз как целостное образование в биосфере, в котором организмы и неорганические факторы выступают компонентами в относительно устойчивом состоянии.[ ...]
БИОГЕОЦЕНОЗ - однородная экологическая система (участок леса, луга, степи). Однородный участок агроэкосистемы называется агробиогеоценозом.[ ...]
Биогеоценозы земного шара образуют биогеоценотический покров, который изучает биогеоценология. Основал эту науку выдающийся русский ученый В. Н. Сукачев. Совокупность всех биогеоценозов нашей планеты создает гигантскую экосистему - биосферу. Биогеоценозы могут формироваться на любом участке земной поверхности - на суше и на воде. Они бывают степными, болотными, луговыми и т. д. Большое значение в функционировании биосферы имеют гибробиоценозы. Участки земной поверхности, покрытые культурными растениями, называются агрофитоценозами.[ ...]
Биогеоценозы крайне разнообразны и в различной степени насыщены живыми организмами. Соответственно скорость биотического круговорота и, следовательно, его продуктивность заметно различаются. В водных экосистемах круговорот совершается быстрее, чем в наземных, в тропических зонах его скорость и продуктивность выше, чем в арктических.[ ...]
БИОГЕОЦЕНОЗ - включает биоценоз и биотоп (экотоп). Биоценоз предоставляет собой совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих определенный биотоп.[ ...]
Биогеоценозы наземные и водные (все материки, моря и океаны) формируют биосферу, представляющую собой общеземную (глобальную) экологическую систему. Биосферу изучает глобальная экология.[ ...]
Биогеоценоз - сложная природная система, совокупность однородных природных условий (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), имеющая свою специфику взаимодействия слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией.[ ...]
Биогеоценоз состоит из четырех категорий взаимодействующих слагаемых: продуцентов, консументов, редуцентов и неживых тел.[ ...]
Каждый биогеоценоз характеризуется видовым разнообразием, численностью и плотностью популяции каждого вида, биомассой и продуктивностью. Численность определяется поголовьем животных или количеством растений на данной территории (бассейн реки, акватория моря и пр.). Эта мера обилия популяции. Плотность характеризуется числом особей, приходящихся на единицу площади. Например, 800 деревьев на 1.га леса или количество человек, приходящихся на 1 км2. Первичной продуктивностью называется прирост биомассы растений за единицу времени на единице площади. Вторичной продуктивностью является биомасса, образованная гетеротрофными организмами за единицу времени на единице площади. Биомассой называется общая совокупность растительных и животных организмов, присутствующая в биогеоценозе в момент наблюдения.[ ...]
Каждый биогеоценоз при изменении климатических или других условий (лесной пожар, хозяйственная деятельность человека и пр.) может закономерно изменять свои сообщества, то есть на его месте развивается более приспособленный к новым условиям биогеоценоз. Смена биогеоценозов называется сукцессией, то есть направленная и непрерывная последовательность появления и исчезновения популяций разных видов в данном биотопе, которая происходит в направлении от менее устойчивых к более устойчивым.[ ...]
ЭВОЛЮЦИЯ БИОГЕОЦЕНОЗА (экосистемы) - процесс непрерывного, одновременного и взаимосвязанного изменения видов и их взаимоотношений, внедрения новых видов в экосистему и выпадения из нее некоторых видов, ранее в нее входивших, совокупного воздействия экосистемы на субстрат и другие абиотические экологические компоненты и обратного влияния этих компонентов на живые составляющие экосистемы. В ходе эволюции биогеоценозы приспосабливаются к изменениям в экосфере планеты и возникающим региональным особенностям ее частей (сдвигам географической зональности и т. п.).[ ...]
Сукцессия биогеоценоза является фактически сукцессией пищевых цепей и фундаментальных экологических ниш, т. е. режимов и состава сцепленных факторов. Поэтому приведенные выше примеры - упрощенные. В реальных условиях все гораздо сложнее, и при управлении биогеоценозами эту сцепленность факторов следует учитывать. Характерным примером пренебрежения учением о фундаментальной экологической нише является применение арборици-дов в лесах, проводившееся в больших масштабах с целью устранить "сорные" лиственные породы, которые "конкурируют" с ценными хвойными за свет и минеральное питание. Ныне применение арборицидов в лесах в массовых масштабах прекращено. Однако в ряде случаев после уничтожения лиственных пород сосна и ель не только не растут, но даже те деревья, что были до обработки, погибают от вредителей и болезней (новые лимитирующие факторы). Причина понятна: свет и минеральное питание - это лишь немногие из бесчисленного множества экологических факторов, образующих фундаментальную нишу. Осветление оказывается благоприятным и для многих насекомых; исчезновение лиственного полога способствует беспрепятственному распространению грибных инфекций среди оставшихся хвойных. Поступление органики в почву прекращается, а кроме того, почва оказывается незащищенной пологом лиственных пород от водной эрозии, и ее еще слабый гумусовый горизонт смывается.[ ...]
Способность биогеоценозов после разных разрушений обеспечивать определенный ход восстановительных сукцессий и ход роста древостоев с целевыми параметрами называется стабильностью траектории экосистемы, а стабильность древостоев в широком смысле слова - способностью обеспечить в любом возрасте высокую первичную нетто-продукцию, несмотря на случайные неблагоприятные изменения факторов среды .[ ...]
Животный мир биогеоценозов разнообразен. Он состоит из простейших, губок, кишечнополостных, червей, членистоногих, птиц, млекопитающих и т. д. Животные заселяют наземную часть сухопутных БГЦ, почву, водные экосистемы.[ ...]
Устойчивость биогеоценоза в широком диапазоне внешних условий, т. е. изменение загрязнения окружающей среды в возможных пределах не должно приводить к выводу из строя экосистемы. В настоящее время большое число экосистем не устойчивы из-за запредельных антропогенных воздействий, в которых можно видеть лишь две условно положительные особенности: они давали нам возможность наращивать материальные блага и они же вызвали к жизни «экологический бум».[ ...]
Изменение лесных биогеоценозов в связи с рубками целесообразно оценивать по древесной, биологической, экологической и комплексной продуктивности леса (по И.С. Мелехову).[ ...]
Внутренняя неоднородность биогеоценоза связана с особенностями мезо- и микрорельефа, влияющего на структуру почвы, динамику влажности, температуры, освещенности. Поэтому растения в пределах биогеоценоза (или синузии) могут расти группами и в то же время чередоваться с более или менее открытыми полянами (например, из-за "окон" в пологе крон высоких деревьев). В подобных случаях говорят о парцел-лярности биогеоценоза (от франц. парцелле - клетка).[ ...]
В искусственной среде ферменного биогеоценоза формируется биоценоз, отличный от коренного, природного. Основной компонент биоценоза - популяция сельскохозяйственных млекопитающих и птиц. Как доминанты-эдификаторы сельскохозяйственные животные во многом определяют микроклимат (зооклимат) в животноводческом помещении и, таким образом, косвенно влияют на формирование и развитие ферменного биоценоза. Растительный мир биоценоза составляют главным образом разные виды микрофлоры, иногда болезнетворной (патогенной) для животных («хлев-ная микрофлора»). Фауна сообщества может быть представлена разными видами животных. Некоторые из них являются возбудителями (например, патогенные гельминты) и переносчиками заразных болезней сельскохозяйственных животных (например, голуби, мыши, крысы).[ ...]
Экологи используют также термин «биогеоценоз», предложенный советским ботаником В. Н. Сукачевым. Этим термином обозначается совокупность растений, животных, микроорганизмов, почвы и атмосферы на однородном участке суши. Биогеоценоз является синонимом экосистемы.[ ...]
Термины "экологическая система" и "биогеоценоз" не являются синонимами. Экологическая система есть любая совокупность организмов и окружающей их среды. Так, в качестве экосистемы можно рассматривать, например, горшок с цветком, террариум, фитотрон, пилотируемый космический корабль. У всех названных совокупностей организмов и среды отсутствует ряд признаков, приведенных в определении В. Н. Сукачева, и в первую очередь элемент "гео" - Земля. Биогеоценозы - это природные образования. В то же время биогеоценоз может рассматриваться и как экологическая система. Таким образом, понятие "экосистема" шире, чем "биогеоценоз". Любой биогеоценоз является экологической системой, но не всякая экологическая система есть биогеоценоз. Кроме того, совокупность организмов в таких экосистемах не является популяцией. Отсюда более точное определение: экосистема - это совокупность живых организмов и окружающей их среды.[ ...]
Термины «экологическая система» и «биогеоценоз» не являются синонимами. Экосистема - это любая совокупность организмов и среды их обитания, в том числе, например, горшок с цветком, муравейник, аквариум, болото, пилотируемый космический корабль. У перечисленных систем отсутствует ряд признаков из определения В. Н. Сукачева, и в первую очередь элемент «гео» - Земля. Биоценозы - это только природные образования. Однако биоценоз в полной мере может рассматриваться как экосистема. Таким образом, понятие «экосистема» шире и полностью охватывает понятие «биогеоценоз» или «биогеоценоз» - частный случай «экосистемы».[ ...]
Таким образом, если учесть, что «ядром» биогеоценоза является почвенный покров с особыми свойствами и функциями составляющих его почв, проявляющимися в их плодородии, а также с его способностью производить органическую массу, то становится очевидно, что почвенный покров - главный рычаг эволюции экосистемы. Иными словами, почвенное плодородие, в известной мере, становится важным критерием оценки эволюции почв и представляет собой интегральную функцию всех биогеоценотических, а также, на наш взгляд, II агроценотических функций.[ ...]
Изменения биосферы и ее элементарных единиц биогеоценозов резко ускорились с антропогена. Человечество превратилось в мощную силу, изменяющую природу Земли, ее биогеоценозы. Биогеоценозы бывают природные, естественные (натурбиогеоценозы) и антропогенные (культурные, искусственные). Природных комплексов, не измененных человеком, на Земле осталось очень мало. Антропогенными называют биогеоценозы, преобразованные деятельностью человека или созданные им. Примеры таких БГЦ: лесопосадки, поля и культурные пастбища, животноводческие фермы и комплексы, аквариумы, пруды и водохранилища. К антропогенным биогеоценозам относят и человеческие поселения: хутора, деревни, села и другие населенные пункты.[ ...]
Во-вторых, популяция, являясь структурной единицей биогеоценоза (экосистемы), выполняет одну из главнейших его функций, а именно участвует в биологическом круговороте. В данном случае реализуется видоспецифическая особенность типа обмена веществ. Популяция представляет вид в экосистеме и все межвидовые взаимоотношения осуществляются в ней на популяционном уровне. Устойчивая реализация функции участия в биогенных процессах определяется специфическими механизмами авторегуляции, которые создают условия самоподцержания популяции как системы в изменяющихся внутренних и внешних факторах среды обитания.[ ...]
Организмы населяют биосферу и входят в тот или иной биогеоценоз не в любом сочетании, а образуют определенное сообщество из видов, приспособленных к совместному обитанию. Группы совместно обитающих и взаимосвязанных видов в биогеоценозах называются биоценозами. Общее число видов в биоценозах достигает многих десятков и сотен. Члены биоценоза имеют сходство в их отношении к абиотическим факторам среды. Место, в котором они обитают, называется экотопом. Каждый вид внутри биоценоза занимает то положение, которое отвечает его жизненным потребностям. Поэтому положение вида в пространстве, его функционирующая роль в биоценозе, связи с другими видами и отношение к биотопам определяют экологическую нишу вида.[ ...]
В 1944 г. В.Н. Сукачевым был предложен термин «биогеоценоз», который не является полным синонимом экосистемы. Так, в ряде работ под биогеоценозом понимают сообщество растений, животных, микроорганизмов на определенном участке земной поверхности с его микроклиматом, геологическим строением, ландшафтом, почвой, водным режимом. Таким образом, экосистема-понятие более широкое, так как биогеоценоз - это только наземное образование с определенными границами (рис. 38).[ ...]
По теории В. Н. Сукачева - создателя биогеоценологии (науки о биогеоценозах), биогеоценозы состоят из двух основных компонентов - биоценоза (сообщества организмов) и экотопа (косной среды). В состав биоценоза входят растения, образующие растительное сообщество (фитоценоз), животные и микроорганизмы. Среда, в которой обитают организмы (экотоп), определяется условиями климата, гидрологией, почвообразующей породой, почвой. Между организмами и их средой в биогеоценозах существуют сложные взаимосвязи (рис. 64). Биогеоценозы иногда называют экосистемами.[ ...]
Малый круговорот, являясь частью большого, происходит на уровне биогеоценоза и заключается в том, что питательные вещества почвы, воды, воздуха аккумулируются в растениях, расходуются на создание их массы и жизненные процессы в них. Продукты распада органического вещества под воздействием бактерий вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям, и вовлекаются ими в поток вещества.[ ...]
На схеме 2.3 представлены основные элементы и связи между моделями биогеоценоза, а также связи этой модели с моделью более высокого экологического уровня - экономического региона. К основным элементам модели биогеоценоза следует отнести: редуценты (фауна, почвы), лес (растительное сообщество), консумен-ты (потребители растительной биомассы), неорганические вещества в почве и атмосфере (вода, кислород, азот и т.д.), используемые в процессе жизнедеятельности растений.[ ...]
Виды живых организмов обеспечивают устойчивое поддержание биогенного круговорота в биогеоценозе на уровне популяции. Изучением популяций занимаются достаточно давно, и к настоящему времени сложилось определенное понимание особенностей их функционирования. Под популяцией понимают исторически сложившуюся естественную общность особей живых организмов одного вида, связанных генетически, населяющих общие места обитания и реализующих закономерные функциональные взаимодействия.[ ...]
Несмотря на высокие протекторные свойства почвы, особенно ее органической составляющей, устойчивость почв, биогеоценозов к химическому загрязнению не беспредельна. В экстремальных случаях техногенное воздействие приводит к такому глубокому изменению свойств почвы, биоты, что нормальное функционирование биогеоценоза становится возможным только после полной рекультивации почвы или создания нового почвенного слоя. Стратегия охраны биосферы от химических загрязняющих веществ в настоящее время предполагает такие мероприятия, как правильное хранение токсичных отходов различных производств, снижение выбросов вредных веществ в окружающую среду, создание малоотходных и безотходных технологий, строгий контроль при использовании пестицидов и гербицидов, других химических веществ, разумное, экологически оптимальное применение минеральных и органических удобрений.[ ...]
Живучесть - свойство, характеризующее действительные показатели экологической защиты экосистемы и проявляющееся в способности биогеоценозов ландшафта к самовосстановлению.[ ...]
Точность измерений в промышленных экосистемах выступает как объективная мера оценки свойств в отношении как техногенеза, так и антропогенного изменения биогеоценозов природного ландшафта.[ ...]
Реальные техногенные нагрузки на компоненты геосфер при сооружении объектов промышленного или гражданского назначения формируют потенциальные уровни антропогенного изменения биогеоценозов регионального ландшафта. С этой точки зрения исключительно важное научнометодологическое значение приобретает задача оптимизации структурнорациональных ограничений на строительный процесс с точки зрения минимального воздействия на природный ландшафт и далее обеспечения необходимых исходных контрольно-технологических предпосылок (в отношении функционирования строительного комплекса) по сохранению экологического баланса в регионе.[ ...]
Современные биологи (например, Н. Ф. Реймерс) обоснованно считают, что данный закон, сформулированный для неживых систем, справедлив и для природных, в том числе экологических, систем. Это и понятно: любая природная система от клетки до биогеоценоза - система физико-химическая. С проявлением данного принципа мы встретимся и при рассмотрении иных динамичных процессов в экосистемах.[ ...]
Сопоставляя строение различных природных единств, изучаемых учеными разного профиля, можно видеть, что они состоят из различного числа основных компонентов. Фитоценоз состоит только из растений сообщества, биоценоз - из фитоценоза и зооценоза, биогеоценоз - из фитоценоза, зооценоза, воды и атмосферы. Природный территориальный комплекс, по Солнцеву, является полным природным единством и слагается из всех пяти основных компонентов природы, то есть кроме атмосферы, воды, растений и животных в его состав входит литогенная основа, под ведущим воздействием которой он развивается. Поэтому H.A. Солнцев и называл ПТК «полными» единствами в отличие от «частных», которые включают лишь часть компонентов природы.[ ...]
Одно из важнейших свойств биогеоценоза - взаимосвязь и взаимозависимость всех его компонентов. Вполне понятно, что климат всецело обуславливает состояние и режим почвенных факторов, создает среду обитания живых организмов. В свою очередь почва в какой-то степени определяет климатические особенности (например, от окраски поверхности почвы зависит ее отражательная способность - альбедо, а значит, прогреваемость, влажность воздуха), а также влияет на животных, растения и микроорганизмы. Все живые организмы теснейшим образом связаны между, собой, являясь друг для друга либо источником пищи, либо средой.обитания, либо факторами смертности. Особенно важна роль микроорганизмов (в первую очередь бактерий) в процессах почвообразования, минерализации органических веществ и нередко выступающих в качестве.возбудителей заболеваний растений и животных.[ ...]
На региональном уровне (в частности на этапе возобновления леса) важное значение имеют схема образования типов вырубок в связи с исходными типами леса и схема этапных смен растительного покрова после рубки. Чем продуктивнее, сложнее и богаче лесной биогеоценоз и, следовательно, прочнее и многообразнее его внутренние связи, тем шире диапазон качественных изменений экосистемы в связи с рубкой. С повышением продуктивности (бонитета) леса увеличивается число типов вырубок на месте одного и того же типа леса (Мелехов, 1989).[ ...]
В окрестностях завода ггервая колония кротов обнаружена на расстоянии 16 км от центра выбросов, отловы полевок имели место не ближе 7 8 км, а бурозубок в 3 4 км. Причем на этих расстояниях от завода животные не обитают постоянно, а заходят лишь временно. Это означает, что биогеоценоз при увеличении антропогенной нагрузки упрощается в первую очередь за счет выпадания или резкого сокращения консументов (см. рис. 4) и схема кругооборота углерода (и других элементов)становится двухчленной: продуценты рецудепты.[ ...]
Главная функция почвы - это обеспечение жизни на Земле. Это определяется тем, что именно в почве концентрируются необходимые организмам биогенные элементы в доступных им формах химических соединений. Кроме того, почва обладает способностью аккумулировать необходимый для жизнедеятельности продуцентов биогеоценозов запасы воды, также в доступной им форме, равномерно обеспечивая их водой в течение всего периода вегетации. Наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания многочисленных беспозвоночных и позвоночных животных, разнообразных микроорганизмов. Собственно эта функция и определяет понятие «плодородие почв».[ ...]
Выделяя биоценоз в самостоятельный объект исследования, не следует забывать об условности такого вычленения части из природного целого, так как сообщество растений и животных без окружающей среды, т. е. неживой природы, существовать не может. Биоценоз со средой своего обитания формирует природный комплекс - биогеоценоз (БГЦ). Примеры биогеоценозов: лес - лесной биогеоценоз, т. е. лесные растения, животные, микроорганизмы, почва, вода, воздух и т. д.; озеро во всей своей совокупности - озерный биогеоценоз.[ ...]
Компоненты биоценоза и их абиотическое окружение настолько тесно связаны между собой, что образую > единство, для которого А.Г. Тенсли в 1935 г. предложил термин «экосистема»; в современной экологии соответствующий раздел называется учением об экосистемах. В отечественной и немецкой литературе распространено представление о биогеоценозе, введенное В.Н. Сукачевым. Биогеоценоз - единство биоценоза и биотопа, приуроченного к определенному участку земной поверхности, тогда как экосистема - более широкое понятие.[ ...]
Радиационная экология представляет собой раздел общей экологии, изучает взаимосвязи в системе «радиоактивное вещество - излучение - живой организм», радиацию естественного и искусственного происхождения, вклад радиоактивности в общее воздействие ионизирующего излучения на живые организмы, пути миграции и области концентраций радиоактивных веществ в биосфере, их влияние на биогеоценоз и эволюцию живых организмов, последствия использования ядерной энергии и радиоактивных биотехнологий.[ ...]
Первые 2 типа экологических пирамид в водных системах из-за нарушения масштабов и скорости образования фито- и зоопланктонов могут быть перевернутыми. Пирамиды энергии перевернутыми не бывают. Почти все виды животных используют несколько источников пищи, поэтому если один член экосистемы выпадает, вся система не нарушается. Важнейшим фактором, регулирующим численность популяций в биогеоценозе являются кормовые ресурсы. Популяция обычно насчитывает столько особей, сколько их может прокормиться на занимаемой территории. Структура биогеоценозов складывается в процессе эволюции, которая приводит к тому, что каждый вид занимает в экосистеме определенную нишу, т.е. место расположения данного вида в пространстве и в цепи питания.[ ...]
Объем комплексной продуктивности леса расширяется все более в теоретическом и практическом понимании. Это связано с научно-техническим прогрессом, расширяющим рамки многоцелевого использования леса. Однако многостороннее значение леса не исключает и целевого его использования в определенных, относительно узких специализированных направлениях. Более того, научные раскрытия различных компонентов лесного биогеоценоза и специфические потребности определенных производств расширяют возможности эффективного целенаправленного использования отдельных компонентов леса в первозданном или преобразованном виде.