Биогеоценоз, его состав и структура – биология

Структура биогеоценоза

Структура биогеоценоза

Формирование биогеоценоза осуществляется за счет межвидовых связей, которые определяют его структуру, то есть упорядоченность строения и функционирования экосистемы. Различают видовую, пространственную и трофическую структуру биогеоценоза.

Видовая структура биогеоценоза

Под видовой структурой биогеоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение численности или биомассы всех входящих в него популяций.

Организмы разных видов имеют неодинаковые требования к среде, поэтому в разных экологических условиях формируется неодинаковой видовой состав.

Если биологические особенности какого-то вида резко отличаются в этом плане от других видов, то этот вид вследствие конкуренции выпадает из сообщества и входит в другой, соответствующего ему биогеоценоза.

Иными словами, в каждом биогеоценозе происходит естественный отбор наиболее приспособленных к данным экологических условий организмов.

Различают бедные и богатые видами биогеоценозы. В полярных ледяных пустынях и тундрах при крайнем дефиците тепла, в безводных жарких пустынях, сильно загрязненных сточными водами водоемах биоценозы крайне бедные видами, поскольку лишь немногие из них могут адаптироваться к таким неблагоприятным условиям.

В тех же биотопах, где условия абиотической среды близки к оптимальным, наоборот, возникают чрезвычайно богатые видами группировки (общее число видов живых организмов в таких экосистемах составляет от нескольких сотен до многих тысяч). Примерами могут служить влажные тропические леса, сложные дубравы, пойменные луга и т.

Видовой состав молодых биоценозов, тех, которые только формируются (например, молодые посадки сосны), обычно беднее, чем зрелых, сложившихся давно.

Виды, преобладающие в биогеоценозе по численности особей или занимают большую площадь, называют доминантами. Например, в наших лесах среди деревьев доминирует ель, в травяном покрове — кислица, зеленый мох, среди мышевидных грызунов — свищи и т. Д. Однако далеко не все доминантные виды одинаково влияют на биогеоценоз.

Среди них выделяются те, которые играют главную роль в определении состава, структуры и свойств экосистемы путем создания среды для всего сообщества. Такие средообразующая виды называют эдификаторами.

Основными эдификаторами (создателями, строителями группировки) наземных экосистем является растения; в лесах это ель, дуб, на низинных болотах — осоки, на верховых болотах — сфагновый мох.

Каким же образом определенные виды растений создают среду для всего сообщества? В качестве примера рассмотрим хвойный лес. В ясные летние дни под пологом елового лесу освещенность в 1,5-2 раза меньше, а температура воздуха на 0,2-0,8 ° С ниже, чем во широколиственными деревьями.

Во густые кроны елей проникает в 2-2,5 раза меньше осадков, чем во кроны березы, осины, дуба. При этом дождевые воды, стекающие с крон елей, имеют кислую реакцию (рН 3,5-4,0).

И наконец, опад под елью состоит преимущественно из хвои, которая очень медленно разлагается, в результате чего под елью формируется мощная подстилка с низким содержанием необходимого для всех растений гумуса.

Таким образом, ель в процессе своей жизнедеятельности настолько изменяет условия среды, данный биотоп становится непригодным для обитания многих видов живых организмов. Здесь поселяются только те виды, которые приспособлены к жизни в таких условиях (например, кислица, майник, зеленый мох).

В некоторых случаях эдификаторами могут быть и животные. Например, на территориях, занятых колониями сурков, именно их деятельность определяет в основном характер ландшафта, микроклимат и условия роста травянистых растений.

Кроме относительно небольшого числа видов-доминантов, в состав биогеоценоза входит обычно множество малочисленных и даже редких форм, которые создают его видовое богатство, увеличивают разнообразие биоценотических связей и служат резервом для пополнения и замещения доминантов.

Эти виды оказывают биогеоценоза устойчивость и обеспечивают его функционирование в различных условиях. Итак, чем выше видовое разнообразие, тем полнее используются ресурсы среды и тем стабильнее биогеоценоз.

Кроме того, большое биоразнообразие является гарантом сложности пространственной структуры ценоза.

Пространственная структура биогеоценоза

Эта структура биогеоценоза определяется прежде всего составом фитоценоз.

Как правило, фитоценоз расчленены на достаточно хорошо отделены в пространстве (по вертикали и по горизонтали), а иногда и во времени элементы структуры, или ценоелементы.

К основным ценоелементив относятся яруса и микроугруповання. Первые характеризуют вертикальное, вторые — горизонтальное расчленение фитоценозов.

Основной фактор, который определяет вертикальное распределение растений — количество света, что приводит температурный режим и режим влажности на разных уровнях над поверхностью почвы в биогеоценозе.

Растения верхних ярусов более светолюбивы, чем низкорослые, и лучше их приспособлены к колебаниям температуры и влажности воздуха.

Нижние ярусы образованы растениями менее требовательными к свету; травянистый покров леса в результате отмирания листьев, стеблей, корней участвует в процессе почвообразования и тем самым влияет на растения верхнего яруса.

Яруса особенно хорошо заметны в лесах умеренного пояса. В них можно выделить 5-6 ярусов:

  1. первый (верхний) ярус образуют деревья первой величины (дуб черешчатый, липа сердцевидная, вяз гладкий и др.),
  2. второй — деревья второй величины (рябина обыкновенная, дикие яблоня и груша, черемуха и др.)
  3. третий ярус составляет подлесок, образованный кустарниками (лещина обыкновенная, крушина ломкая, бересклет европейский и др.);
  4. четвертый ярус состоит из высоких трав (чистец лесной, крапива, сныть обыкновенная) и кустарничков (черника),
  5. пятый ярус составлен из низких трав (осока волосистая, копытень европейский)
  6. в шестом ярусе — мхи, лишайники.

Животные также преимущественно приурочены к тому или иному яруса растительности. Например, среди птиц есть виды, гнездящиеся только на земле (фазановые, тетерева, трясогузки, овсянки), другие — в кустарниковом ярусе (дрозды, славки, снегири) или в кронах деревьев (зяблики, щелчки, корольки, крупные хищники и др. ).

Подземная ярусность фитоценозов, как правило, отсутствует. Установлено, что за очень редким исключением, общая масса подземных органов закономерно снижается сверху вниз. Особенно существенное падение количества мелких сосущих корней, основная масса которых приурочена к верхнему горизонту почвы, где сосредоточено более 90% всех корней.

Такое распределение активной части корней связан с образованием в поверхностных горизонтах почвы наибольшего количества доступных для растений элементов минерального питания, в первую очередь азота. В ряде случаев имеет значение ухудшение (сверху вниз) условий аэрации.

Все это определяет даже для растений, глубоко укореняются, значимость использования поверхностного горизонта почвы, где формируется постоянное или временно существующее корни.

Расчлененность (неоднородность) в горизонтальном направлении — мозаичность — присуща практически всем биогеоценозам.

Мозаичность выражается наличием в бигеоценози различных микроугруповань, которые различаются видовым составом, количественным соотношением различных видов, зимкнутистю, производительностью и другими признаками и свойствами.

Неравномерность в распределении видов живых организмов в пределах экосистем и связанная с этим мозаичность обусловлены рядом причин: особенностями биологии размножения и формы растений, неоднородностью грунтовых условий (наличие понижений и повышений), середовищеутворювальним влиянием растений и др. Мозаичность может возникнуть в результате деятельности животных (образование муравейников, вытаптывание травостоя копытными и т.п.) или человека (выборочная рубка, кострища и т.д.).

Экологическая структура биогеоценоза

Каждый биогеоценоз состоит из определенных экологических групп организмов, соотношение которых отражает экологическую структуру сообщества, которая состоит в течение длительного времени в определенных климатических, почвенных и ландшафтных условиях строго закономерно.

Например, в биогеоценозах разных природных зон закономерно меняется соотношение фитофагов (животных, питающихся растениями) и сапрофагов. В степных, полупустынных и пустынных районах фитофаги преобладают над сапрофаги, а в лесных биоценозах, наоборот, сильнее развиты сапрофаги.

В глубинах океана основным типом питания является хищничество, тогда как на освещенной поверхности водоема преобладают фильтраторы, потребляющих фитопланктон, или виды со смешанным типом питания.

Экологическую структуру экосистем отражает и соотношение таких групп растений, как гигрофиты, мезофиты и ксерофиты, а среди животных — гигрофилы, мезофилы и ксерофилы. Естественно, что в засушливых местах обитания преобладают растения с ксероморфные признакам (склерофиты и суккуленты), а на сильно увлажненных территориях — гигрофиты.

Разнообразие и наличие представителей той или иной экологической группы организмов обеспечивает их высокую плотность на единицу поверхности, максимальную биологическую продуктивность, оптимальные конкурентные отношения и, наконец, дает представление об особенностях того или иного биотопа.

Трофическая структура биогеоценоза

Основу трофической (пищевой) структуры биогеоценоза составляют цепи питания.

Таким образом, структура биогеоценоза дает возможность определить свойства того или иного сообщества, выяснить перспективу его устойчивости во времени и пространстве, а также предвидеть возможные последствия воздействия на него антропогенного фактора.

Источник: http://info-farm.ru/alphabet_index/s/struktura-biogeocenoza.html

Что такое биогеоценоз в биологии? – Сайт для Всезнаек и Почемучек

Понятие биогеоценоза впервые появилось в работах советского биолога В. Сукачёва в 1942 году. Под этим термином сегодня подразумевается система, расположенная на определенной части пространства и включающая все живые организмы, обитающие в этой местности, и совокупность факторов неживой природы, влияющих на их существование.

Части живой и неживой природы связывает постоянный круговорот энергетического обмена и обмена веществ, благодаря чему система получает способность к саморегуляции.

Одной из основных отличительных черт сложившегося биогеоценоза является его однородность по видам живых существ и присутствующим абиотическим факторам.

Энергетическая составляющая, как правило, опирается на получение солнечной энергии, ее поглощение и преобразование.

Составляющие биогеоценоза

Определяющая роль в существовании биогеоценоза принадлежит живым организмам, которые в биологии подразделяют на три основных вида:

продуценты – живые организмы, потребляющие питательные вещества для своей жизнедеятельности непосредственно из неживой природы. К ним относится большинство видов растений и некоторые виды бактерий;

консументы – организмы, использующие для своего питания готовую органику.

К ним относятся все животные, как травоядные, так и хищники, а также некоторые паразитические виды грибов, растений и бактерий;

редуценты – живые организмы, в процессе жизнедеятельности разлагающие органические соединения до простых веществ.

Разлагаемую органику представляют отмершие остатки продуцентов и консументов, которые, таким образом, возвращаются в биотоп, чтобы стать питательной средой для продуцентов.

С помощью этих трех компонентов осуществляется круговорот питательных веществ и энергии биогеоценоза. Продуценты поглощают неорганические вещества из почвы и солнечную энергию, благодаря чему имеют возможность строить свои клетки и наращивать объем органических веществ.

Консументы активно поедают продуцентов и друг друга, включая произведенные ими органические вещества в свой биохимический и энергетический обмен.

Функция редуцентов состоит в том, чтобы разлагать органику, остающуюся после отмирания живых организмов и тем самым возвращать питательные минеральные вещества обратно в почву.

Различные биогеоценозы образуются в неодинаковых условиях по степени дневной освещенности, климатическим условиям, составу почвы и т.д. Неудивительно, что их видовой состав, количество биомассы и количество межвидовых связей совершенно различны в разных экосистемах. Ученые рассматривают пространственную, видовую, трофическую и экологическую структурированность биогеоценоза.

Видовая структура – это разнообразие видов, входящих в биогеоценоз, и соотношение биомассы или численности всех составляющих его популяций. Биогеоценозы могут быть богатыми по видовому составу, если условия биотопа благоприятны для большинства видов живых существ, или бедными – живущими в не слишком благоприятных условиях (в пустынях, тундре и пр.).

Пространственная структура определяется, прежде всего, растительными составляющими биогеоценоза, которые чаще всего структурированы по вертикали. В каждом из растительных ярусов складывается свой состав растительных и животных обитателей, а также насекомых и микроорганизмов.

Читайте также:  Дыхание и обмен веществ у растений - биология

Экологическая структура биогеоценоза – это совокупность экологических групп живых существ, соотношение которых изменяется в зависимости от преобладающих абиотических факторов.

Трофическая структура – это количество и состав пищевых цепочек, образуемых совокупностью проживающих в биогеоценозе видов живых существ.

Как правило, биогеоценоз складывается в течение многих сотен, а иногда и тысяч лет.

Время от времени в его состав вводятся новые компоненты, которые либо занимают свое место в его структурах, либо постепенно удаляются благодаря существующей системе саморегуляции.

Источник: http://www.vseznaika.org/biology/chto-takoe-biogeocenoz-v-biologii/

Биогеоценоз (2)

Сохрани ссылку в одной из сетей:

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 определенной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии.

Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: озеро, сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году.

В зарубежной литературе — малоупотребимо.Содержание [убрать]

1 Биогеоценоз и экосистема

2 Свойства биогеоценоза

3 Основные показатели биогеоценоза

4 Пространственные характеристики

5 Механизмы устойчивости биогеоценозов

6 Формы существующих взаимоотношений между организмами в биогеоценозах

7 См. также

[править]

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 водные экосистемы, 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.

Экотоп — это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов. По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому термину фация.

[править]

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

[править]

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

[править]

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]

[править]

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.

[править]

Формы существующих взаимоотношений между организмами в биогеоценозах

Совместная жизнь организмов в биогеоценозах протекает в виде 6 основных типов взаимоотношений:

взаимополезные

симбиоз

мутуализм

Комменсализм

полезнонейтральные

нахлебничество

квартиранство

сотрапезничество

полезновредные

хищничество

паразитизм

полупаразитизм

взаимовредные

антагонизм

конкуренция

Нейтральновредные

аменсализм

Нейтральные (нейтрализм)

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111

Биогеоценоз (от био…, гео… и греч. koinós — общий), взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии; одна из наиболее сложных природных систем.

К живым компонентам Биогеоценоз относятся автотрофные организмы (фотосинтезирующие зелёные растения и хемосинтезирующие микроорганизмы) и гетеротрофные организмы (животные, грибы, многие бактерии, вирусы), к косным — приземный слой атмосферы с её газовыми и тепловыми ресурсами, солнечная энергия, почва с её водо-минеральными ресурсами и отчасти кора выветривания (в случае водного Биогеоценоз — вода). В каждом Биогеоценоз сохраняется как однородность (гомогенная или чаще мозаичногомогенная) состава и строения компонентов, так и характер материально-энергетического обмена между ними. Особенно важную роль в Биогеоценоз играют зеленые растения (высшие и низшие), дающие основную массу живого вещества. Они производят первичные органические материалы, вещество и энергия которых используются самими растениями и по цепям питания передаются всем гетеротрофным организмам. Зелёные растения через процессы фотосинтеза, дыхания поддерживают баланс кислорода и углекислого газа в воздухе, а через транспирацию участвуют в круговороте воды. В результате отмирания организмов или их частей происходит биогенная миграция и перераспределение в почве элементов питания (N, P, К, Ca и др.). Наконец, зелёные растения прямо или косвенно определяют состав и пространственное размещение в Биогеоценоз животных и микроорганизмов. Роль в Биогеоценоз хемотрофных микроорганизмов менее значительна. Гетеротрофы по специфике своей деятельности в Биогеоценоз могут быть разделены на потребителей, трансформирующих и отчасти разлагающих органические вещества живых организмов, и разрушителей, или деструкторов (грибы, бактерии), разлагающих сложные органические вещества в отмерших организмах или их частях до простых минеральных соединений. При всех превращениях происходят потеря первоначально накопленной энергии и рассеяние её в окружающем пространстве в форме тепла. В функционировании Биогеоценоз велика роль почвенных животных — сапрофагов, питающихся органическими остатками отмерших растений, и почвенных микроорганизмов (грибов, бактерий), разлагающих и минерализующих эти остатки. От их деятельности в значительной мере зависят структура почвы, образование гумуса, содержание в почве азота, превращение ряда минеральных веществ и многие другие свойства почвы. Без гетеротрофов невозможно было бы ни завершение биологического круговорота веществ, ни существование автотрофов, ни самого Биогеоценоз Косные компоненты Биогеоценоз служат источником энергии и первичных материалов (газов, воды, минеральных веществ). Материально-энергетический обмен между компонентами Биогеоценоз показан на помещенной ниже схеме Биогеоценоз (по А. А. Молчанову; приход и расход энергии выражены в ккал на 1 га).

Переход одного Биогеоценоз в другой в пространстве или во времени сопровождается сменой состояний и свойств всех его компонентов и, следовательно, сменой характера биогеоценотического метаболизма. Границы Биогеоценоз могут быть прослежены на многих из его компонентов, но чаще они совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов).

Толща Биогеоценоз 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, Биогеоценоз введено понятие биогеоценотических парцелл (см. рис.). Как и Биогеоценоз в целом, это понятие комплексное, т.к. в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера.

Биогеоценоз — динамичная система. Он непрерывно изменяется и развивается в результате внутренних противоречивых тенденций его компонентов.

Изменения Биогеоценоз могут быть кратковременными, обусловливающими легко обратимые реакции компонентов Биогеоценоз (суточные, погодные, сезонные), и глубокими, ведущими к необратимым сменам в состоянии, структуре и общем метаболизме Биогеоценоз и знаменующими смену (сукцессию) одного Биогеоценоз другим.

Они могут быть медленными и быстрыми; последние часто происходят под влиянием внезапных перемен в результате стихийных причин или хозяйственной деятельности человека (не только преобразующего и разрушающего природные Б, но и создающего новые, культурные Биогеоценоз).

Наряду с динамичностью, Биогеоценоз присуща и устойчивость во времени, которая обусловлена тем, что современные природные Биогеоценоз — результат длительной и глубокой адаптации живых компонентов друг к другу и к компонентам косной среды.

Поэтому Биогеоценоз, выведенные из устойчивого состояния той или иной причиной, после её устранения могут восстанавливаться в форме, близкой к исходной. Биогеоценоз, близкие по составу и структуре компонентов, по метаболизму и направлению развития, относят к одному типу Биогеоценоз, который является основной единицей биогеоценологической классификации. Совокупность Биогеоценоз всей Земли образует биогеоценотический покров, или биогеосферу. Изучение Биогеоценоз и биогеосферы составляет задачу науки — биогеоценологии.

Понятие Биогеоценоз введено В. Н. Сукачевым (1940), что явилось логическим развитием идей русских учёных В. В. Докучаева, Г. Ф. Морозова, Г. Н. Высоцкого и др. о связях живых и косных тел природы и идей В. И. Вернадского о планетарной роли живых организмов. Биогеоценоз в понимании В. Н.

Сукачева близко к экосистеме в толковании английского фитоценолога А. Тенсли, но отличается определённостью своего объёма.

Биогеоценоз — элементарная ячейка биогеосферы, понимаемая в границах конкретных растительных сообществ, тогда как экосистема — понятие безразмерное и может охватывать пространство любой протяжённости — от капли прудовой воды до биосферы в целом.

В близком к понятию Биогеоценоз смысле физико-географы употребляют также термин фация.

1111111111111111111111111111111111

Лекция 7. Экосистемы

Условием существования всех живых организмов является поток вещества и энергии. В своей жизнедеятельности организмы используют энергию химических связей органических молекул, из которых состоят их тела.

Сами же эти молекулы они либо синтезируют из простых неорганических веществ, которые получают из окружающей среды, либо преобразуют из соединений, поступающих из тел других организмов. Соответственно этому все живые существа по типу питания делятся на автотрофных и гетеротрофных.

Автотрофы используют для синтеза либо энергию солнечного света (фототрофы), либо энергию химических связей неорганических веществ (хемотрофы). Гетеротрофы энергетически зависят от других организмов, т.к. в состоянии преобразовывать только органические соединения.

Источник: http://works.doklad.ru/view/J00e1mAOrWc.html

Экологическая система. Биогеоценоз как открытая биологическая система. Структура биогеоценоза. Пищевые цепи и сети в биогеоценозе

Любая биоединица (биосистема) включает все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимосвязанная с физической средой представляет собой экосистему.

Читайте также:  Работа и утомление мышц - биология

Экосистема – надорганизменное объединение с определённым видовым составом.

Экосистема (от греческого oikos — жилище, местопребывание и systema — сочетание, объединение) – совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений и процессов

Термин был предложен в 1935 г. английским экологом Тенсли. В.Н. Сукачёв разработал концепцию биогеоценоза.

Биогеоценоз – динамическое и устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящееся в постоянном взаимодействии и непосредственном контакте с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы

Биогеоценоз (экосистема) – основная функциональная единица в экологии, поскольку в него входят организмы и неживая среда – компоненты, взаимно влияющие друг на друга и необходимые для поддержания жизни на Земле. Биогеоценоз состоит из биотической (биоценоз) и абиотической (экотоп) частей, которые связаны непрерывным обменом веществом, и представляет собой энергетически и вещественно открытую систему.

Экосистемы – открытые системы, поэтому важной составной частью концепции биогеоценоза является среда на выходе и среда на входе. Среда на входе, например, солнечная энергия, минеральные вещества почвы, газы атмосферы, вода. Среда на выходе – теплота, кислород, углекислый газ, биогенные вещества, переносимые водой, перегной.

В составе экосистемы можно выделить следующие компоненты:

· неорганические вещества, включённые в круговорот (C, N, CO2, NO2 и др.)

· органические соединения (белки, жиры, углеводы и др.), связывают биотическую и абиотическую составляющие.

Как через любую диссипативную (т.е. рассеивающую энергию) систему, через биогеоценоз протекает регулируемый поток энергии. Эта энергия затрачивается на обеспечение постоянного круговорота веществ, поддержание целостности системы и обеспечение ее эволюции. Энергия проходит через серию трофических уровней, являющихся звеньями цепей питания.

Пищевая цепь – перенос пищи (энергии) от её источника (автотрофа) через ряд организмов, происходящий путём поедания одних организмов другими.

При каждом очередном переносе 80-90% энергии теряется, переходя в тепло.

В случайных природных сообществах организмы, получающие свою энергию от солнца через одно число ступенек считают принадлежащими к одному трофическому уровню.

Трофические уровни:

1) продуценты – зелёные растения (автотрофы)

2) первичные консументы – травоядные животные

3) вторичные консументы – первый хищник, поедающий травоядных

4) редуценты – организмы, минерализующие органическое вещество: микроорганизмы почвы, простейшие, грибы (детритоядные).

Энергия, накопленная в растительной биомассе – первичная продукцию биогеоценоза, источник энергии и материал создания биомассы растительноядных животных и далее по пищевой цепи.

Количество энергии, расходуемой на поддержание собственной жизнедеятельности, в цепи трофических уровней растет (в том числе и с повышением уровня организации), а продуктивность падает. Продуктивность последующего трофического уровня составляет как правило не более 5—20% предыдущего.

Снижение количества доступной энергии на каждом последующем трофическом уровне сопровождается уменьшением биомассы и численности особей. Это отражается: в соотношении растительной и животной биомасс, сходства пирамид биомасс и численности организмов.

Главный компонент биогеоценоза – биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты (продуценты, консументы, редуценты) которой взаимосвязаны и населяют относительно однородное жизненное пространство (участок суши или водоёма).

Важнейшей характеристикой биоценоза является постоянное прямое или опосредованное взаимодействие популяций организмов друг с другом.

Пример: насекомоядные птицы не оказывают прямого действия на растения, но снижают численность насекомых, питающихся листьями или опыляющих растения, и так воздействуют на воспроизведение фитобиомассы.

Экологические влияния отдельной популяции распространяются во всех направлениях, но по мере прохождения последовательных звеньев в цепи взаимодействия интенсивность влияния ослабевает.

Показатели структуры и функционирования биоценозов: видовой состав, число трофических уровней, первичная продуктивность, интенсивность потока энергии и круговоротов веществ.

Структура биоценозов складывается в процессе эволюции, каждый вид организмов эволюционирует так, чтобы занять в биоценозе определенное место.

В результате достигается взаимоприспособленность (коадаптация) видов – обязательное условие стабильности биоценоза.

Наиболее устойчивые биогеоценозы характеризуются:

1) большим видовым разнообразием

2) наличием неспециализированных видов (способны менять источники питания)

3) слабой степенью отграниченности от соседних экологических систем

4) большой биомассой.

Тесные коадаптации популяций разных видов в составе биоценоза, проявляются на фенотипическом уровне, но являются результатом микро- и макроэволюционных процессов, затрагивающих их генофонды. Экологический гомеостаз основан на коадаптациях популяционных генофондов и проявляется как свойство наследственности на биогеоценотическом уровне.

Приобретение или утрата экосистемой новых видов, изменение скорости, объема круговорота веществ, приспособление биоценоза к меняющимся экологическим факторам – проявление свойства изменчивости. Обмен веществ имеет в биогеоценозе в виде биогенного круговорота. Существует самовоспроизведение, в результате которого на базе исходного биогеоценоза возможно возникновение дочерних экосистем.

Благодаря этому биогеоценозы способны эволюционировать.

Эволюция биогеоценозов

Сукцессия – заселение пригодной к жизни по набору абиотических факторов территорий. В соответствии с трофической структурой биоценоза первостепенная роль принадлежит растительным организмам. Если растений на территории не было, сукцессия называется первичной, если растительный покров существовал, но был разрушен, вторичной.

В процессе изменяются видовой состав биоценоза и характеристики местообитания. Затем заселяются представители животного мира, биогеоценоз становится обогащается видами, цепи питания усложняются, разветвляются, превращаясь в сети питания. Активизируется функция редуцентов, возвращающих органическое вещество из почвы в состав биомассы.

Объем биомассы растет.

Климакс — образованием сообщества, видовой состав которого в дальнейшем изменяется незначительно. Скорость сукцессии по мере приближения к состоянию климакса снижается. Между элементами биоценоза и физической средой по достижении климакса устанавливается равновесие.

Устойчивое равновесие климаксных сообществ проявляется в способности возвращаться в исходное состояние после кратковременных внешних воздействий, изменяющих условия существования, т.е. противостоять воздействиям. Устойчивость зависит от гомеостатических реакций организмов и популяций и от условий физической среды.

Взаимная адаптация – процесс соотносительной эволюции популяций разных видов, включенных в состав эволюционирующего биогеоценоза, сопровождающейся направленными изменениями аллелофондов этих популяций. В результате система аллелофондов биогеоценоза в целом как уровня организации жизни изменяется.

Эволюция биогеоценоза базируется на эволюции отдельных популяций разнообразных организмов. Результат – возникновение сообщества, включающего в себя новые виды, каждый из которых выполняет присущую только ему функцию в целостной системе.



Источник: https://infopedia.su/1x4d00.html

Понятие биогеоценоза

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 (атмосферы, 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 энергии 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 экосистема, 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 элементов биоценозов было сформировано в начале 50-х годов XX в. отечественными учеными — зоологом Владимиром Николаевичем Беклемишевым и геоботаником Леонтием Григорьевичем Раменским.

Консорции состоят из центрального ядра (детерминанта консорции), образованного ценотической популяцией автотрофного неэпифитного вида растений, и связанных с ней прямыми или опосредованными (косвенными) связями организмов, образующих ряд уровней взаимодействия — концентров.

В первый из них «ходят организмы, непосредственно связанные с популяцией земского растения или только трофически (т. е. пищевыми отношениями; большинство животных — фитофаги), или только топически (т. е.

условиями местообитания; эпифиты, лианы, животные, гнездящиеся на автотрофных растениях), или и трофически и топически (паразитные организмы, животные эндобионты, симбионты). Трофически связанные с автотрофным растением организмы получают от него вещество и энергию.

Животные эндобионты, фитопаразиты, а также симбионты, контактно связанные зелеными растениями, не только получают от них энергию и вещества, но и выделяют в их ткани свои метаболиты.

Организмы, входящие в состав второго концентра, используют в качестве источника энергии и веществ организмы, образующие первый концентр (фитофаги, фитопаразиты, сапрофиты), как в живом, так и в отмершем состоянии, а также экскременты животных — фитофагов и сапрофагов. В соответствии с этим в состав второго концентра входят зоофаги (хищники), зоопаразиты, микофаги (питающиеся грибами), сапротрофы второго порядка и др. Аналогична структура последующих концентров консорций.

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.

Читайте также:  Мышцы и их функции - биология

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 Земли, 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.

К гетеротрофам относят животных, грибы, бактерии (паразиты, сапрофиты).

Источник: http://www.polnaja-jenciklopedija.ru/biologiya/ponyatie-biogeotsenoza.html

Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г

Структура биогеоценоза (экосистемы)

Видовая структура биогеоценоза. Формирование биогеоценоза осуществляется за счет межвидовых связей, которые определяют его структуру, т. е. упорядоченность строения и функци-нирования экосистемы. Различают видовую, пространственную и трофическую структуру биогеоценоза.

Под видовой структурой биогеоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение численности или биомассы всех входящих в него популяций.

Организмы разных видов обладают неодинаковыми требованиями к среде, поэтому в разных экологических условиях формируется неодинаковый видовой состав.

Если биологические особенности какого-то вида резко отличаются в этом плане от других видов, то этот вид вследствие конкуренции выпадает из сообщества и входит в другой, соответствующий ему биогеоценоз.

Другими словами, в каждом биогеоценозе происходит естественный отбор наиболее приспособленных к данным экологическим условиям организмов.

Различают бедные и богатые видами биогеоценозы. В полярных ледяных пустынях и тундрах при крайнем дефиците тепла, в безводных жарких пустынях, сильно загрязненных сточными водами водоемах сообщества крайне бедны видами, поскольку лишь немногие из них могут адаптироваться к таким неблагоприятным условиям.

В тех же биотопах, где условия абиотической среды близки к оптимальным, наоборот, возникают чрезвычайно богатые видами сообщества (общее число видов живых организмов в таких экосистемах составляет от нескольких сотен до многих тысяч). Примерами могут служить влажные тропические леса, сложные дубравы, пойменные луга.

Видовой состав молодых, формирующихся сообществ (например, молодые посадки сосны) обычно беднее сложившихся, зрелых.

Виды, преобладающие в биогеоценозе по численности особей или занимающие большую площадь, называют доминантами. Например, в наших лесах среди деревьев доминирует ель, в травяном покрове — кислица, зеленый мох, среди мышевидных грызунов — полевки и т. д. Однако далеко не все доминантные виды одинаково влияют на биогеоценоз.

Среди них выделяются те, которые играют главенствующую роль в определении состава, структуры и свойств экосистемы путем создания среды для всего сообщества. Такие средообразующие виды называются эдификаторами.

Основными эдификаторами (созидателями, строителями сообщества) наземных биогеоценозов являются растения; в лесах это ель, дуб, на низинных болотах — осоки, на верховых болотах — сфагновый мох.

Каким же образом определенные виды растений создают среду для всего сообщества? В качестве примера рассмотрим хвойный лес. В ясные летние дни под пологом елового леса освещенность в 1,5—2 раза меньше, а температура воздуха на 0,2—0,8°С ниже, чем под широколиственными деревьями.

Под густые кроны ели проникает в 2—2,5 раза меньше атмосферных осадков, чем под кроны березы, осины, дуба. При этом дождевые воды, стекающие с крон ели, имеют кислую реакцию (рН 3,5-4,0).

И наконец, опад под елью состоит преимущественно из хвои, которая очень медленно разлагается, в результате чего под елью формируется мощная подстилка с низким содержанием необходимого для всех растений гумуса.

Таким образом, ель в процессе своей жизнедеятельности настолько изменяет условия среды, что данный биотоп становится непригодным для существования многих видов живых организмов. Тут поселяются только те виды, которые приспособлены к жизни в таких условиях (например, кислица, майник, зеленый мох).

В некоторых случаях здификаторами могут быть и животные. Например, на территориях, занятых колониями сурков, именно их деятельность определяет в основном характер ландшафта, микроклимат и условия произрастания травянистых растений.

Кроме относительно небольшого числа видов-доминантов, в состав биогеоценоза входит обычно множество малочисленных и даже редких форм, которые создают его видовое богатство, увеличивают разнообразие биоценотических связей и служат резервом для пополнения и замещения доминантов.

Эти виды придают биогеоценозу устойчивость и обеспечивают его функционирование в разных условиях. Следовательно, чем выше видовое разнообразие, тем полнее используются ресурсы среды обитания и тем стабильнее биогеоценоз.

Кроме того, большое биоразнообразие является гарантом сложности пространственной структуры ценоза.

Пространственная структура. Эта структура биогеоценоза определяется прежде всего сложением фитоценоза.

Как правило, фитоценозы расчленены на достаточно хорошо отграниченные в пространстве (по вертикали и по горизонтали), а иногда и во времени элементы структуры, или ценоэлементы.

К основным ценоэлементам относятся ярусы и микрогруппировки. Первые характеризуют вертикальное, вторые — горизонтальное расчленение фитоценозов.

Основной фактор, определяющий вертикальное распределение растений, — количество света, обусловливающее температурный режим и режим влажности на разных уровнях над поверхностью почвы в биогеоценозе.

Растения верхних ярусов более светолюбивы, чем низкорослые, и лучше них приспособлены к колебаниям температуры и влажности воздуха; нижние ярусы образованы растениями менее требовательными к свету; травянистый покров леса в результате отмирания листьев, стеблей, корней участвует в процессе почвообразования и тем самым влияет на растения верхнего яруса.

Ярусы (I—V) особенно хорошо заметны в лесах умеренного пояса (рис. 14.4). В них можно выделить 5-6 ярусов: первый (верхний) ярус образуют деревья первой величины (дуб черешчатый, липа сердцевидная, вяз гладкий и др.); второй — деревья второй величины (рябина обыкновенная, дикие яблоня и груша, черемуха и др.

); третий ярус составляет подлесок, образованный кустарниками (лещина обыкновенная, крушина ломкая, бересклет европейский и др.

); четвертый ярус состоит из высоких трав (чи-стец лесной, крапива, сныть обыкновенная) и кустарничков (черника); пятый ярус сложен из низких трав (осока волосистая, копытень европейский); в шестом ярусе — мхи, лишайники.

Рис14.4. Ярусность в лесном фитоценозе.

Животные также преимущественно приурочены к тому или иному ярусу растительности. Например, среди птиц есть виды, гнездящиеся только на земле (фазановые, тетеревиные, трясогузки, коньки, овсянки), другие — в кустарниковом ярусе (дрозды, славки, снегири) или в кронах деревьев (зяблики, щеглы, корольки, крупные хищники и др.).

Подземная ярусность фитоценозов, как правило, отсутствует. Установлено, что за очень редким исключением общая масса подземных органов закономерно снижается сверху вниз.

Особенно существенно убывание количества мелких сосущих корней, основная масса которых приурочена к верхнему горизонту почвы, где сосредоточено более 90% всех корней.

Такое распределение активной части корней связано с образованием в поверхностных горизонтах почвы наибольшего количества доступных для растений элементов минерального питания, в первую очередь азота. В ряде случаев играет роль ухудшение (сверху вниз) условий аэрации.

Все это определяет даже для глубоко укореняющихся растений значимость использования поверхностного горизонта почвы, в которой они формируют постоянно или временно существующие корни. Доказательством этого служит, например, приуроченность к одному и тому же горизонту почвы поверхностно укореняющихся усваивающих корней кислицы обыкновенной и более глубоко укореняющейся ели.

Расчлененность (неоднородность) в горизонтальном направлении — мозаичность — свойственна практически всем биогеоценозам. Мозаичность выражается наличием в бигеоценозе различных микрогруппировок, которые различаются видовым составом, количественным соотношением разных видов, сомкнутостью, продуктивностью и другими признаками и свойствами.

Неравномерность в распределении видов живых организмов в пределах биогеоценозов и связанная с этим мозаичность обусловлены рядом причин: особенностями биологии размножения и формы растений, неоднородностью почвенных условий (наличие понижений и повышений), средообразующим влиянием растений и др. Мозаичность может возникнуть в результате деятельности животных (образованием муравейников, вытаптыванием травостоя копытными и др.) или человека (выборочная рубка, кострища и т. д.).

Экологическая структура биогеоценоза.

Каждый биогеоценоз слагается из определенных экологических групп организмов, соотношение которых отражает экологическую структуру сообщества, складывающуюся в течение длительного времени в определенных климатических, почвенно-грунтовых и ландшафтных условиях строго закономерно. Например, в биогеоценозах разных природных зон закономерно изменяется соотношение фитофагов (животных, питающихся растениями) и сапрофагов. В степных, полупустынных и пустынных районах фитофаги преобладают над сапрофагами, а в лесных сообществах, наоборот, сильнее развита сапрофагия. В глубинах океана основным типом питания является хищничество, тогда как на освещенной поверхности водоема преобладают фильтраторы, потребляющие фитопланктон, либо виды со смешанным питанием.

Экологическую структуру биогеоценозов отражает и соотношение таких групп растений, как гигрофиты, мезофиты и ксерофиты, а среди животных — гигрофилы, мезофилы и ксерофилы.

Естественно, что в засушливых местообитаниях преобладают растения с ксероморфными признаками (склерофиты и суккуленты), а на сильно увлажненных территориях — гигрофиты.

Разнообразие и обилие представителей той или иной экологической группы организмов обеспечивает их высокую плотность на единицу поверхности, максимальную биологическую продуктивность, оптимальные конкурентные отношения и, наконец, дает четкое представление об особенностях того или иного биотопа.

Основу трофической (пищевой) структуры биогеоценоза составляют цепи питания (см. § 14.7.3). Таким образом, структура биогеоценоза дает возможность определить свойства того или иного сообщества, выяснить перспективу его устойчивости во времени и пространстве, а также предвидеть возможные последствия воздействия на него антропогенного фактора.

Информация с сайта http://sbio.info

Источник: http://lotoskay.ucoz.ru/publ/struktura_biogeocenoza_ehkosistemy/1-1-0-108

Ссылка на основную публикацию