Биогеоценоз – определение об экосистемах, структура и состав

Экосистема и ее факторы

Экосистема (греч. oikos – жилище) – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.

Вы можете встретить синоним понятия экосистема – биогеоценоз (греч. bios – жизнь + geo – земля + koinos – общий). Следует разделять биогеоценоз и биоценоз. В понятие биоценоз не входит компонент окружающей среды, биоценоз – совокупность исключительно живых организмов со связями между ними.

Совокупность биогеоценозов образует живую оболочку Земли – биосферу.

Продуценты, консументы и редуценты

Организмы, населяющие биогеоценоз, по своим функциям разделены на:

    Продуцентов

Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические вещества, потребляемые животными.

Животные – потребители готового органического вещества. Встречаются консументы I порядка – растительноядные организмы, консументы II, III и т.д. порядка – хищники.

Это сапротрофы (греч. sapros – гнилой + trophos – питание) – грибы и бактерии, а также некоторые растения, которые разлагают останки мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ, они преобразуют накопленные организмами органические вещества в неорганические.

Продуценты, консументы и редуценты образуют в экосистеме так называемые трофические уровни (греч. trophos – питание), которые тесно взаимосвязаны между собой переносом питательных веществ и энергии – процессом, который необходим для круговорота веществ, рождения новой жизни.

Пищевые цепи

Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.

Трофические цепи бывают двух типов:

  • Пастбищные – начинаются с продуцентов (растений), производителей органического вещества
  • Детритные (лат. detritus – истертый) – начинаются с органических веществ отмерших растений и животных

В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем, что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.

Экосистемы обладают важным свойством – устойчивостью, которая противостоит колебаниям внешних факторов среды и помогает сохранить экосистему и ее отдельные компоненты. Устойчивость экосистемы обусловлена:

  • Большим разнообразием обитающих видов
  • Длинными пищевыми цепочками
  • Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
  • Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)

Экологическая пирамида

Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы (пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей с повышением трофического уровня.

Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.

Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и 10000 кг фитопланктона.

Агроценоз

Агроценоз – искусственно созданный биоценоз. Между агроценозом и биоценозом существует ряд важных отличий. Агроценоз характеризуется:

  • Преобладает искусственный отбор – выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами
  • Источник энергии – солнце (открытая система)
  • Круговорот веществ – незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая)
  • Видовой состав – скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи)
  • Устойчивость экосистемы – снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные
  • Биомассы на единицу площади – мало

Биоценоз характеризуется:

  • Преобладает естественный отбор – выживают наиболее приспособленные особи
  • Источник энергии – солнце (открытая система)
  • Круговорот веществ – замкнутый
  • Видовой состав – разнообразный, тысячи видов
  • Устойчивость экосистемы – высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные
  • Биомассы на единицу площади – много

Факторы экосистемы

Любой организм в экосистеме находится под влиянием определенных факторов, называемых экологическими факторами. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

    Абиотические (греч. α — отрицание + βίος — жизнь)

К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы. Существуют физические – климат, рельеф, химические – состав воды, почвы, воздуха. В понятие климата можно включить такие важные факторы как освещенность, температура, влажность.

К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).

К антропогенным факторам относится влияние человека на окружающую среду в процессе хозяйственной и другой деятельности. Человек “разумный” (Homo “sapiens”) вырубает леса, осушает болота, распахивает земли – уничтожает дом для сотен видов животных.

В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились “озоновые дыры”, ускорилось глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.

За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ, растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого организма вырабатывается своя адаптация.

Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.

Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность человека играет решающий фактор в исчезновении видов.

Читайте также:
Приспособленность организмов к среде обитания - виды, черты характера

Закон оптимума

Если фактор оказывает на жизнедеятельность организма благоприятное влияние (отлично подходит для животного/растения), то про фактор говорят – оптимальный, значение фактора в зоне оптимума. Зона оптимума – диапазон действия фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности.

За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума, то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.

Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим (лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор, который более всего отклоняется от своего оптимального значения.

Метафорически представить этот закон можно с помощью “бочки Либиха”. Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора сводит на нет благоприятность остальных факторов.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты

Содержание:

Содержание:

  • Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты: продуценты, консументы, редуценты, их роль.
  • Видовая и пространственная структуры экосистемы.
  • Трофические уровни.
  • Цепи и сети питания, их звенья.
  • Правила экологической пирамиды.
  • Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания).

Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты: продуценты, консументы, редуценты и их роль

Экосистема (или биогеоценоз) – это открытая, саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся биологическая система, состоящая из взаимодействующих между собой организмов живой природы (биоценоз) и окружающей их неживой среды (биотоп). Озеро, степь, лес, болото – типичные примеры природных экосистем.

ЭКОСИСТЕМА = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП

Термин «экосистема» был предложен ботаником А. Тенсли в 1935 году. Он считал, что любая совокупность живых организмов, как органического компонента, и неживой природы, как неорганического компонента, формирует экосистему. Для А. Тенсли органика и неорганика в экосистеме равноценные части, которые нельзя исключать.

Классификация экосистем

По происхождению все экосистемы делят на природные (естественные), антропогенные (искусственные) и социоприродные (смешанные).

  • природные – это экосистемы естественного происхождения, в которых круговорот веществ происходит без участия человека (например, озеро Байкал, сибирский лес, сосновый бор);
  • антропогенные – это искусственные экосистемы, созданные человеком и существующие при его поддержке (например, агроэкосистема, которая не может существовать без непосредственного участия человека). Как правило, агроэкосистема требует внесения питательных веществ (удобрений) в почву вследствие выноса из нее основной части биомассы с продукцией (сельскохозяйственного производства);
  • социоприродные – это естественные экосистемы, измененные человеком (например, водохранилище, парк).

По источнику получаемой энергии экосистемы делятся на автотрофные и гетеротрофные.

  • автотрофные – это экосистемы, способные сами обеспечивать себя энергией, получаемой от Солнца, благодаря деятельности собственных организмов: фотоавтотрофов или хемоавтотрофов. Многие природные и некоторые антропогенные экосистемы относятся именно к автотрофному типу.
  • гетеротрофные – это экосистемы, которые получают энергию в виде готовых органических соединений, синтезированных организмами, не входящими в структуру данных экосистем. Некоторые природные и антропогенные системы могут принадлежать к гетеротрофному типу (например, экосистемы глубин океанов используют органические остатки, которые падают сверху или города с их линиями электропередач).

В экосистеме выделяют два основных компонента:

  1. биотический;
  2. абиотический.

Биотический компонент подразделяется на автотрофный и гетеротрофный:

автотрофный – это организмы, называемые продуцентами, которые сами производят органическое вещество из простых неорганических веществ с использованием энергии солнечного света (фотоавтотрофы) или энергии, выделяющейся при химических реакциях (хемоавтотрофы). К группе автотрофных организмов принадлежат все зеленые растения и некоторые представители бактерий, способные фотосинтезировать. Простыми неорганическими веществами для фотоавтотрофов служат углекислый газ и вода. В процессе жизнедеятельности они образуют на свету органические вещества – углеводы или сахара. Кислород выделяется как побочный продукт:

Хемоавтотрофы используют энергию химических связей. Типичными представителями являются нитрифицирующие бактерии, способные окислять аммиак сначала до азотистой, а затем до азотной кислоты:

Выделившаяся при этих реакциях химическая энергия (Q) используется бактериями для образования органических веществ в процессе восстановления углекислого газа до углеводов.

гетеротрофный – это организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества. Сами они не могут производить органические соединения, поэтому получают их в готовом виде. К гетеротрофам принадлежат консументы и редуценты.

Консументы – это гетеротрофные организмы, потребляющие готовое органическое вещество, созданное продуцентами, и использующие его как источник энергии и питательного материала. Все животные, некоторые микроорганизмы и паразитические растения являются консументами. Консументы делятся на фаготрофов, питающихся животными и растительными организмами, и сапротрофов, питающихся мертвыми остатками.

Классификация консументов:

  • консументы первого порядка, или фитофаги – это гетеротрофные организмы, для которых источником пищи служат фотосинтезирующие растения;
  • консументы второго порядка – это животные, поедающие фитофагов;
  • консументы третьего и четвертого порядков – это живые организмы, питающиеся соответственно консументами второго и третьего порядков.

Редуценты, или деструкторы – это микроорганизмы (бактерии, грибы), которые разлагают все растительные и животные остатки до простых неорганических соединений.

Читайте также:
Плауновидные растения 🌿 виды и названия, примеры представителей, признаки, происхождение, где обитают, особенности строения, характеристика

К абиотическим факторам относятся влияния неживой природы: свет, температура, влажность.

Видовая и пространственная структуры экосистемы

При рассмотрении любых экосистем в горизонтальном и вертикальном направлении, можно отметить неоднородность расположения в них живых организмов.

Видовая структура экосистемы – это многообразие видов, их взаимодействие и соотношение численности. Различные сообщества, состоящие из разных видов, образуют видовое разнообразие экосистемы. Например, в степи на площади 100 м 2 произрастают растения, принадлежащие к 100 разным видам.

Видовая структура экосистемы определяется также и соотношением численности особей разных видов в экосистеме. Например, в одном лесу могут обитать около 10 видов птиц по 100 особей каждого вида. В другом лесу то же количество видов включает неоднородное соотношение особей каждого вида: особи одних видов по численности могут превосходить другие виды, и наоборот. Виды, в популяции которых содержится наибольшее количество особей, называются доминантами. Например, в степях доминантами являются ковыль и типчак, так как именно представители этих видов преобладают в экосистеме по численности. Доминанты определяют структуру экосистемы и, как правило, не имеют врагов, что дает им заметное преимущество к процветанию.

Эдификатор — основной образователь среды. Обычно доминирующий вид является и эдификатором. Например, сосна в сосновом бору считается как доминантом, так и эдификатором. Во-первых, по биомассе сосна значительно превосходит остальные организмы данной экосистемы, а во-вторых, она создает условия для существования “соседей”, затеняя нижние ярусы, окисляя почву.

Пространственная структура экосистемы – это расположение популяций разных видов в экосистеме. Пространственная структура экосистемы бывает вертикальной и горизонтальной. Растительность определяет главным образом вертикальную структуру экосистемы. Совокупность растений одинаковой высоты формирует ярусы. Выделяют около пяти ярусов, образованных разными жизненными формами растений: древесный (верхний и нижний), кустарниковый, кустарниково-травяной, мхово-лишайниковый. Высокие деревья (сосна, ель, дуб, береза) составляют верхний (первый) ярус. Далее располагаются деревья пониже (рябина, осина, черемуха, яблоня), образующие второй ярус. Затем идут кустарники (шиповник, жимолость, крушина, ежевика), формирующие третий ярус. Мхи, низкорослые травы и лишайники создают самый нижний ярус.

Ярусное расположение растительности определяется, прежде всего, их неодинаковой потребностью в солнечном свете: верхний ярус занимают светолюбивые растения, под пологом которых прячутся теневыносливые.

Животные также могут занимать тот или иной растительный ярус, практически не покидая его.

Ярусность бывает не только надземная, но и подземная. Почвенную ярусность определяет характер залегания корневой системы различных растений. Корни наиболее высоких деревьев проникают на большую глубину, чем корни кустарников, ближе к поверхности располагаются корни мелких травянистых растений, а непосредственно на ней — мхи. При этом, в поверхностных слоях почвы корней значительно больше, чем в глубинных.

Горизонтальная структура экосистемы (мозаичность) – это неравномерное распределение популяций отдельных видов по площади. Мозаичность возникает вследствие неоднородности рельефа почвы, а также может быть результатом деятельности человека (например, кострища, выборочная рубка). Животные тоже оказывают влияние на горизонтальную структуру экосистемы (вытаптывание копытными травостоя, образование муравейников).

Вертикальная и горизонтальная структуры экосистемы позволяют организмам наиболее эффективно использовать световой поток, минеральные вещества почвы и влагу.

Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья

Трофический (пищевой) уровень — комплекс организмов с одинаковым типом питания, занимающих определенное положение в пищевой цепи.

Пищевая цепь – последовательность живых организмов, способных передавать питательные вещества и энергию от продуцентов (растений) к консументам (хищникам). Соседние звенья пищевой цепи формируют отношения по принципу «пища – потребитель». То есть, если одна группа организмов становится пищей для другой группы, звенья будут сцеплены.

Классификация трофических уровней:

  1. первый — образуют продуценты (фотосинтезирующие растения);
  2. второй — консументы I порядка (травоядные животные: овцы, зайцы, насекомые);
  3. третий — консументы II порядка (первичные хищники, для которых пищей служат травоядные животные: змея, поедающая грызунов, или волк, питающийся кроликом);
  4. четвертый — консументы III порядка (хищники, питающиеся консументами II порядка, или вторичные хищники: сова, поедающая змей).

Особи одного вида могут занимать несколько трофических уровней в зависимости от источников пищи (например, белый медведь, потребляя ягоды, считается консументом I порядка, но, поедая грызуна, становится консументом II порядка).

Вершину пищевой цепи обычно занимают высшие хищники, которые, как правило, не имеют серьезных врагов (например, крокодил или акула).

Заключенная в одних организмах энергия потребляется другими организмами в процессе круговорота веществ. Перенос энергии и пищи от ее источника — автотрофов (продуцентов) через ряд организмов происходит по пищевой цепи, путем поедания одних организмов другими. Пищевая цепь — это ряд видов или их групп, каждое предыдущее звено в котором служит пищей для следующего. Число звеньев в ней может быть различным, но обычно их бывает 3 — 5.

Пищевые цепи подразделяются на:

  • пастбищные;
  • детритные.

Пастбищные пищевые цепи – это цепи выедания. Основным источником пищи здесь являются зеленые растения (продуценты).

  • Например, трава (автотроф) → заяц → лиса. Такие пищевые цепи находятся в непосредственной зависимости от солнечной энергии. Круговорот веществ и энергии в природе определяется пастбищными пищевыми цепями.

Детритные пищевые цепи – это цепи разложения, где в качестве главного источника пищи используются отмершие останки. Органические останки, или детрит, формируют начало детритных пищевых цепей.

  • Например, листовой опад (детрит) → дождевой червь → дрозд → ястреб-перепелятник. Этот тип пищевой цепи меньше зависит от энергии Солнца. Главный фактор существования данной цепи – приток органических веществ из другой системы. Детритные пищевые цепи осуществляют накопление веществ и энергии в экосистеме.

Значение пищевой цепи:

  1. изучение пищевых цепей позволяет проследить кормовые взаимодействия между разными организмами в экосистеме;
  2. знания о пищевых цепях дают возможность оценить механизм движения энергии и проследить перемещение веществ в экосистеме.
Читайте также:
Волк - информация, виды и породы, где живет, интересные факты

Пищевые цепи не изолированы друг от друга. Они взаимодействуют между собой, формируя пищевые сети. Пищевая сеть – это условное образное обозначение трофических взаимоотношений продуцентов, консументов и редуцентов в сообществе. Оценивая схемы пищевых цепей, можно отметить, что каждый организм питается только каким-то определенным организмом. На самом деле, это не всегда так. Как правило, живые организмы могут использовать в качестве источника пищи организмы из разных популяций. Даже организмы из смежных пищевых цепей могут выступать для них компонентом питания. Таким образом, возможно переплетение пищевых цепей с образованием пищевых сетей.

Правила экологической пирамиды

На каждом последующем уровне продукция примерно в 10 раз меньше предыдущего. Это правило экологических пирамид в 1927 году объявил зоолог Чарлз Элтон для отображения экологической структуры. Структурой для построения экологических пирамид служат пищевые цепи. Чарлз Элтон разработал графическую модель в форме пирамиды, основание которой занимают продуценты. Объем каждого верхнего этажа по сравнению с предыдущим уменьшается. Над уровнем продуцентов залегает уровень консументов I порядка. Выше находятся консументы остальных порядков.

Позже эколог Р. Линдеман в 1942 году вывел правило 10%: на каждый следующий более высокий трофический уровень переходит около 10% энергии предыдущего уровня. 90% энергии при переносе ее от звена к звену рассеивается в виде тепла. Поэтому, в связи с колоссальной потерей энергии, количество трофических уровней ограничено и не превышает четырех-пяти звеньев. Чем дальше от начала располагаются звенья цепи, тем меньше энергии достается следующим трофическим уровням.

Энергия (C) тратится на разнообразные процессы жизнедеятельности организмов. Часть идет на построение клеток, а именно на прирост (P). Часть расходуется на прохождение энергетического обмена (R) и на процесс дыхания (i). Некоторая часть энергии выводится из организма в качестве неусвояемых продуктов жизнедеятельности (F). Следовательно, общее количество энергии будет складываться из отдельных составляющих:

Очевидно, что не все слагаемые будут переходить на следующий трофический уровень. Например, энергия, затраченная на дыхание, уходит из экосистемы. Таким образом, каждый последующий уровень всегда будет получать меньше энергии, чем первоначально содержится в предыдущем.

Правило 10% (принцип Линдемана) – основной закон пирамиды энергии.

Типы экологических пирамид:

  • пирамида чисел (численностей) – отражает численность отдельных организмов по трофическим цепям, показывая уменьшение числа особей от продуцентов к редуцентам. Например, чтобы прокормить одного волка, нужно несколько кроликов; чтобы прокормить этих кроликов, нужно большое численное многообразие растений;
  • пирамида биомасс – показывает соотношение продуцентов, консументов и редуцентов в экосистеме, выраженное в их массе. Обычно каждый последующий уровень по массе в 10 раз меньше, чем предыдущий;
  • пирамида энергии – отражает силу потока энергии через последовательные трофические уровни, т.е. эта пирамида отражает скорость прохождения массы пищи через трофическую цепь. Таким образом, структура биоценоза зависит главным образом не от количества фиксированной энергии, а от скорости продуцирования пищи.

Экологическая пирамида может быть перевернута основанием вверх, то есть предыдущие уровни могут иметь меньшую плотность и биомассу, чем последующие. Основным фактором для этого служит высокая скорость воспроизводства популяции жертвы. Например, множество насекомых, обитающих на одном дереве.

Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)

Схемы цепей питания позволяют нам получить полную информацию о кормовой структуре биогеоценоза. В отличие от обычного бессвязного перечисления видов той или иной экосистемы, схемы передачи веществ и энергии дают возможность проследить взаимоотношения между видами разных популяций, построенных на принципе «пища-потребитель».

Поскольку вещество и энергия постоянно перемещаются, важно также знать направление этого потока.

Типичная трофическая цепь записывается линейно. В зависимости от типа пищевой цепи, определяют организм, расположенный в начале. Если целью служит запись пастбищной пищевой цепи, то сначала записывают продуцента (любое растение, способное к фотосинтезу). За продуцентом следуют консументы всех возможных порядков. Между организмами, записанными в строку, рисуют стрелки. Направление стрелок позволяет понять, в какую сторону движется энергия и вещество. Например, трава → кузнечик → мышь → куница → орел. Трава, являясь продуцентом, служит пищей для кузнечиков (консументы первого порядка), которые, в свою очередь, становятся пищей для мышей (консументы второго порядка). Мышами питаются куницы (консументы третьего порядка), а куниц поедают орлы (консументы четвертого порядка). Стрелки показывают направление движения веществ и энергии от травы к орлам.

В детритной пищевой цепи место продуцента занимает детрит — мертвое органическое вещество, которое потребляют консументы первого порядка. Например, мертвое животное → муха → лягушка → змея.

Как правило, при выполнении заданий, перечисляется только список видов, обитающих в экосистеме, а пищевые взаимоотношения между ними приходится определять самому. Сделать это просто. Сначала нужно проанализировать способ питания организмов. При наличии в списке продуцента, именно он выделяется в первую очередь. Обычно, продуцентами в пищевых цепях являются зеленые растения.

Далее выбирается гетеротрофный организм, питающийся растительной пищей, или фитофаг. Затем, хищное животное, поедающее фитофагов и т.д.

Если в предложенном списке организмов отсутствует продуцент, тогда выбирается детрит. В остальном система составления пищевых цепей одинакова.

Что такое Биогеоценоз? – Определение, характеристика, типы и примеры

  1. Отличие биогеоценоза от агроценоза, биоценоза и экосистемы
  2. Свойства биогеоценоза
  3. Показатели биогеоценоза
  4. Структура биогеоценоза
  5. Виды и примеры биогеоценоза
  6. Смена биогеоценозов
  7. Устойчивость биогеоценоза

Автором учения о биогеоценозах был советский ученый В. Н. Сукачев. Под этим термином он подразумевал совокупность живых организмов и факторов неживой природы, которые расположены на определенной территории. Любой биогеоценоз связан с конкретным участком суши, то есть зависит от растительного сообщества.

Читайте также:
Ризоиды - определение в биологии, особенности образования, функции

Отличие биогеоценоза от агроценоза, биоценоза и экосистемы

Под агроценозом подразумевают искусственную экосистему, которая была создана людьми. Она, в отличие от биогеоценоза, не имеет устойчивых связей. Каждое естественное природное сообщество формировалось на протяжении столетий. На его развитие оказывал влияние естественный отбор. Поля и плантации, созданные человеком, подчиняются искусственному отбору. С помощью людей агроценозы получают дополнительную энергию, в то время как биогеоценозы существуют за счет солнечной энергией.

Биоценозом называют совокупность живых организмов, которые населяют определенное пространство. Это может быть не только участок суши, но и водоем. Понятие биогеоценоза гораздо шире, оно включает в себя биоценоз и факторы окружающей среды.

Термин “экосистема” придумал английский ботаник А. Тенсли. Он гораздо шире, чем биогеоценоз и агроценоз. Оба понятия тождественны, если речь идет о лесах, лугах или полях. Природные сообщества, в которых невозможно выделить фитоценоз, попадают под определение экосистемы. Каждый биогеоценоз является экосистемой, но не каждая экосистема соответствует биогеоценозу.

Свойства биогеоценоза

Основными свойствами биогеоценоза являются:

  • Целостность. Солнечная энергия и питательные вещества обеспечивают все живые организмы. Неиспользованная пища переносится во внешнюю среду, возвращаясь в круговорот веществ, который происходит непрерывно;
  • Устойчивость. Сложившийся биогеоценоз способен выдержать испытания внешней среды;
  • Саморегуляция. Поддерживание определенного количества живых существ в разных пищевых цепях и сетях;
  • Самовоспроизводство. Способность организмов к размножению и воссозданию популяций;
  • Изменение. Явления, связанные с чередованием времен года, влияют на численный состав организмов.

Показатели биогеоценоза

Существует три показателя биогеоценоза. Под видовым разнообразием понимают совокупность всех групп организмов. Если какое-то звено в цепи питания будет нарушено, то пострадает вся система. Плотность популяции напрямую зависит от обеспеченности питанием. На продуктивность биогеоценоза влияет биомасса, живое вещество во всех растительных и животных группах.

Структура биогеоценоза

Видовой состав систем всегда различен. На него влияет поступление и распределение света, состав почвы и климатические условия. Ученые рассматривают несколько структур:

  • Видовая. Она предполагает разнообразие живых организмов, их состав и количество. Сокращение одного вида носит угрозу существованию биогеоценоза.
  • Пространственная. Популяции распространяются по ярусам, в зависимости от своих потребностей. Чаще всего ярусность определяется растениями. Животные способствуют распространению семян и пыльцы.
  • Экологическая. Соотношение живых существ зависит от неорганической среды.
  • Трофическая. Животные в составе одного биогеоценоза служат пищей друг для друга. Сложные пищевые связи образуют пищевые сети.

Поскольку биогеоценозы складываются много сотен лет подряд, ученые периодически вводят новые компоненты в их структуру.

Виды и примеры биогеоценоза

Система представляет собой совокупность растений, животных, микроорганизмов и грибов. Основными компонентами является углерод, кислород, солнечный свет и живые организмы. Солнце обеспечивает необходимый приток энергии, в результате чего происходит круговорот энергии. Она передается от простейших организмов к гетеротрофам.

Примерами биогеоценоза могут послужить лес, пруд, луг, степь или пустыня.

Смена биогеоценозов

Численность видов в условиях одной системы постоянно меняется. Из-за различных факторов на смену одних биогеоценозов приходят другие. Скорость таких изменений может быть разной. Лесные пожары, вырубки изменят экосистему в пределах одного поколения людей. На то, чтобы вместо дюн были образованы леса, уйдут тысячелетия.

Главная роль в развитии биогеоценоза отведена растениям. Процесс саморазвития сообществ называется сукцессией. Самым простым примером смены биогеоценоза может послужить зарастание водоема. Сначала он покрывается тиной, а затем заболачивается. Видовой состав организмов будет существенно отличаться от обитателей водоема.

Устойчивость биогеоценоза

Устойчивостью называют способность непрерывно поддерживать структуру. Больше всего на нее оказывает влияние богатство видового состава. Именно от него зависит круговорот веществ и энергии. Бедные сообщества неустойчивы. К неблагоприятным воздействиям готовы сложные биогеоценозы, характеризующиеся многоярусностью и разнообразными пищевыми отношениями.

Формы взаимоотношений между организмами в биогеоценозах
Все элементы системы тесно связаны друг с другом. Взаимосвязь может быть положительной, отрицательной и нейтральной. Отношения, которые приносят пользу одному или обоим организмам, называют симбиозом. Они возникают среди животных, птиц, растений, грибов. Ярким примером симбиоза являются пчелы и цветы.

Если один вид поедает другой, то речь идет о хищничестве. Для большинства животных характерно охотничье поведение. Паразитизм предполагает, что одни виды будут жить за счет ресурсов других. Хозяин не только источник пищи, но и постоянное место обитания паразита. При аменсализме один вид угнетает или убивает другой, при этом не получая для себя никаких благ.

Комменсализм подразумевает, что только один из видов получит пользу. При нейтрализме два вида, проживающие в одном биогеоценозе, никак друг от друга не зависят. Как правило, животные не контактируют. Конкуренция предполагает, что два вида будут соперничать друг с другом за одни и те же ресурсы.

Биогеоценоз и экосистема

Вы будете перенаправлены на Автор24

Понятие экосистемы

Популяции живых организмов, которые входят в состав биоценозов, тесно связаны не только между собой, но и с условиями среды их существования. Из окружающей среды поступают вещества, необходимые для обеспечения их жизнедеятельности. Обратно поступают продукты метаболизма. Так формируется определенная система из сообщества организмов и среды их существования. Ученые назвали ее экосистемой. Данный термин предложил в $1935$ году английский эколог А. Тенсли. Он подчеркивал, что нельзя изучать живые организмы без учета среды их обитания.

Экосистема – это совокупность живых организмов различных видов, которые взаимодействуют между собой и со средой обитания, благодаря чему возникает поток энергии, который образует определенную трофическую структуру и обеспечивает круговорот веществ в средине системы.

Читайте также:
Пресмыкающиеся животные - список и примеры, признаки класса

Под круговоротом веществ следует понимать обмен веществом между неживой и живой частями экосистем.

Понятие биогеоценоза

В $1940$ году российский советский эколог В.Н. Сукачев ввел в науку понятие «биогеоценоз». Он считал, что понятия «экосистема» и «биогеоценоз» хоть и близки, но не идентичны.

Биогеоценоз – это территория с более-менее однородными условиями существования, населенная взаимосвязанными популяциями различных видов, которые объединены между собой и физической средой обитания круговоротом веществ и потоком энергии.

Сукачев считал, что биогеоценоз, в отличие от экосистемы, является более конкретным территориальным понятием (образованием). Когда говорится об экосистеме, то имеется ввиду любая совокупность организмов разных видов, связанных между собой трофически, которые не обязательно занимают территорию с однородными условиями. А биогеоценоз занимает ограниченную территорию с однородными условиями и определенным растительным сообществом – фитоценозом.

Готовые работы на аналогичную тему

Структура биогеоценоза

Так как биогеоценоз представляет собой систему взаимодействия живой и неживой природы, то в его структуре выделяют абиотическую и биотическую части.

В состав абиотической части входят такие компоненты, как неорганические и органические соединения, климатические условия, явления неживой природы (гроза, землетрясения, извержения вулканов и т.п.).

Биотическую часть составляют различные экологические группы популяций организмов, которые объединены между собой трофическими и пространственными связями.

Основа биотической составляющей представлена продуцентами. Они способны синтезировать органические вещества из неорганических. Продуценты являются кормовой базой для консументов (гетеротрофных организмов – травоядных, хищников и паразитов).

Важная роль в структуре биогеоценоза принадлежит редуцентам. Эти организмы, питаясь останками других живых организмов или продуктами их жизнедеятельности, расщепляют органические вещества до неорганических. Таким образом, они обеспечивают завершение цикла круговорота веществ в природе.

Свойства биогеоценозов

Биогеоценоз, как любая система, имеет ряд свойств. К особенным свойствам биогеоценозов относятся:

  1. целостность,
  2. устойчивость,
  3. способность к самовоспроизводству,
  4. способность к саморегуляции.

Целостность – это свойство, которое обеспечивается тесными связями организмов между собой и средой. При изменении хотя бы одного компонента нарушается поток энергии и круговорот веществ, поэтому изменяется весь биогеоценоз.

Устойчивость биогеоценозов определяется взаимоприспособленности различных видов к сосуществованию и их адаптации к условиям среды, способности противостоять их изменениям.

Саморегуляция биогеоценозов состоит в колебании количества особей и популяций того или иного вида, биопродуктивности популяций, способов и скорости круговорота веществ в биогеоценозе и потоков энергии вокруг определенных (оптимальных) значений. Регулирующими факторами могут выступать внутривидовые и межвидовые связи («растения–травоядные», «хищник-жертва», «паразит-хозяин» и т.п.).

Способность биогеоценозов к самовоспроизводству зависит от взаимодействия саморегулируемых популяций, входящих в их состав, и обеспечивается природными ресурсами окружающей среды (тепло, наличие воды и еды).

Человек в процессе своей деятельности вольно или невольно изменяет соотношение компонентов в биогеоценозах. Это может вызвать изменение биогеоценозов и всей биосферы вообще.

Биогеоценоз (видео)

Термин «биогеоценоз» часто применяется и в экологии, и в биологии. Это совокупность объектов биологического и небиологического происхождения, ограниченная определенной территорией и характеризующаяся взаимным обменом веществ и энергии.

Определение

Когда вспоминают, какой ученый ввел в науку понятие о биогеоценозах, речь заходит о советском академике В. Н. Сукачеве. Термин биогеоценоз был предложен им в 1940 году. Автор учения о биогеоценозе не только предложил термин, но и создал стройную и развернутую теорию об этих сообществах.

В западной науке определение «биогеоценоз» не слишком распространено. Там популярнее учение об экосистемах. Иногда биоценозом называют экосистемы, но это неправильно.

Между понятиями «биогеоценоз» и «экосистема» есть отличия. Экосистема – это более широкое понятие. Она может быть ограничена каплей воды, а может распространяться на тысячи гектаров. Границы биогеоценоза являются обычно ареалом единого растительного комплекса. Примером биогеоценоза может быть лиственный лес или пруд.

Биогеоценоз пресного водоема:

Понятие экосистемы

Популяции живых организмов, которые входят в состав биоценозов, тесно связаны не только между собой, но и с условиями среды их существования. Из окружающей среды поступают вещества, необходимые для обеспечения их жизнедеятельности. Обратно поступают продукты метаболизма. Так формируется определенная система из сообщества организмов и среды их существования. Ученые назвали ее экосистемой. Данный термин предложил в $1935$ году английский эколог А. Тенсли. Он подчеркивал, что нельзя изучать живые организмы без учета среды их обитания.

Экосистема – это совокупность живых организмов различных видов, которые взаимодействуют между собой и со средой обитания, благодаря чему возникает поток энергии, который образует определенную трофическую структуру и обеспечивает круговорот веществ в средине системы.

Под круговоротом веществ следует понимать обмен веществом между неживой и живой частями экосистем.

Понятие биогеоценоза

В $1940$ году российский советский эколог В.Н. Сукачев ввел в науку понятие «биогеоценоз». Он считал, что понятия «экосистема» и «биогеоценоз» хоть и близки, но не идентичны.

Биогеоценоз – это территория с более-менее однородными условиями существования, населенная взаимосвязанными популяциями различных видов, которые объединены между собой и физической средой обитания круговоротом веществ и потоком энергии.

Сукачев считал, что биогеоценоз, в отличие от экосистемы, является более конкретным территориальным понятием (образованием). Когда говорится об экосистеме, то имеется ввиду любая совокупность организмов разных видов, связанных между собой трофически, которые не обязательно занимают территорию с однородными условиями. А биогеоценоз занимает ограниченную территорию с однородными условиями и определенным растительным сообществом – фитоценозом.

Свойства

Основные компоненты биогеоценоза неорганического происхождения – это воздух, вода, минералы и прочие элементы. Среди живых организмов встречаются растения, животные и микроорганизмы. Некоторые обитают в наземном мире, другие под землей или под водой. Правда, с точки зрения функций, выполняемых ими, характеристика биогеоценоза выглядит иначе. В состав биогеоценоза входят:

  • продуценты;
  • консументы;
  • редуценты.
Читайте также:
Интересные факты о биологии о которых вы не знали - читать онлайн

Эти основные компоненты биогеоценоза участвуют в обменных процессах. Присутствует тесная связь между ними.

Связь между продуцентами, консументами и редуцентами:

Роль производителей органических веществ в биогеоценозах играют продуценты. Они преобразуют солнечную энергию и минералы в органику, которая выполняет функцию строительного материала для них. Основным процессом, организующим биогеоценоз, является фотосинтез. Речь идет о растениях, которые превращают солнечную энергию и питательные вещества почвы в органику.

Продуценты – это источник пищи для консументов: травоядных животных, паразитов и некоторых видов растений. Консументы также употребляют в пищу других консументов. Для крупных хищников добычей являются травоядные животные и мелкие хищники. Мертвыми органическими останками питаются другие животные или растения.

После смерти даже грозный хищник становится добычей грибков и бактерий, разлагающих тело, превращая органические вещества в неорганику. Этих участников процесса называют редуцентами. Таким образом, замыкается круг, состоящий из взаимосвязанных видов растений и животных.

Кратко схема биогеоценоза выглядит так. Растения потребляют энергию Солнца. Это основные производители глюкозы в биогеоценозе. Животные и другие консументы передают и преобразовывают энергию и органические вещества. В биогеоценоз входят также бактерии, минерализующие органику и помогающие растениям усваивать азот. Каждый химический элемент, присутствующий на планете, вся таблица Менделеева участвует в этом круговороте. Биогеоценоз характеризуется сложной, саморегулирующейся структурой. И каждый, кто участвует в его процессах, важен и необходим.

Механизм саморегуляции, что называют еще динамическим равновесием, объясним на примере. Допустим, благоприятные погодные условия привели к увеличению количества растительной пищи. Это в значительной степени вызвало рост популяции травоядных животных. Хищники начали активно охотиться на них, сокращая количество травоядных, но увеличивая свою популяцию. На всех пищи не хватает, поэтому часть хищников вымерла. В результате система снова вернулась в состояние равновесия.

Вот какие признаки говорят об устойчивости биогеоценозов:

  1. большое количество видов живых организмов;
  2. участие их в синтезе неорганических веществ;
  3. широкое жизненное пространство;
  4. отсутствие негативного антропогенного воздействия;
  5. большой диапазон типов межвидового взаимодействия.

Естественный биогеоценоз имеет природное происхождение. Примерами искусственных биогеоценозов являются городские парки или агробиоценозы. Во втором случае основным процессом, организующим биогеоценоз, является сельскохозяйственная деятельность человека. Состояние системы обусловлено рядом антропогенных характеристик.

Основные свойства биогеоценозов, созданных человеком в аграрном секторе, зависят от того, чем засеяно поле, насколько успешна борьба с сорняками и вредителями, какие удобрения и в каком количестве внесены, как часто производится полив.

Если вдруг обработанные посевы будут заброшены, без человеческого участия они погибнут, а сорняки и вредители начнут активно размножаться. Тогда свойства биогеоценоза станут другими.

Искусственный биогеоценоз, созданный человеком, не способен к саморегуляции. Устойчивость биогеоценоза зависит от человека. Его существование возможно только при активном человеческом вмешательстве. Абиотический компонент биогеоценоза нередко тоже входит в его состав. Примером может служить аквариум. В этом небольшом искусственном водоеме живут и развиваются различные организмы, каждый из которых входит в биогеоценоз.

Домашний аквариум является искусственным биогеоценозом:

Большинство естественных природных сообществ формируется длительное время, иногда сотни и тысячи лет. Участники долго «притираются» друг к другу. Такие биогеоценозы характеризуются высокой устойчивостью. Равновесие держится на взаимосвязи популяций. Устойчивость биогеоценоза определяется отношениями между участниками процесса и носит стабильный характер. Если не происходит значительных природных и техногенных катастроф, сопряженных с разрушениями, грубого вмешательства человека, биогеоценоз, как правило, постоянно находится в состоянии динамического равновесия.

Существуют сложные и разветвленные взаимоотношения между организмами одного биогеоценоза.

  • Взаимополезные. К ним относится симбиоз и мутуализм. При этих отношениях пользу получают обе стороны.
  • Полезнонейтральные. Сюда входят квартирантство, нахлебничество и сотрапезничество. Тут преимущества имеет только один участник.
  • Полезновредные. При этих отношениях один причиняет другому вред, чем делает лучше для себя. К этой категории относятся паразитизм, полупаразитизм и хищничество.
  • Взаимовредные. В этих отношениях участники враждуют между собой. Сюда включают антагонизм и конкуренцию.
  • Нейтральновредными отношениями считается аменсализм.
  • Нейтральные. В этом варианте участники не приносят друг другу ни пользы, ни вреда.

Каждый вид взаимоотношений – важный лимитирующий фактор в поддержании равновесия в системе.

Структура биогеоценоза

Так как биогеоценоз представляет собой систему взаимодействия живой и неживой природы, то в его структуре выделяют абиотическую и биотическую части.

В состав абиотической части входят такие компоненты, как неорганические и органические соединения, климатические условия, явления неживой природы (гроза, землетрясения, извержения вулканов и т.п.).

Биотическую часть составляют различные экологические группы популяций организмов, которые объединены между собой трофическими и пространственными связями.

Основа биотической составляющей представлена продуцентами. Они способны синтезировать органические вещества из неорганических. Продуценты являются кормовой базой для консументов (гетеротрофных организмов – травоядных, хищников и паразитов).

Важная роль в структуре биогеоценоза принадлежит редуцентам. Эти организмы, питаясь останками других живых организмов или продуктами их жизнедеятельности, расщепляют органические вещества до неорганических. Таким образом, они обеспечивают завершение цикла круговорота веществ в природе.

Описание

Биогеоценоз — схожее понятие с экосистемой (не слишком большого объёма).

Для характеристики биогеоценоза и экосистемы используются два близких понятия: биотоп и экотоп (факторы неживой природы: климат, почва). Биотоп — это совокупность абиотических факторов в пределах территории, которую занимает биогеоценоз и организмы из других биогеоценозов.

По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому термину фация.

Свойства

    естественная, исторически сложившаяся система

система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определённом постоянном уровне

  • характерен круговорот веществ
  • открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой — Солнце
  • Читайте также:
    Одноклеточные организмы - открытие, строение органоидов, функции

    Основные показатели

    • Видовой состав — количество видов, обитающих в биогеоценозе.
    • Видовое разнообразие — количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объёма.

    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

    Одним из свойств биогеоценозов является способность к саморегуляции, то есть к поддержанию своего состава на определённом стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круговорота обеспечивается несколькими механизмами:

    • достаточность жизненного пространства, то есть такой объём 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 Править

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

    1. взаимополезные
    2. полезнонейтральные (комменсализм)
      • нахлебничество
      • квартиранство
      • сотрапезничество
    3. полезновредные
      • хищничество
      • паразитизм
      • полупаразитизм
    4. взаимовредные
      • антагонизм
      • конкуренция
    5. Нейтральновредные
      • аменсализм
    6. Нейтральные (нейтрализм)

    Примеры

    Рассмотрим, что такое биогеоценоз, в качестве примера взяв луг. Так как первичным звеном в пищевых сетях биогеоценозов являются продуценты, эту роль здесь играют луговые травы. Исходным источником энергии в биогеоценозе луга является энергия Солнца. Травы и кустарники, эти основные производители глюкозы в биогеоценозе, растут, служат пищей для зверей, птиц и насекомых, которые, в свою очередь, становятся добычей хищников. Мертвые останки попадают в почву и перерабатываются микроорганизмами.

    Особенностью фитоценоза (растительного мира) лиственных лесов, в отличие от луга или степи, является наличие нескольких ярусов. У обитателей верхних ярусов, куда входят более высокие деревья, есть возможность потреблять больше солнечной энергии, чем у нижних, которые способны существовать в тени. Затем идет ярус кустарников, потом – травы, затем, под слоем сухих листьев и у древесных стволов растут грибы.

    В биогеоценозе большое разнообразие видов растений и других живых организмов. Зоны обитания животных тоже разделены на несколько ярусов. Одни обитают на верхушках деревьев, а другие находятся под землей.

    Такой биогеоценоз как пруд характеризуется тем, что средой обитания является вода, дно водоема и надводная поверхность. Тут растительный мир представлен водорослями. Часть из них плавает на поверхности, а часть постоянно скрыта под водой. Ими питаются рыбы, насекомые, ракообразные. Хищная рыба и насекомые легко находят себе добычу, а бактерии и другие микроорганизмы обитают на дне водоема и в толще воды.

    Несмотря на относительную устойчивость естественных биогеоценозов, со временем свойства биогеоценоза меняются, превращаясь из одних в другие. Иногда биологическая система реорганизуется быстро, как в случае зарастания мелких водоемов. Они способны за короткое время превратиться в болота или луга.

    Формирование биогеоценоза может длиться столетиями. Например, каменистые, почти голые скалы постепенно покрываются мхами, затем появляется другая растительность, разрушая скальную породу и меняя ландшафт и фауну. Свойства биогеоценоза меняются медленно, но неуклонно. Только люди способны резко ускорить эти изменения и не всегда в лучшую сторону.

    Человек должен бережно относиться к природе, сохранять ее богатства, не допускать загрязнения окружающей среды и варварского отношения к ее обитателям. Он не должен забывать, что это его дом, где придется жить потомкам. И только от него зависит, в каком состоянии он им достанется. Поймите это сами и объясните другим.

    Экосистема, ее компоненты. Цепи питания. Разнообразие и развитие экосистем. Агроэкосистемы.

    Понятие биоценоза, биогеоценоза, экосистемы

    Живые организмы находятся между собой и абиотическими условиями среды обитания в определённых отношениях, образуя тем самым так называемые экологические системы.

    Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории. Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный — зооценозом, микробный — микробоценозом.

    Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет, каким будет зооценоз и микробоценоз.

    Биотоп — определённая территория со свойственными ей абиотическими факторами среды обитания (климат, почва).

    Биогеоценоз — совокупность биоценоза и биотопа.

    Экосистема — система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ.

    Читайте также:
    Желудочный сок - состав и ферменты, значение кислотности, функции

    Термин экосистема был предложен английским учёным А. Тенсли (1935), а термин биогеоценоз — российским учёным В. Н. Сукачевым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» — понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз — это экосистема в границах фитоценоза. Экосистема — понятие более общее. Каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера — экосистема высшего порядка.

    Структура и функционирование экосистем

    Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.

    Видовая структура — число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их численности или массы. То есть видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и количественным соотношением числа видов или их массы между собой.

    Пространственная структура — распределение организмов разных видов в пространстве (по вертикали и по горизонтали). Пространственная структура образуется, прежде всего, растительной частью биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичность (структура биоценоза по горизонтали).

    Экологическая структура — соотношение организмов разных экологических групп. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав. Это связано с тем, что одни и те же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами. Такие виды называются замещающими, или викарирующими.

    Любая популяция занимает определённое местообитание и определённую экологическую нишу. Местообитание — это территория, занимаемая популяцией, с комплексом присущих ей экологических факторов. Экологическая ниша — место популяции в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический статус) и его положение относительно абиотических условий существования (температуры, влажности и т. п.). Местообитание — это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша — это его «профессия».

    Функциональные группы организмов в экосистеме

    Группа Характеристика Организмы
    Продуценты Автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез Растения и автотрофные бактерии
    Консументы Гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов Животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы
    Редуценты Гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ Сапротрофные бактерии и грибы

    Пищевые цепи и сети. Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания.

    Цепь питания — последовательность организмов, по которой передаётся энергия, заключённая в пище, от её первоначального источника. Каждое звено цепи называется трофическим уровнем.

    В пищевой цепи редко бывает больше 4–5 трофических уровней.

    Трофические уровни в цепи питания
    Уровень Группа организмов Организмы
    Первый Продуценты Автотрофные организмы, преимущественно зелёные растения
    Второй Консументы первого порядка Растительноядные животные
    Третий Консументы второго порядка Первичные хищники, питающиеся растительноядными животными
    Четвёртый Консументы третьего порядка Вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными
    Последний Редуценты Сапротрофные бактерии и грибы, осуществляющие минерализацию — превращение органических остатков в неорганические вещества
    Типы пищевых цепей
    Тип Характеристика Примеры
    Цепи выедания (или пастбищные) Пищевые цепи, начинающиеся с живых фотосинтезирующих организмов Фитопланктон → зоопланктон → рыбы микрофаги → рыбы макрофаги → птицы ихтиофаги
    Цепи разложения (или детритные) Пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных Детрит → детритофаги → хищники микрофаги → хищники макрофаги

    Таким образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления. Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мертвого органического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения — в экосистемах суши.
    В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевые сети. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых, в свою очередь, может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разных видов, с другой стороны, многие популяции принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме.

    Поток энергии и круговорот веществ в экосистеме. В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, то есть превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ.
    В то же время энергия не может циркулировать в пределах экосистемы. Поток энергии (передача энергии), заключенной в пище, в экосистеме осуществляется однонаправлено от автотрофов к гетеротрофам.
    При передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики) и только около 10 % от первоначального количества передаётся по пищевой цепи.
    В результате пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид.

    Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 телёнка, а для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 2 х 107 растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24 % солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребёнка в течение года используется 0,7 % энергии, аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребёнка в течение одного года.

    Читайте также:
    Лишайники, как питаются, размножаются, особенность строения

    Пирамида чисел (пирамида Элтона) отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам.

    Пирамида биомасс показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана имеет перевёрнутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

    Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

    Биологическая продуктивность экосистем

    Прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени, называется биологической продукцией (продуктивностью). Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.
    Первичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на валовую и чистую. Валовая первичная продукция (общая ассимиляция) — это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть её расходуется на поддержание жизнедеятельности растений — траты на дыхание (40–70%). Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию (чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами или накапливается в экосистеме.
    Вторичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени консументами. Она различна для каждого следующего трофического уровня.
    Масса организмов определённой группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом называется биомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой — пустыни и тундры.
    Если в экосистеме скорость прироста растений (образования первичной продукции) выше темпов переработки её консументами и редуцентами, то это ведёт к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения, то происходит накопление мёртвого органического вещества. Это ведёт к заторфовыванию болот, образованию мощной лесной подстилки и т. п. В стабильных экосистемах биомасса остаётся постоянной, так как практически вся продукция расходуется в цепях питания.

    Динамика экосистем

    Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.

    Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные, многолетние), при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.

    Поступательные изменения — изменения в биоценозе, в конечном счёте приводящие к смене этого сообщества другим. Сукцессия — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (экосистемы) другим(-ой) в результате влияния природных факторов (как внешних, так и внутренних) или воздействия человека. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в сукцессии, называется сукцессионный ряд, или серия. Каждая предыдущая стадия (сообщество) формирует условия для развития последующего сообщества. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озёр и образование болот и др. (табл.)

    Типы сукцессий
    Тип Характеристика Примеры
    В зависимости от участия человека
    Природные Происходят под действием естественных причин, не связанных с деятельностью человека Появление пруда в результате деятельности бобров; восстановление биоценоза после пожара, вызванного естественными причинами
    Антропогенные Обусловлены деятельностью человека Эвтрофикация (зарастание) водоёма в результате попадания в него азотных и фосфорных удобрений с сельскохозяйственных полей; восстановление биоценоза после пожара, вызванного человеком
    В зависимости от первоначального состояния субстрата, на котором развивается сукцессия
    Первичные Развиваются на субстрате, не занятом живыми организмами Развиваются на скалах, обрывах, застывшей лаве, сыпучих песках, отмелях, в новых водоёмах
    Вторичные Происходят на месте уже существующих биоценозов после их нарушения В результате вырубки леса, пожара, распашки, осушения, орошения земель
    В зависимости от причин, вызвавших сукцессию
    Аутогенные (самопорождающиеся) Возникают вследствие внутренних причин (изменения среды под действием сообщества) Регулярно-периодическое выгорание калифорнийской и австралийской чапарали в результате формирования огнеопасной среды
    Аллогенные (порожденные извне) Вызваны внешними причинами Опустынивание степей в результате изменения климата (уменьшения количества осадков)

    В своём развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.

    Природные экосистемы

    В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.
    Наземные экосистемы:
    1. Тундра: арктическая и альпийская.
    2. Бореальные хвойные леса.
    3. Листопадный лес умеренной зоны.
    4. Степь умеренной зоны.
    5. Тропические злаковники и саванна.
    6. Чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом).
    7. Пустыня: травянистая и кустарниковая.
    8. Полувечнозелёный тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами).
    9. Вечнозелёный тропический дождевой лес.
    Пресноводные экосистемы:
    1. Лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.
    2. Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.
    3. Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).
    Морские экосистемы:
    1. Открытый океан (пелагическая экосистема).
    2. Воды континентального шельфа (прибрежные воды).
    3. Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством).
    4. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, солёные марши и др.).
    5. Глубоководные рифтовые зоны.
    Помимо основных типов природных экосистем (биомов) различают переходные типы — экотоны. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

    Антропогенные экосистемы

    Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища). Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов (урожая). В них, так же как в естественных сообществах, имеются продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, мыши и т. д.) и редуценты (сапротрофные грибы и бактерии). Обязательным звеном пищевых цепей в агроэкосистемах является человек.
    Отличия агроценозов от естественных биоценозов:
    • незначительное видовое разнообразие (агроценоз состоит из небольшого числа видов, имеющих высокую численность);
    • короткие цепи питания;
    • неполный круговорот веществ (часть питательных элементов выносится с урожаем);
    • источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека (мелиорация, орошение, применение удобрений);
    • искусственный отбор (действие естественного отбора ослаблено, отбор осуществляет человек);
    • отсутствие саморегуляции (регуляцию осуществляет человек) и др.
    Таким образом, агроценозы являются неустойчивыми системами и способны существовать только при поддержке человека.
    Урбосистемы (урбанистические системы) — искусственные системы (экосистемы), возникающие в результате развития городов и представляющие собой средоточие населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов и т. д.

    Читайте также:
    Приспособленность организмов к среде обитания - виды, черты характера

    Понятие экосистемы и биогеоценоза: структура и свойства биогеоценозов

    Что такое биогеоценоз и как он связан с экосистемой?

    Для начала разберемся, что такое экосистема.

    Понятие экосистемы

    Во входящих в состав биоценозов популяциях живых организмов наблюдается связь не только друг с другом, но также с условиями среды, в которой они существуют. Все потому, что окружающая среда поставляет вещества, которые обеспечивают жизнедеятельность живых организмов. Взамен она получает продукты метаболизма. Все это формирует определенную систему, в которую входят сообщество организмов и среда их существования. По этой причине экосистема — это важный элемент жизни в целом.

    Ученые назвали такую систему экосистемой. Термин экосистема ввел в использование в 1935 году английский ученый-эколог А. Тенсли. Он считал, что живые организмы нельзя изучать без учета особенностей среды их обитания. Перейдем к определению экосистемы.

    Экосистема — это совокупность живых организмов различных видов, взаимодействующих друг с другом и со средой, в которой они обитают.

    В результате такого взаимодействия образуется определенная трофическая структура и обеспечивается круговорот веществ внутри самой системы.

    Круговорот веществ — процесс обмена веществом между частями экосистемы: живой и неживой.

    Понятие биогеоценоза

    Биогеоценоз как понятие в 1940 году ввел в науку российский советский ученый-эколог В. Н. Сукачев. Он считал, что биогеоценоз и экосистема — понятия близкие, но не тождественные.

    Для начала определимся, что такое биоценоз и биогеоценоз.

    Биоценоз — это все объекты живой природы, которые находятся на определенной территории и взаимодействуют друг с другом в условиях общей среды обитания.

    Биогеоценоз — это территория, которая отличается достаточно однородными условиями существования: ее населяют взаимосвязанные популяции различных видов, объединенные друг с другом и с физической средой обитания при помощи круговорота веществ и потока энергии.

    Биогеоценоз в примерах: лес, луг, степь, поле, пруд, пустыня и др.

    Различия биогеоценоза и экосистемы

    Чем отличается биогеоценоз от экосистемы?

    По мнению Сукачева, биогеоценоз — это более конкретное территориальное образование (или понятие), в отличие от экосистемы.

    Экосистема — это совокупность организмов разных видов, которые связаны между собой трофически и необязательно населяют территорию с однородными условиями. В свою очередь, говоря о биогеоценозе, мы говорим об ограниченной территории, которая характеризуется однородностью условий и определенным растительным сообществом — оно называется фитоценоз.

    Схема биогеоценоза представлена на рисунке ниже

    Структура биогеоценоза

    Биогеоценоз — это совокупность и система взаимодействий неживой и живой природы.

    По этой причине биогеоценоз в структуре имеет абиотическую и биотическую части.

    Абиотическая часть включает следующие компоненты:

    • неорганические и органические соединения;
    • климатические условия;
    • явления неживой природы (гроза, извержение вулкана, оползни и др).

    Биотическая часть включает разнообразные экологические группы популяций организмов, объединенных друг с другом трофическими и пространственными связями.

    Какие компоненты входят в структуру биогеоценозов

    Продуценты — основа биотической составляющей. Они синтезируют органические вещества из неорганических. Продуценты — кормовая база для консументов, за которыми скрываются гетеротрофные организмы: травоядные, хищники и паразиты.

    Редуценты в структуре биогеоценозов занимают одно из важнейших мест. Они питаются останками других организмов и продуктами их жизнедеятельности, поэтому расщепляют органические вещества до неорганических. Именно редуценты завершают цикл круговорота веществ в природе.

    Свойства биогеоценозов

    Биогеоценозы являются системами, а любой системе присущи определенные свойства. К числу основных свойств биогеоценозов относят:

    • целостность. Ее обеспечивают тесные связи между организмами и средой их обитания. Если какой-либо из компонентов изменяется, то нарушается весь поток энергии и круговорот веществ. Соответственно, изменяется и сам биогеоценоз;
    • устойчивость. Ее определяет взаимоприспособленность разнообразных видов к сосуществованию и адаптация к условиям среды, а также способность противостоять различным изменениям этих условий;
    • способность самовоспроизводиться. Она зависит от того, как взаимодействуют саморегулируемые популяции, включенные в состав биогеоценозов. Самовоспроизведение обеспечивается природными ресурсами окружающей среды: водой, светом, теплом и др;
    • способность к саморегуляции. Саморегуляция заключается в том, что число особей и популяций отдельного вида колеблется. Также она включает биопродуктивность популяций, способы и скорость круговорота веществ в биогеоценозе и энергетических потоков вокруг определенных значений (то есть, оптимальных).

    Замечание 1

    Регулирующие факторы в этом случае — внутривидовые и межвидовые связи: хищник — жертва, хозяин — паразит, растение — травоядное).

    В процессе своей деятельности человек сознательно или несознательно меняет соотношение компонентов в биогеоценозах. Все это может привести к тому, что изменится не только биогеоценоз, но и вся биосфера.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: