Чем биоценоз отличается от биогеоценоза?

Общая характеристика биоценоза и биогеоценоза (экосистемы)

14.7.Общая характеристика биоценоза и биогеоценоза (экосистемы)

Биоценоз. В природе популяции разных видов объединяются в системы более высокого ранга — сообщества, или биоценозы.

Биоценоз (греч. bios — жизнь, koinos — общий) — исторически сложившаяся устойчивая совокупность популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию на однородном участке территории или акватории. Термин «биоценоз» предложил немецкий зоолог К.Мебиус в 1877г.

Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве их требований к важнейшим абиотическим условиям среды (освещенность, характер увлажнения почвы и воздуха, тепловой режим и т. д.) и в закономерных отношениях друг с другом. Связь между организмами необходима для осуществления их питания, размножения, расселения, защиты и т. д. Однако в ней кроется и определенная угроза и даже опасность для существования того или иного индивидуума. Биотические факторы среды, с одной стороны, ослабляют организм, с другой — составляют основу естественного отбора — важнейшего фактора видообразования.

Масштабы биоценотических группировок организмов (биоценозов) различны — от сообществ на стволе дерева, в норе или на болотной кочке (их называют микросообществами) до населения участка дубравы, соснового или елового леса, луга, озера, болота или пруда. Принципиальной разницы между биоценозами разных масштабов нет, поскольку мелкие сообщества являются составной частью более крупных, для которых характерно возрастание сложности и доли косвенных связей между видами.

Составными частями биоценоза являются фитоценоз (устойчивое сообщество растений), зооценоз (совокупность взаимосвязанных видов животных), микоценоз(сообщество грибов) и микробоценоз (сообщество микроорганизмов).

Понятия «экотоп» и «биотоп». Участок земной поверхности (суши или водоема) с однородными условиями обитания, занимаемый тем или иным биоценозом, называется биотопом (греч. bios — жизнь, topos — место).

Климатоп (комплекс климатических факторов) и эдафотоп (почвенно-грунтовые условия) в совокупности составляют экотоп. Различия между этими понятиями в том, что биотоп — это условия среды, видоизмененные живыми организмами, а экотоп — первичный комплекс факторов физико-геогафической среды без участия живых существ.

В пространственном отношении биотоп соответствует биоценозу. Границы биоценоза устанавливают по фитоценозу, имеющему легко распознаваемые черты. Например, сосновые леса легко отличимы от еловых, верховое болото — от низинного и т. д. Кроме того, фитоценоз является главным структурным компонентом любого биоценоза, поскольку определяет видовой состав зоо-, мико- и микробоценозов.

Биогеоценоз и экосистема. Сообщества организмов тесно связаны не только друг с другом, но и с абиотической средой. Растения могут существовать только при наличии света, углекислого газа, воды, минеральных солей. Животные и другие гетеротрофные организмы (грибы, большинство бактерий) живут за счет автотрофов, но нуждаются в поступлении таких неорганических соединений, как кислород и вода. В любом биотопе запасы неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих его организмов, сравнительно малы и постоянно убывают, поэтому необходимо их возобновление. Из окружающей среды живые организмы поглощают биогенные элементы и энергию и возвращают их обратно (например, при дыхании, выделении экскрементов, разложении растительных и животных остатков). Благодаря этим обменным процессам биоценоз и окружающая его неорганическая среда (экотоп) представляют собой сложную систему, получившую название экосистема или биогеоценоз.

Термин «экосистема» был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли, который подчеркивал, что в природе органические (биотические) и неорганические (абиотические) факторы выступают как равноправные компоненты и не следует отделять организмы от окружающей их среды.

Таким образом, биогеоценоз — это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых организмов (биоценоз) и определенными условиями среды обитания (биотоп), которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс (рис. 14.3). Во многих странах мира такие природные комплексы называют экологическими системами (экосистемами).

Рис. 14.3. Биоценоз в экосистеме.

Биогеоценоз и экосистема — понятия сходные, но не тождественные. Понятие «экосистема» не имеет ранга и размерности, поэтому оно применимо как к простым (муравейник, гниющий пень) и искусственным (аквариум, водохранилище, парк), так и к сложным естественным комплексам организмов с их средой обитания. Биогеоценоз, согласно российскому ученому В. Н, Сукачеву, отличается от экосистемы определенностью объема. Если экосистема может охватывать пространство любой протяженности. —— от капли прудовой воды с содержащимися в ней микроорганизмами до биосферы в целом, то биогеоценоз —- это экосистема, границы которой обусловлены характером растительного покрова, т. е. определенным фитоценозом. Следовательно, любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема есть биогеоценоз.

Чем биоценоз отличается от биогеоценоза?

«Биоценоз» — одно из основных понятий в науке экологии, и является одним из основных объектов ее изучения.

Биогеоценоз трактуют как совокупность живых организмов, неразрывно связанных с неживой природой в пределах определенной территории. Связь выражается в стойком круговороте веществ и энергии в границах биогеоценоза. Исходным источником энергии является Солнце.

Термин «биогеоценоз» также чаще всего применяют экологи. Два понятия весьма близки, но не тождественны, и их следует различать и применять правильно.

Все основано на связях

Начнем с общих характеристик обоих понятий. Для начала, и биоценоз, и биогеоценоз являются системами – они включают в себя множество элементов.

Затем, для них обоих характерна историчность – они формируются с течением времени. И причиной, и следствием этого является саморегуляция – системы реагируют на изменения, и через эти реакции возвращают себя в состояние, близкое к оптимальному. Поэтому оба типа систем в нормальном состоянии рассматриваются как относительно стабильные.

И биоценозы, и биогеоценозы характеризуются территориальностью. Естественно, речь не идет о четких, ярко выраженных границах, подобных государственным. В природе все рамки несколько размыты, но они есть, и ученые, говоря о биологических системах, всегда соотносят их с определенной территорией.

Биоценоз пруда

При этом в пределах своей территории и биоценозы, и биогеоценозы неоднородны – для них характерно горизонтальное зонирование. Зоны так же не имеют четко выраженных границ, как и системы в целом. Характерно для обеих систем и вертикальное зонирование (так, система может распространяться и на нижние слои атмосферы, и на подпочву).

Для характеристики обоих типов систем ученым приходится использовать одни и те же термины: «биомасса», «видовое разнообразие», «пищевые цепи», «симбиоз», «конкуренция» и многие другие, отображающие состояние и взаимовлияние биологических групп внутри системы.

Биогеоценоз

На оба типа систем может воздействовать человек, поскольку он способен изменять состояние как биологической, так и неживой среды.

Наконец, оба понятия объединяет и тот факт, что используются они преимущественно российской наукой. Некоторое время назад понятие биогеоценоза довольно широко применялось в Германии, но сейчас это не так. В зарубежной науке существует своя, схожая, но не идентичная терминология.

Живое и неживое

Различия между двумя понятиями также включают национальный и исторический фактор. Они появились в разных местах и в разное время. Термин «биоценоз» предложил К.Мебиус в 1877 году, а понятие биогеоценоза разработал В.Сукачев в 1942 году.

Но главная разница состоит, конечно, не в этом, а в том, что понятие «биогеоценоз» включает в себя, наряду с биологическими, объекты и факторы неживой природы. Оно подразумевает анализ взаимосвязей и влияний и между живыми, и живого с неживым. Термин же «биоценоз» охватывает только живое, существующее в определенных границах и условиях. Скажем, минеральная среда в него не включается.

Наука требует точности

Таким образом, видно, что понятия биоценоза и биогеоценоза имеют очень значительное сходство, но не идентичны. Наука не терпит приблизительности, поэтому использование терминов подразумевает точное знание их сущности. Сходства и различия двух понятий не ограничиваются перечисленными, однако для полого понимания их значения необходима хорошая профессиональная подготовка. Немало проблем уже возникло из-за того, что экологией, историей или физикой пытались заниматься ретивые энтузиасты без багажа знаний.

Просто же культурному человеку, интересующемуся наукой не на профессиональном уровне, достаточно усвоить, что:

• Биоценозы и биогеоценозы являются саморегулирующимися, относительно стабильными системами;
• Они не являются однородными, для них характерна горизонтальная и вертикальная зональность;
• Для их характеристики используется много общих понятий;
• Понятие биогеоценоза включает в себя не только живое, но и неживое;
• Биогеоценоз не может быть создан искусственно;
• Эти термины предложены разными людьми и в разное время;
• Они используются в основном отечественной наукой, а за рубежом применяется другая терминология.

А в целом, обычному человеку оба эти понятия должны намекать на то, что ему следует поосторожнее обращаться с природой, в которой все взаимосвязано и влияет друг на друга.

Понятие экосистемы и биогеоценоза: структура и свойства биогеоценозов

Что такое биогеоценоз и как он связан с экосистемой?

Для начала разберемся, что такое экосистема.

Понятие экосистемы

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

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

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

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

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

Понятие биогеоценоза

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

Для начала определимся, что такое биоценоз и биогеоценоз.

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

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

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

Различия биогеоценоза и экосистемы

Чем отличается биогеоценоз от экосистемы?

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

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

Схема биогеоценоза представлена на рисунке ниже

Структура биогеоценоза

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

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

Абиотическая часть включает следующие компоненты:

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

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

Какие компоненты входят в структуру биогеоценозов

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

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

Свойства биогеоценозов

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

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

Замечание 1

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

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

Биогеоценоз: понятие

• Отличие от экосистемы
• Виды биогеоценоза
  • Естественный
  • Искусственный
• Компоненты
  • Биоценоз
  • Биотоп
• Структура
  • Видовая
  • Пространственная
  • Экологическая
  • Трофическая
• Характерные свойства
• Примеры в природе
  • Лиственный лес
  • Пруд

Природные популяции не существуют обособленно. Во время взаимодействия с другими видами они образуют высокоорганизованные системы.

Биогеоценоз — система организмов и факторов неживой природы, которые сосуществуют на одной местности.

Учение о биогеоценозе было разработано в 1940-х годах российским ученым В.Н. Сукачёвым.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Отличие от экосистемы

В 1935 году английский эколог А. Тенсли ввел понятие «экосистема». Ученый предположил, что биотические (органические) и абиотические (неорганические) факторы взаимодействуют друг с другом на равноправных условиях.

Экосистема (от гр. oikos — «жилище» и systema — «объединение») — любая совокупность живых организмов и среды их обитания, которые объединены общим обменом веществ и энергии.

Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» схожи, но не тождественны. Экосистема — более широкое определение. Биогеоценоз имеет территориальные рамки, ограничивающиеся определенным типом растительного мира (фитоценозом). Экосистема представлена как естественными, так и искусственными комплексами.

Любой биогеоценоз является экосистемой. Но не каждая экосистема — это биогеоценоз.

Биогеоценозы не существуют вечно. Они сменяют друг друга из-за изменений климатических условий, под влиянием человека, в процессе эволюции.

Виды биогеоценоза

Биогеоценоз разделяется на 2 вида:

• естественный;
• искусственный.

Естественный

Характеризуется отсутствием влияния деятельности человека. В нем действуют саморегуляционные механизмы, обусловленные структурой сообщества и окружающей его средой. Вмешательство человека нарушает эти механизмы и становится причиной вымирания некоторых видов животных и растений.

Естественная экосистема бывает:

• речной;
• лесной;
• горной;
• степной;
• луговой.

Искусственный

Образуется в местах, созданных руками человека для восполнения личных или общественных потребностей. Условия в таких комплексах устанавливаются человеком. Искусственный вид делится на:

1. Агробиоценозы — совокупности организмов, которые формируются на земельных участках, используемых людьми для сельскохозяйственных нужд (посадки, посевы культурных растений). Растительный мир такого биогеоценоза ограничен одним видом, выращиваемым человеком, и несколькими сорными. Среди животного мира наблюдаются лишь те виды, которые могут питаться этими растениями и существовать в условиях агробиоценоза. Система напрямую зависит от человеческой деятельности (применение удобрений, обработка почвы, полив). Биогеоценоз без влияния человека саморазрушается. Культурные растения более капризны, чем дикие.
2. Городской — разновидность антропогенных экосистем. Видовой состав растительного мира определяется человеком. Особенности городского биогеоценоза обусловлены условиями среды, которые присущи городам. Это изменения влажности воздуха, почвенного состава, освещенности, направления ветров.

Компоненты

Биогеоценоз состоит из двух компонентов: биоценоз и биотоп.

Находясь в равновесии, они обеспечивают устойчивое существование биогеоценоза. Живые, растительные организмы и окружающая их среда плотно взаимодействуют и зависят друг от друга.

Биоценоз

Биоценоз — совокупность растительных и животных организмов и микроорганизмов, обитающих на общем участке.

Термин ввел немецкий биолог К. Мёбиус в 1877 году. Комплекс организмов биоценоза формируется путем борьбы за выживание. Выделяют 3 группы организмов:

1. Продуценты — организмы, способные самостоятельно питаться, воспроизводя из простых неорганических сложные органические вещества. Данный вид делится на 2 группы:

• фотосинтезирующие вырабатывают органические соединения из углекислого газа, воды, минералов с помощью солнечной энергии (водоросли, зеленые растения, определенные бактерии);
• хемосинтезирующие синтезируют органические вещества с помощью энергии, которая выделяется при окислении аммиака, железа или сероводорода (глубоководные недра Мирового океана).

Часть произведенных соединений употребляется продуцентами, другая часть используется как источник питания консументами.

2. Консументами называются организмы, питающиеся соединениями, которые производят другие виды организмов (животные, микроорганизмы, насекомоядные растения). Они подразделяются на:

• консументы 1 порядка— организмы, потребляющие произведенную продуцентами первичную продукцию (фитофаги — травоядные животные);
• консументы 2 порядка— животные-хищники (зоофаги);
• консументы 3 порядка— животные, питающиеся за счет других организмов (паразиты, сверхпаразиты).

3. Редуценты (деструкторы) — организмы, превращающие мертвые органические соединения в неорганические. К таким организмам относятся бактерии, грибы.

Биоценоз состоит из:

• фитоценоз — совокупность растений;
• зооценоз — животный мир;
• микоценоз — сообщество грибов;
• микробоценоз — совокупность микроорганизмов.

Главным звеном в экосистеме являются растения, так как все остальные организмы экологической цепочки потребляют органические вещества, производимые растениями. Исчезнет растительный мир — прекратит свое существование и биогеоценоз.

Биотоп

Биотоп — зона земной поверхности, занимаемая определенным биоценозом, имеющая однородные условия для существования.

Биотоп является жизненным пространством для развития биоценоза. Компонентами, составляющими биотоп, считаются:

1. Климатоп— воздушная часть среды, характеризующаяся атмосферным составом, уровнем освещенности, влажности и тепловым режимом.
2. Эдафотоп— почвенная составляющая.
3. Гидротоп— часть биотопа, определяющая влажность.

Структура

На состав экосистем влияют различные факторы. Исследователи разработали несколько структур:

1. Видовая.
2. Пространственная.
3. Экологическая
4. Трофическая.

Видовая

Отражает многообразие входящих в биогеоценоз видов и соотношение внутри него численности популяций. Внутри биогеоценоза происходит естественный отбор, остаются те виды, которые наиболее приспособлены к экологическим или климатическим условиям среды.

Выделяют бедные и богатые экосистемы. В условиях ледников, тундры или пустыни организмам сложно приспосабливаться к суровым условиям, поэтому видовой состав таких зон беден. В тропических лесах, наоборот, есть все условия для обилия видового разнообразия.

Виды, преобладающие по численности на определенной территории, называются доминантами. Среди них есть виды, которые играют особую роль благодаря способности образовывать среду для сообщества. Их называют эдификаторами. В наземных биогеоценозах к ним относятся растения. В лесах — дуб и ель, в болотной местности — осока и сфагновый мох.

Пространственная

Ориентируется на фитоценоз, который в пространстве разделяется по вертикали и горизонтали на структурные элементы (ценоэлементы). К таким элементам относятся:

• ярусы (вертикальное разделение фитоценоза);
• микрогруппировки (горизонтальное разделение фитоценоза).

На распределение растений вертикально влияет количество света и различный режим влажности на разных от земной поверхности уровнях. Нижние уровни сформированы растениями, менее требовательными к световым условиям.

Животные тоже ориентируются на растительные ярусы. Некоторые птицы строят гнезда на земле — фазаны, тетерева; некоторые — в кустарниках (дрозды, снегири).

Экологическая

Среди растений проявляется в соотношении групп:

• гигрофитов (растения, предпочитающие влажную почву);
• мезофитов (растения, не любящие переизбыток влаги);
• ксерофитов (растения, предпочитающие обитать в сухих местах).

В животном мире это:

• гигрофилы;
• мезофилы;
• ксерофилы.

Многообразие какой-либо из сообщностей создает высокую плотность, повышает продуктивность и дает четкие понятия об особенностях конкретного вида биотопа.

Трофическая

Трофическая (пищевая) структура формирует цепи питания.

Цепью питания называют перенос энергии от источника через несколько организмов.

Суть термина состоит в том, что все живые организмы служат источниками питания для других. В каждой такой цепи обычно 5-6 звеньев.

Характерные свойства

К свойствам биогеоценоза относятся:

1. Целостность. Излишки или неусвоенные питательные вещества остаются в окружающей среде и попадают в круговорот веществ, который имеет цикличный характер.
2. Устойчивость. Устоявшийся, сформированный биогеоценоз готов к катаклизмам внешней среды.
3. Саморегуляция. Биогеоценоз регулирует видовую численность, необходимую для поддержания пищевых целей.
4. Самовоспроизводство. Данное свойство состоит в способности к размножению и воспроизведению видовой популяции.
5. Изменение. Явления, обусловленные сменой поры года, оказывают влияние на численность организмов.

Примеры в природе

В природе существует очень много видов биогеоценоза. Рассмотрим некоторые из них.

Лиственный лес

Лиственный лес — это сложная экосистема. Лес состоит из таких основных видов растений, как дубы, липы, буки, осины, березы, рябины, клены (видовая структура). Можно выделить несколько ярусов: древесный (низкий, высокий), ярус мха, кустарниковый и травяной (пространственная структура). Растения верхних ярусов — светолюбивы, они более терпимы к изменениям влажности или температуры, чем нижние. Мхи, кустарники и травянистые растения приспособлены к существованию в тени листвы деревьев. Почва устелена подстилкой, которая формируется из опавших листьев, прелой травы, веточек.

Фауна лесных биогеоценозов характеризуется богатым видовым составом. Здесь присутствуют грызуны, хищники (лисы, барсуки, медведи, волки), насекомоядные. Травоядные представлены оленями, лосями и косулями. На деревьях обитают белки, бурундуки. Птицы распределяются по ярусам. Птичьи гнезда можно встретить не только в кроне деревьев, но и в дуплах, кустарниках, на стволах, на земле. В лесном биогеоценозе велика численность насекомых, чьей пищей являются листья (гусеницы) или кора деревьев (короеды). Верхние почвенные слои и подстилку населяют позвоночные (черви, клещи, личинки), бактерии и грибы.

Пруд выступает как биогеоценоз, в котором среда обитания организмов — вода. На небольшой глубине растительный мир представлен плавающими, крупного размера, или укореняющимися организмами (кувшинки и камыш). Плавающие мелкие растения располагаются по всей поверхности пруда. Когда численность такого фитопланктона растет, вода окрашивается в зеленый цвет («цветет»). Растения водоема — пища для головастиков, ракообразных, личинок и рыб. Хищные рыбы и насекомые питаются более мелкими организмами. Грибы, жгутиковые и бактерии относятся к организмам, которые разлагают органические соединения. Наибольшее их скопление наблюдается на дне пруда, так как там большая концентрация останков рыб и растений.

Приведенные примеры биогеоценоза отличаются друг от друга видовым составом. Это обусловлено кардинально различной средой обитания. Однако населяющие группы растений — одного типа.

Продуценты: мхи, травы, деревья, кустарники; водоросли, плавающие растения.

Консументы: насекомые, птицы, звери; земноводные, ракообразные, насекомые, хищные рыбы.

Редуценты: водные и наземные виды бактерий и грибов.

Лиственный лес и пруд являются естественными биогеоценозами.

Лекция на тему «Биоценоз, биогеоценоз»

Понятия биогеоценоза, экосистемы и биосферы. Устойчивость экосистем.

Экология сообществ и экосистем

Понятие о биоценозе, биогеоценозе, экосистеме

Любой организм проводит всю жизнь среди множества других живых существ. Вступая с ними в самые разнообразные отношения, он в конечном итоге не способен существовать без этого живого окружения, где связи с другими организмами обеспечивают ему нормальные условия жизнедеятельности.

Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом (от греч. bos — жизнь, к oinos — общий).

Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом , животный — зооценозом, микробный — микробоценозом.

Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет каким будет зоопеноз и микробопеноз.

Пространство с более или менее однородными условиями, которое занимает биоценоз, носит название биотопа ( topos — место).

Так как биотоп есть место обитания или место существования биоценоза, последний является исторически сложившимся комплексом организмов, характерным для какого-то конкретного биотопа. Потому, что биоценоз невозможно оторвать от биотопа, они вместе образуют биологическую макросистему еще более высокого ранга — биогеоценоз . Его структура приведена на рис. 13.1.

Биогеоценозу присущи специфика взаимодействий слагающих его компонентов, их особая структура и определенный тип обмена веществ и энергии между собой и с другими субъектами природной среды. Отличаясь размерами, биогеоценозы характеризуются и большой сложностью. Это и небольшой водоем, и пруд, но это и лес, озеро, луг и т.д.

Живые компоненты любого биогеоценоза можно разделить на три части:

продуценты — производители первичной продукции (зеленые растения);

консументы — первичные (растительноядные) животные, вторичные (плотоядные) животные и т.д.;

редуценты (иначе, разрушители, деструкторы) — обычно грибы и микроорганизмы, разлагающие органические соединения отмерших организмов до неорганических, которые вновь используются продуцентами для построения своего тела.

Рис. 13.1. Структура биогеоценоза (по В Н Сукачеву)

Между этими основными звеньями биогеоценоза возникают связи самых различных порядков — параллельные и перекрещивающиеся, запутанные и переплетенные и т.д.

Экосистема — система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ. Термин «экосистема» был предложен английским ученым А. Тенсли (1935), а термин «биогеоценоз» — российским ученым 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.

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:

тундра: арктическая и альпийская;

бореальные хвойные леса;

листопадный лес умеренной зоны;

степень умеренной зоны;

тропические злаковники и саванна;

чапарраль (районы с дождливой зимой и засушливым летом);

пустыня: травянистая и кустарниковая;

полувечнозеленый тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами);

вечнозеленый тропический дождевой лес.

Пресноводные экосистемы:

лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.;

лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.;

заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

Морские экосистемы:

открытый океан (пелагическая экосистема);

воды континентального шельфа (прибрежные воды);

районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным ры-боловством);

эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.);

глубоководные рифтовые зоны.

Помимо основных типов природных экосистем (биомов) различают переходные типы — экотоны . Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

Воздействие экологических факторов на организм человека и влияние деятельности человека на окружающую среду

Экологический фактор — это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития. В свою очередь, организм реагирует на экологический фактор специфическими приспособительными реакциями, т.е. адаптируясь к ним.

Экологические факторы весьма разнообразны, имеют разную природу и специфику действия, они могут быть необходимы для организмов или, наоборот, вредны для них, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Их подразделяют на абиотические, биотические и антропические

Абиотические факторы — это все свойства неживой природы, прямо или косвенно влияющие на живые организмы (свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и т.д.)

Биотические факторы – это прямые и опосредованные формы воздействия живых существ друг на друга. Любой организм в реальных условиях постоянно испытывает на себе различное влияние других существ.

Антропические факторы — факторы, которые возникают в ходе непосредственного (прямого) воздействия человека на что-то.

Весьма часто употребляют термин « антропогенный фактор ». Под ним понимают фактор, косвенно обязанный своим происхождением деятельности (настоящей и прошлой) человека. В последние годы антропогенные факторы, учитывая силу их воздействия, выделяют как отдельную категорию экологических факторов.

Существует следующая классификация экологических факторов :

по очередности (первичный и вторичный); по времени (эволюционный и исторический); по происхождению (космический, абиотический, биогенный, биотический, биологический, природно-антропогенный, антропический); по среде возникновения (атмосферный, водный, геоморфологический, эдафогенный, физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный); по степени воздействия (летальный, приводящий живой организм к гибели; экстремальный; лимитирующий; беспокоящий; мутагенный; тератогенный, приводящий к уродствам в ходе индивидуального развития).

Факторы среды имеют количественное выражение. По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения) и пределы выносливости организма. Оптимум — это то количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости.

Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью) . Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности.

Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными , с узкой — стенобионтными . Организмы, переносящие значительные колебания температуры, называются эвритермными , а приспособленные к узкому интервалу температур — стенотермными. Таким же образом по отношению к давлению различают эври- и стенобатные организмы, по отношению к степени засоления среды — эври- и стеногалинные и тд.

Экологические валентности отдельных индивидуумов не совпадают, поэтому экологическая валентность вида шире экологической валентности каждой отдельной особи. Экологические валентности вида к разным экологическим факторам могут существенно отличаться. Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида.

Экологический факюр, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором . Такой фактор будет ограничивать распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными. Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида. Знание человеком лимитирующих факторов для того или иного вида организмов позволяет, изменяя условия среды обитания, либо подавлять, либо стимулировать его развитие.

Можно выделить основные закономерности действия экологических факторов.

Закон относительности действия экологического фактора — направление и интенсивность действия экологического фактора зависят от того, в каких количествах он берется и в сочетании с какими другими факторами действует. Не бывает абсолютно полезных или вредных экологических факторов: все дело в количестве. Например, если температура окружающей среды слишком низкая или слишком высокая, т.е. выходит за пределы выносливости живых организмов, это для них плохо. Благоприятными являются только оптимальные значения. При этом экологические факторы нельзя рассматривать в отрыве друг от друга. Например, если организм испытывает дефицит воды, то ему труднее переносить высокую температуру.

Закон относительной заменяемости и абсолютной незаменимости экологических факторов — абсолютное отсутствие какого-либо из обязательных условий жизни заменить другими экологическими факторами невозможно, но недостаток или избыток одних экологических факторов может быть возмещен действием других экологических факторов. Например, полное (абсолютное) отсутствие воды нельзя компенсировать другими экологическими факторами. Однако если другие экологические факторы находятся в оптимуме, то перенести недостаток воды легче, чем когда и другие факторы находятся в недостатке или избытке.

Между природной средой и обществом существуют сложные взаимодействия, обмен веществом и энергией. Взаимоотношения общества и природы — воздействие человеческого общества (антропогенных факторов) на природу и природы (природных факторов) на здоровье и хозяйственную деятельность человека.

Воздействие человека на природу можно классифицировать различным образом, например, разделить на разрушительное, стабилизирующее и конструктивное; прямое и косвенное; преднамеренное и непреднамеренное; длительное и кратковременное; статическое и динамическое; площадное и точечное; глубинное и приповерхностное; глобальное, региональное и локальное; механическое, физическое, химическое и биологическое и т.д.

Разрушительное (деструктивное) воздействие — человеческая деятельность, ведущая к утрате природной средой своих полезных человеку качеств. Например, сведение дожаевых лесов под пастбища или плантации, в результате чего нарушается биогеохимический круговорот веществ и почва за два-три года теряет свое плодородие

Стабилизирующее воздействие — человеческая деятельность, направленная на замедление деструкции (разрушения) природной среды в результате как хозяйственной деятельности человека, так и природных процессов. Например, почвозащитные мероприятия, направленные на уменьшение эрозии почв.

Конструктивное воздействие — человеческая деятельность, направленная на восстановление природной среды, нарушенной в результате хозяйственной деятельности человека или природных процессов. Например, рекультивация ландшафтов, восстановление численности редких видов животных и растений и т.д.

Прямое (непосредственное) воздействие — изменение природы в результате прямого воздействия хозяйственной деятельности человека на природные объекты и явления

Косвенное (опосредованное) воздействие — изменение природы в результате цепных реакций или вторичных явлений, связанных с хозяйственной деятельностью человека.

Непреднамеренное воздействие является неосознанным, когда человек не предполагает последствий своей деятельности.

Преднамеренное воздействие является осознанным, когда человек ожидает определенных результатов своей деятельности.