Понятие биоценоза и экосистемы

СИНЭКОЛОГИЯ (ЭКОЛОГИЯ СООБЩЕСТВ И ЭКОСИСТЕМ)

Биоценоз – любая совокупность организмов различных видов, существующая в одном и той же местообитании и взаимодействующая посредством пищевых (трофических) и пространственных взаимоотношений.

Биоценоз (сообщество) + биотоп (местообитание биоценоза) = биогеоценоз (экосистема) – совокупность живого компонента сообщества и окружающих его неорганических условий среды. Термин биоценоз ввел в 19 веке К. Мёбиус; учение о биоценозах создал Тишлер; учение о биогеоценозах – Сукачев (1942г.); об экосистемах – Тенсли (1937г.).

В биоценозе виды вступают между собой в многочисленные отношения, определяющиеся требованиями их к условиям жизни в сообществе.

Экологическая ниша – то положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Беклемишев выделил 4 типа отношений в сообществах:

1) Трофические отношения – один вид питается другими (живыми особями или их останками);

2) Топические отношения – характеризуют любое изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Например: создание одним видом среды для другого (лисица использует норы, вырытые барсуком);

3) Форические отношения – это участие одного вида в распространении другого. Например: перенос животными спор, семян, пыльцы растений – зоохория. Перенос животными более мелких животных – форезия (пассивная и активная);

4) Фабрические отношения - тип биоценотических связей, в которые вступает вид, используя либо мертвые останки, либо живых особей другого вида, но не для питания (птица для постройки гнезда используют траву, шерсть и пух).

2. Структура биоценоза:

– определяется вертикальным и горизонтальным сложением компонентов фитоценоза и зооценоза, распределением наземной и подземной биомассы организмов.

Структурная единица вертикального разделения биоценозов – ярус. Ярусность возникает при совместном существовании разных по высоте растений. 1 ярус – деревья-эдификаторы (дуб, липа, клен). 2 ярус – средние деревья (рябина, яблоня, груша). 3 ярус – подлесок (лещина, крушина). 4 ярус – высокие травы (чина, ястребинка). 5 ярус – низкие травы (осоки). 6 ярус – мхи. 8 ярус – лишайники.

3. Развитие биоценозов:

- связано с понятием сукцессия – последовательное замещение биоценозов в каком-либо местообитании в ходе закономерного продвижения сообщества к устойчивому состоянию.

Различают:

а) первичные сукцессии – освоение живыми организмами тех местообитаний, которые никогда ранее не были заселены.

Пример: лишайники – пионерный организм на выгоревшем участке почвы;

б) вторичные сукцессии – возникновения в первичных сукцессиях организмов, которые ранее составляли сообщество, но исчезли из него в результате климатических, геологических или антропогенных факторов.

Пример: восстановления сообщества леса на выгоревшем участке.

Пример сукцессии:

На выгоревшем участке леса нет организмов → первыми появляются лишайники (первичная сукцессия) → лишайники своей жизнедеятельностью создают среду для появления мхов и травянистых растений → далее появляются полукустарники и кустарники → лиственные деревья → хвойные деревья (вторичная сукцессия).

Т.о. результат сукцессии – формирование климаксного сообщества, т.е. такого сообщества, которое является наиболее оптимальным для данного местообитания.

4. Пищевые цепи и трофические уровни:

Внутри экосистемы энергия света при помощи фотосинтеза в автотрофных организмах (зеленые растения) преобразуется в органическое вещество, которое служит пищей для гетеротрофов (животных организмов). Эти животные могут быть съедены другими животными и т.д., т.е. каждый последующий организм питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность – пищевая цепь, а каждое ее звено – трофический уровень.

1) Пастбищные пищевые цепи:

Схема: Тепловая энергия

Солнечная Продуценты Травоядные Хищники Конечные

энергия хищники

Детритофаги и редуценты

(разрушители мертвых остатков)

Тепловая энергия

1. Продуценты – автотрофные организмы (зеленые растения). В водных экосистемах продуценты – водоросли, составляют фитопланктон поверхностных слоев рек, озер, морей. На суше продуценты – голосеменные и покрытосеменные растения (леса и луга).

2. Первичные консументы – травоядные животные (питаются продуцентами). На суше – насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. В водных экосистемах – моллюски и мелкие ракообразные, составляющие зоопланктон, питающийся фитопланктоном. К первичным консументам относятся также паразиты растений.

3. Консументы второго и третьего порядка – питаются травоядными животными. Могут быть хищниками (схватывают и убивают жертву), могут питаться падалью или быть паразитами травоядных или плотоядных животных.

Примеры:

Морская цепь: одноклеточные водоросли веслоногие рачки сельдь

Лесная цепь: растение муха паук землеройка сова

4. Редуценты (грибы, водоросли и бактерии). Тела погибших растений и животных и их прижизненные выделения могут служить источником питания для микроорганизмов, которые минерализуют мертвую органику до неорганических веществ.

2) Детритные пищевые цепи:

Кусочки частично разложившегося органического материала – детрит. Многие животные питаются им, ускоряя процесс разложения – эти животные являются детритофагами. Детритофагами могут питаться более крупные организмы, что ведет к образованию детритной пищевой цепи:

Детрит детритофаг хищник.

Пример: Мертвое животное личинки падальных мух травяная лягушка → уж обыкновенный.

Реальные пищевые цепи в экосистеме намного сложнее, т. к. животное может питаться организмами разных типов из одной и той же пищевой цепи или из разных пищевых цепей, поэтому в действительности пищевые цепи переплетаются т.о., что образуется пищевая сеть.

5. Экологические пирамиды:

Экологические пирамиды – это графический способ отображения пищевых взаимоотношений в экосистеме.

3 типа экологических пирамид:

1) Пирамиды численности (чисел) – количество организмов на данном трофическом уровне отражается в виде прямоугольника, длина (площадь) которого пропорциональна числу организмов в данной площади или объеме.

конечные хищники IV (третичные консументы)

плотоядные III (вторичные консументы)

травоядные II (первичные консументы)

растения I (продуценты)

2) Пирамиды биомассы – учитывается суммарная масса организмов (биомасса) каждого трофического уровня.

0,01

1

600

продукция, выражается в

г сухой массы на 1 м² биоценоза

3) Пирамиды энергии – идеальный способ отражения связей между организмами на разных трофических уровнях, т.к.:

а) отражает скорость образования биомассы. Каждая ступенька пирамиды энергии отражает количество энергии (на единицу площади или объема), прошедшей через определенный трофический уровень за определенный период.

от хищников к конечным хищникам 88

от травоядных к хищникам 1603

от продуцентов к травоядным 14098

валовая продукция продуцентов 87110

количество энергии (в кДж/м²·год)

б) пирамиды энергии позволяют сравнить не только различные экосистемы, но и относительную значимость популяций внутри экосистемы.

в) к основанию пирамиды энергии можно добавить еще один прямоугольник, отображающий поступление солнечной энергии.

Поиск по сайту: