Ecosystems, biogeocoenosis, biocenosis (Экосистемы, биогеоценоз, биоценоз)

В.Н. Сукачевым в 1940 г. в качестве структурной единицы биосферы предложен биогеоценоз – природное образование с четкими границами, состоящее из совокупности живых существ (биоценозов), занимающих определенное место. Понятия «биогеоценоз» и «экосистема» до некоторой степени однозначны, но не всегда совпадают, так не всякую экосистему можно считать биогеоценозом, тогда как всякий биогеоценоз является экосистемой.

Природное сообщество – биоценоз – имеет видовую, экологическую и пространственную структуры. Главными показателями видовой структуры являются видовой состав – число видов и численность популяции – количественное соотношение особей. Каждый конкретный биоценоз характеризуется определенным видовым составом. При этом одни виды биоценоза могут быть представлены многочисленными популяциями, а другие – малочисленными. Число видов в составе биоценоза, приходящихся на единицу площади, называется его видовой насыщенностью. По признаку насыщенности, признаку влияния друг на друга видовая структура биоценоза включает виды доминанты и предоминанты, среди них выделяют эдификаторы. Эдификаторы – это строители биоценоза, т. е. виды, сильно изменяющие среду и тем создающие определенные условия для жизни других видов данного биоценоза. Обычно вид-доминант одновременно является и эдификатором.

Видовая структура биоценоза поддерживается эволюционно сложившейся структурой межвидовых связей (взаимоотношений): нейтрализм, протокооперация, комменсализм, симбиоз (мутуализм), аменсализм, паразитизм, хищничество, конкуренция. Межвидовая конкуренция играет роль одного из основных механизмов поддержания видовой структуры биоценоза.

Экологическая структура биоценоза – это соотношение экологических групп организмов, выполняющих в сообществе в каждой экологической нише определенные функции. Каждый биоценоз слагается из определенных экологических групп организмов. Например, в сухих аридных условиях доминируют склерофиты и суккуленты, а на увлажненных территориях — гигрофиты.

Пространственная структура выражается в горизонтальном и вертикальном членении фитоценоза на отдельные элементы, каждый из которых играет свою роль в накоплении и преобразовании вещества и энергии. По вертикали растительное сообщество разделяется на ярусы – горизонтальные слои, толщи, в которых располагаются надземные и подземные части растений определенных жизненных форм. Ярусность особенно четко выражена в лесных фитоценозах, где выделяют до шести ярусов. В водных сообществах вертикальная ярусная структура, в первую очередь, обусловлена внешними условиями светового и температурного режимов. Виды животных и растений разных ярусов различаются по их отношению к условиям среды. Так, растения каждого нижележащего яруса более теневыносливы, чем расположенные над ними. Виды различных ярусов в биоценозе находятся в тесных взаимоотношениях и взаимозависимости. Растения нижних ярусов положительно влияют на животное население как в количественном, так и в качественном соотношениях.

Вертикальное распределение организмов в биоценозе обусловливает и определенную структуру в горизонтальном направлении. Горизонтальная структура биоценозов выражена их мозаичностъю и реализуется в виде неравномерного распределения популяций отдельных видов по площади. Это определяется, с одной стороны, неодинаковостью почвенно-грунтовых условий и микроклимата, а с другой – взаимоотношениями отдельных особей как внутри популяции, так и между собой. На этой основе формируются разного рода микрогруппировки (парцеллы), в которых видовые популяции связаны между собой более тесными функциональными отношениями, чем с остальной частью биоценоза.

27 Cycling of matter and energy flow. Rule of 10%. (Циклическое движение вещества и поток энергии. Правило 10%)

Энергия в пищевой цепи перемещается иначе, последовательно через все звенья цепи от начального звена к последнему. Такое линейное перемещение энергии называют потоком энергии со свойствами непрерывности, однонаправленности, незамкнутости, наличием потерь энергии. Размер потерь определен в виде «правила 10 %»: в экосистеме с одного пищевого уровня на другой передается в среднем 10 % энергии и связанного с ней вещества. Энергия органического вещества расходуется организмами пищевой цепи на процессы дыхания, обеспечения физической активности организмов, выделяется вместе с их естественными отходами жизнедеятельности (экскременты). Правило 10 % позволяет понять, почему у организмов разные пищевые стратегии и почему реальные пищевые цепи непродолжительны. Резкое уменьшение количества передаваемой от звена к звену энергии ограничивает длительность пищевой цепи, как правило, 4-5 звеньями. Разные пищевые стратегии продуцентов, консументов, редуцентов позволяют им восполнять нехватку энергии и вещества специфическим образом. У травоядных – постоянное поступление небольших количеств пищи, плотоядных – регулярное потребление больших количеств пищи, редуценты – расширили свой пищевой рацион за счет органических останков. Рациональное поведение звеньев трофической цепи определяется не эффективностью добывания пищи, а умеренностью. Поэтому в экосистемах остаются лишь виды, хорошо выполняющие свои биологические функции – живущие и дающие жить другим. Пища потребляется организмами только в количествах, необходимых для жизнедеятельности, для восполнения израсходованного вещества и энергии. Потребление пищи про запас или для обмена в природных экосистемах нерационально.

28 Food chain and food web.Rule of 10%. Rule of duplication (Пищевая цепь и пищевая сеть. Правило 10%. Правило дублирования)

Пищевая (трофическая) цепь – это последовательность живых организмов, в которой каждое предыдущее звено является пищей для последующего звена. Пищевая цепь состоит из продуцента, консументов, редуцента. Все звенья (уровни) пищевой цепи жизненно необходимы человеку для нормального существования. Продуценты обеспечивают его пищей, древесиной, лекарственными препаратами. Консументы – источник белковой пищи. Редуценты перерабатывают и ликвидируют огромное количество отходов жизнедеятельности человека и связанных с ним домашних животных. Все организмы пищевой цепи участвуют в создании, перемещении и разложении органического вещества, вне живой природы не существующего. Они формируют круговорот вещества на уровне пищевой цепи экосистемы.

Известны несколько видов пищевых цепей: хищников, паразитные, детритные. Цепь хищников (пастбищная цепь, цепь выедания) включает продуцент, консументы, редуцент. Детритная цепь вместо продуцента в качестве начального звена содержит мертвое органическое вещество – детрит. Это может быть растительный опад (листья, кора, сучья), множество трупов животных. В дополнение к цепям хищников и детритным цепям присоединяются паразитные цепи, состоящие из паразитов растений и животных. Детритные цепи бывают часто автономными, мало разветвленными.

Из нескольких разных пищевых цепей, существующих параллельно или переплетающихся в пределах одной и той же территории, складываются пищевые сети. При этом энергия и вещество, потерянные в одной пищевой цепи (одной экосистеме) становятся частью, компонентом для другой цепи. Таким образом соблюдаются универсальные термодинамические законы сохранения массы и энергии.

В каждой экосистеме обычно одновременно существуют все три вида цепей. Наземные, морские и пресноводные экосистемы отличаются соотношением видов пищевых цепей. В наземных сообществах преобладают цепи хищников, в морских – детритные цепи. Сетевая трофическая организация экосистем создает ряд новых преимуществ существования экосистем, увеличивая ее стабильность. В экстремальных ситуациях (природные катаклизмы, резкие колебания экологических факторов, промышленные аварии) в случае гибели организмов пищевого звена в какой-либо цепи, их функции будут выполнять организмы того же трофического уровня из других пищевых цепей. Эта закономерность, являющаяся действия правила замещения на уровне экосистемы, называется правилом дублирования: у каждого вида в экосистеме есть дублер. Таким образом, благодаря разнообразию живых организмов трофического уровня пищевой сети по разным пищевым цепям обеспечивается взаимозаменяемость элементов и функциональная устойчивость экосистемы. Материя в экосистеме циркулирует, элементы и вещества, входящие в состав живого, имеют свои циклы, свои круговороты. Это позволяет экосистеме многократно использовать относительно небольшие количества одних и тех же химических элементов и соединений. Энергия, однажды использованная экосистемой, превращается в тепло и утрачивается для экосистемы. Поэтому экосистемы представляют собой открытые неравновесные термодинамические системы, в которые постоянно поступает вещество и энергия, которые обмениваются веществом и энергией с окружающей средой и связаны с ней.

29 Relationships in Ecosystems (food, foric, fabric, information). Their role for living organisms, examples (Отношения в экосистемах (пища, форекс, ткань, информация). Их роль для живых организмов, примеры)

Взаимосвязи организмов. Взаимосвязи обычно классифици­руются по «интересам», на базе которых организмы строят свои отношения.

Самый распространенный тип связей базируется на интересах питания. Такие связи носят название пищевых или трофичес­ких (греч. трофо - питание). В данный тип связей выделяется пи­тание одного организма другим или продуктами его жизнедеятель­ности (например, экскрементами), питание сходной пищей (напри­мер, мертвым органическим веществом). Этим типом связей объединяются растения и насекомые, опыляющие их цветки. На базе трофических связей возникают цепи питания.

Связи, основанные на использовании местообитаний, носят на­звание топических (греч. топос - место). Например, топические связи возникают между животными и растениями, которые предо­ставляют им убежище или местообитание (насекомые, прячущие­ся в расщелинах коры деревьев или живущие в гнездах птиц, расте­ния, поселяющиеся на стволах деревьев (но не паразиты). Не толь­ко трофическими, но и топическими отношениями связаны парази­ты с организмами, на которых они паразитируют.

Следующий тип связей носит название форических (лат. форас - наружу, вон). Они возникают в том случае, если одни организмы участвуют в распространении других или их зачатков (семян, пло­дов, спор). Животными это распространение может осуществлять­ся как на наружных покровах, так и в пищеварительном тракте.

Выделяют также тип связей, которые носят название фабрических (лат. фабрикатио - изготовление). Для них характерно ис­пользование одними организмами других или продуктов их жизне­деятельности, частей (например, растений, перьевого покрова, шер­сти, пуха) для постройки гнезд, убежищ и т. п.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: