Выясните с помощью рисунков 213 и 214, какие поступательные изменения происходят при формировании биогеоценоза на первично свободной территории и территории ранее существовавшего биогеоценоза.
Биогеоценоз как открытая биологическая система существует на определенной территории и способен выдерживать изменения, вносимые в него различными компонентами. Сложившийся биогеоценоз отличает целостность, самовоспроизводство, устойчивость, саморегуляция, способность к изменениям и развитию.
Рис. 209. Целостность биоценоза
Основные свойства биогеоценозов. Целостность биогеоценоза обеспечивается потоками энергии и вещества, связывающими организмы друг с другом и средой их обитания. Солнечная энергия и неорганические вещества среды, аккумулируемые автотрофными организмами, используются в процессе жизнедеятельности всего живого компонента биогеоценоза по цепям и сетям питания. Пища, неусвоенная животными и удаленная во внешнюю среду, мертвые растительные, животные и другие органические остатки минерализуются в процессе жизнедеятельности редуцентов и возвращаются в круговорот веществ, непрерывно происходящий в биогеоценозе. Углекислый газ, затрачиваемый на образование органических веществ зелеными растениями, фотосинтезирующими и хемосинтези-рующими бактериями, возвращается в окружающую среду при дыхании организмов (рис. 209). Атмосферный кислород, используемый организмами при дыхании, восполняется в биогеоценозе благодаря процессу фотосинтеза.
Самовоспроизводство биогеоценоза связано со способностью его организмов к размножению, наличием пищевых ресурсов, необходимых для их роста и развития, а также воссозданием организмами среды обитания.
Устойчивость биогеоценоза - это его способность к длительному существованию, сохранению во времени своей структуры и функциональных свойств при воздействии внешних факторов. Она также проявляется в способности биогеоценоза возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после воздействия факторов среды, выводящих его из сложившегося равновесия.
Саморегуляция - свойство биогеоценоза поддерживать определенное соотношение организмов во всех сложившихся в нем цепях питания. Саморегуляция основана на принципе обратной связи: колебания растительной биомассы влияют на численность травоядных животных, а их численность зависит от числа хищников (рис. 210).
Рис. 210. Саморегуляция биогеоценоза основана на принципе обратной связи. Численность каждого вида уравновешивается численностью других видов, связанных с ними пищевыми связями
Изменения в биогеоценозах. В любом биогеоценозе происходят изменения. Одни из них циклические, другие - поступательные.
К циклическим (регулярно повторяющимся) изменениям относят суточные, сезонные и многолетние. Суточные изменения связаны с закономерными периодическими сменами дня и ночи, а сезонные - со сменой времен года. В течение суток у растений по-разному проходят фотосинтез и испарение воды; у животных меняется поведение: одни из них более активны днем, другие - в сумерки, а третьи - ночью.
Сезонные изменения проявляются в осеннем листопаде у многих деревьев и кустарников, отмирании к зиме надземных органов у многолетних трав, отлете и прилете перелетных птиц, гнездостроении, весенней и осенней линьке, выведении потомства птицами и млекопитающими.
С приходом весны видовой, а затем и численный состав организмов биогеоценоза восстанавливается (рис. 211). Большое влияние на ход регулярных сезонных явлений оказывают различные отклонения в погодных условиях, например, затяжная холодная или теплая весна, жаркое и сухое или холодное и дождливое лето.
Рис. 211. Сезонные изменения в биогеоценозе лиственного леса
Смена биогеоценозов. Процесс поступательных изменений и развития биогеоценоза в направлении повышения его устойчивости обычно называют сукцессией (от лат. сукцессио - преемственность, наследование). Она может происходить на первично свободной территории, или на территории, где раньше существовал какой-либо биогеоценоз.
Формирование нового биогеоценоза на первично свободной суше (участки, освобождаемые при таянии ледника, отступлении моря или высыхании озера, голые скалы, сыпучие пески), не затронутой почвообразованием, начинается с поселения лишайников (рис. 212).
Рис. 212. Накипные лишайники на скалах - пионеры растительности
Образование почвы может происходить в результате разрушения поверхности материнской породы лишайниками. Отмирающие лишайники обогащают образующуюся почву органическими остатками. Впоследствии на тонком разлагающемся под действием бактерий слое остатков лишайников и минеральной пыли начинают появляться мхи. Одновременно с лишайниками и мхами осваиваемую территорию заселяют мелкие насекомые, пауки и другие беспозвоночные животные. По мере дальнейшего формирования почвы, накопления в ней органических остатков становится возможным прорастание занесенных ветром семян растений (однолетних и многолетних трав), увеличение видового состава и численности почвенных беспозвоночных, растительноядных насекомых, моллюсков, мелких грызунов. С накоплением гумуса и с повышением влажности почвы постепенно формируются луга, степи или леса, заселяемые различными позвоночными животными. При отсутствии нарушений сукцессия завершается возникновением нового более устойчивого биогеоценоза, находящегося в относительном равновесии со средой (рис. 213).
Рис. 213. Формирование биогеоценоза на первично свободной территории
Чаще всего сукцессии происходят на месте ранее существовавших биогеоценозов после нанесенных им повреждений (последствия бури, урагана, пожара, вырубки леса, выпаса скота). Сначала территорию путем заноса семян заселяют однолетние светолюбивые растения, а затем многолетние травы (рис. 214). С течением времени в этом местообитании появляются кустарники, а затем, лиственные деревья, постепенно вытесняемые елью. По мере заселения территории растениями складывается и видовой состав животных данного местообитания. Восстановление биогеоценоза елового леса после вырубки занимает более ста лет. Сформировавшийся биогеоценоз оказывается устойчивым. Происходящие в нем процессы поддерживают его длительное существование на определенной территории без видимых изменений.
Рис. 214. Восстановление биогеоценоза - зарастание еловым лесом вырубки
Итак, развитие и смена биогеоценозов - одна из основных причин их многообразия в природе. В процессе исторического развития человек постепенно преобразовывал природу для своих нужд. Это привело к частичной замене естественных биогеоценозов на нашей планете искусственными агробиоценозами.
Упражнения по пройденному материалу
- Какими свойствами обладают биогеоценозы?
- В чем проявляется целостность биогеоценоза?
- Что понимают под самовоспроизводством и устойчивостью биогеоценоза?
- В чем проявляется саморегуляция биогеоценоза?
- Какие циклические изменения происходят в биогеоценозах?
- Какой процесс в развитии биогеоценоза называют сукцессией?
- Как происходит восстановление биогеоценоза елового леса после пожара или вырубки елей?
Нас в течении всей жизни окружают животные, различные растения, почва, воздух, вода… Мы все привыкли назвать это окружающей средой. В принципе это правильно, но ведь окружающая среда тоже бывает разная. Она может отличатся от того сделана та ли иная окружающая среда человеком или существует сама по себе, какие факторы живой или не живой природы влияют на нее. Также различают наземно-воздушную, водную, организменную, почвенную среды. Все это мы смело можем называть экосистемами, но что же тогда биогеоценоз? Давайте разберемся!
Характеристика биогеоценоза и ее особенности
Биогеоценоз – это экосистема в которой явления природы (животный мир, воздушная среда, горные породы, растительный мир и т.д.) имеют схожий характер взаимовлияние между друг другом , а также объединяются обменом энергии, круговоротом веществ. Он состоит из экотопа (атмосфера и почво-грунт) и биоценоза (животные, растения, различные микроорганизмы). Выходит, биогеоценоз - это разновидность экосистемы? Да, биогеоценоз – это экосистема, но далеко не каждая экосистема – это биогеоценоз. Как можно это понять? Например, не все искусственные экосистемы будут биогеоценозом, так как, во-первых, биогеоценоз может существовать на суше и больше нигде, во-вторых, он имеет конкретно обозначенные границы, которые определяются фитоценозом (растительное сообщество, которое ограниченно границами одного биотопа).
Если нет фитоценоза , то и биогеоценоз существовать не может. А вот когда невозможно выделить фитоценоз, то уже применяют название «экосистема». Исходя из полученной информации, мы можем сделать выводы, что фитоценоз и абиотические факторы (факторы неживой природы) являются очень важными в образовании и существовании биогеоценоза. Самыми яркими примерами биоценоза будут лес, болото, луг, поле и т.д.
Разновидности биогеоценоза
У биогеоценоза есть также свои подвиды. Различают естественный и искусственный биогеоценозы. С естественный все понятно, он был образован без вмешательства человека и с течением времени, причем довольно длительного начина от 1000 лет. А вот в искусственном различают:
- — создается людьми. Именно человек определяет видовой состав, ухаживает, обрабатывает за растениями и животными, находящимися в данном биогеоценозе. Ярким примером данной экосистемы может послужить парк.
- Агробиоценоз . Эту экосистему также создает человек, но для сельскохозяйственной деятельности. Самый известный для нас пример это поле или плантация.
Свойства биоценоза
Как у любой экосистемы у биогеоценоза есть свои свойства:
- Для начала, это система, сложившаяся в ходе исторических изменений.
- Биогеоценоз бывает, как естественным, так и искусственным.
- Ей характерен круговорот веществ.
- Она способна к саморегуляции, что является очень важным для поддержания постоянства состава, на нужном уровне.
- Основной источник поступления энергии – Солнце, а также биогеоценоз открыт для выхода и входа энергии.
Большинство этих свойств характерны и для экосистемы, что помогает убедиться нам, что биогеоценоз – это экосистема.
Характеристика экосистемы
Чтобы определиться с понятием «экосистема» достаточно заново прочитать термин «биогеоценоз». Экосистема – это биологическая среда, в которой проходит обмен энергии и круговорот веществ и все явления живой и неживой природы в ней связаны между собой. По сути «биогеоценоз» является синонимом к понятию «экосистема».
Из чего состоит экосистема
Экосистема состоит из тех же компонентов, что и биогеоценоз:
- Биоценоз.
- Экотоп.
Виды экосистемы
Экосистема может быть естественной, а также искусственной:
- Естественная , образована под воздействием природных факторов в течении длительного времени. Люди могут оказывать влияние на эту экосистему. Например, лес. В лесу люди берут древесину, собираю грибы и ягоды, охотятся на животных и т.п. Но на таких биологических участках воздействие природных факторов подавляет влияние людей.
- Антропогенные — это экосистемы, которые создают и используют люди в сельскохозяйственных целях. К примеру, пастбище. В антропогенных экосистемах возможно сохранение естественных экосистем в начальном виде, таких как реки или болота.
Естественную от антропогенной системы отличают по тому какой источник энергии обеспечивает их.
Среди экосистем существуют еще одна классификация экосистем:
- Автотрофные – это системы, находящиеся на энергетически обеспечении, либо за счет той солнечной энергии которую потребляют продуценты – фотоавтотрофные экосистемы, либо за счет той химической энергии продуцентов — хемоавтотрофные экосистемы.
- Гетеротрофные – это система которой используется химическая энергия, или созданная человеком через энергетические устройства, или вместе с углеродом от органических веществ.
Различия между экосистемой и биогеоценозом.
- Во-первых, биогеоценоз — это частный случай экосистемы . Ведь, биогеоценоз ограничен фитоценозом, а когда его невозможно выявить, то тогда этот участок суши называют экосистемой. Просто у биоценоза много схожих черт с экосистемой, поэтому их часто используют, как синонимы.
- Во-вторых, понятие «экосистема» гораздо шире и распространённее, чем «биогеоценоз».
- В-третьих, в экосистеме наблюдается разноранговость, чего в биогеоценозе нет.
- В-четвертых, биоценоз выделяется только на суше, а экосистема может выделяться везде.
Черта между экосистемой и биогеоценозом очень тонкая, но она есть!
Сущность понятий экосистема, биогеоценоз
В биологии используются три близких по значению понятия:
Биогеоценоз (греч. «биос» - жизнь, «гео» - земля, «ценос» - общий) - структурная и функциональная элементарная единица биосферы. Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Например, озеро, сосновый лес, горная долина (Рис.8.1). Учение о биогеоценозе разработано академикомВладимиром Сукачёвым(Рис.8.10) в1940году.
Биогеоценоз - биоценоз , который рассматривается во взаимодействии с абиотическими факторами, влияющими на него и в свою очередь изменяющимися под его воздействием.Биоценоз имеет синонимсообщество , ему также близко понятиеэкосистема .
Экосистема - группа организмов разных видов, взаимосвязанных между собой круговоротом веществ.
Каждый биогеоценоз - это экосистема, но не каждая экосистема - биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используются два близких понятия: биотоп иэкотоп (факторы неживой природы: климат, почва).Биотоп - это территория, которую занимает биогеоценоз.Экотоп - это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов.Экотоп также состоит изклимата (климатопа) во всех многооразных его проявлениях и геологической среды (почв и грунтов), называемойэдафотопом . Эдафотоп - это то, откуда биоценоз черпает средства для существования и куда выделяет продукты жизнедеятельности.
Свойства биогеоценоза:
естественная, исторически сложившаяся система;
система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне;
характерен круговорот веществ;
открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой - Солнце.
Рис.8.1 Биоценоз тропического леса
Рис.8.1а Биоценоз пруда
Основные показатели биогеоценоза:
Видовой состав - количество видов, обитающих в биогеоценозе.
Видовое разнообразие - количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объема.
В большинстве случаев видовой состав и видовое разнообразие количественно не совпадают и видовое разнообразие напрямую зависит от исследуемого участка.
Биомасса - количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на (Рис.8.2):
биомассу продуцентов;
биомассу консументов;
биомассу редуцентов
Рис.8.2 Понятие консументы и продуценты
Механизмы устойчивости биогеоценозов
Одним из свойств биогеоценозов является способность к саморегуляции, то есть к поддержанию своего состава на определенном стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круговорота обеспечивается несколькими механизмами:
достаточность жизненного пространства, то есть такой объем или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами.
богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ.
многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений.
средообразующие свойства видов, то есть участие видов в синтезе или окислении веществ.
направление антропогенного воздействия.
Таким образом, механизмы обеспечивают существование неменяющихся биогеоценозов, которые называются стабильными. Стабильный биогеоценоз, существующий длительное время, называется климаксическим. Стабильных биогеоценозов в природе мало, чаще встречаются устойчивые - меняющиеся биогеоценозы, но способные, благодаря саморегуляции, приходить в первоначальное, исходное положение.
Биогеоценоз
Свойства биогеоценоза
- естественная, исторически сложившаяся система
- система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне
- характерен круговорот веществ
- открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой - Солнце
Основные показатели биогеоценоза
- Видовой состав - количество видов, обитающих в биогеоценозе.
- Видовое разнообразие - количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объема.
В большинстве случаев видовой состав и видовое разнообразие количественно не совпадают и видовое разнообразие напрямую зависит от исследуемого участка.
- Биомасса
- количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на:
- биомассу продуцентов
- биомассу консументов
- биомассу редуцентов
- Продуктивность
- Устойчивость
- Способность к саморегуляции
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 биогеоценозов
Одним из свойств биогеоценозов является способность к саморегуляции, то есть к поддержанию своего состава на определенном стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круговорота обеспечивается несколькими механизмами:
- достаточность жизненного пространства, то есть такой объем или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами.
- богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ.
- многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений.
- средообразующие свойства видов, то есть участие видов в синтезе или окислении веществ.
- направление антропогенного воздействия.
Таким образом, механизмы обеспечивают существование неменяющихся биогеоценозов, которые называются стабильными. Стабильный биогеоценоз, существующий длительное время, называется климаксическим. Стабильных биогеоценозов в природе мало, чаще встречаются устойчивые - меняющиеся биогеоценозы, но способные, благодаря саморегуляции, приходить в первоначальное, исходное положение.
Формы существующих взаимоотношений между организмами в биогеоценозах
Совместная жизнь организмов в биогеоценозах протекает в виде 6 основных типов взаимоотношений:
| Экосистема | |
|---|---|
| Экосистемы | Экосистемы суши · Морские экосистемы · Пресноводные экосистемы · Типы экосистем · Биогеоценоз · Биом · Биосфера · Природный территориальный комплекс · Искусственные экосистемы |
| Функциональные компоненты | Продуценты (автотрофы) · Консументы · Редуценты |
| Структурные компоненты | Зооценоз · Фитоценоз · Биоценоз · Синузия · Ценоячейка · Эдификатор · Консорция |
| Абиотические компоненты | Биогенные элементы · Микроклимат · Физические факторы · Местообитание (Биотоп , Стация) · Экотоп · Климатоп · |
| Функционирование | Сукцессия · Сукцессионный ряд · Деградация экосистем · Эволюция экосистем |
| Загрязнение экосистем | Загрязнение пресных вод · Загрязнение океанов · Загрязнение атмосферы · Загрязнение почв |
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Биогеоценоз" в других словарях:
Биогеоценоз … Орфографический словарь-справочник
- (от био..., гео... и...ценоз), геобиоценоз, экоценоз (Kassas, Girgis, 1965), биоэкос (Нестеров, 1975), ценоэкосистема (Быков, 1970), геоэкосистема (Сочава, 1970), геоэкобиота (Герасимов, 1973), биценотоп (Иоганзен, 1971), по В. Н. Сукачеву… … Экологический словарь
- (от био..., греч. ge Земля и ценоз), однородный участок земной поверхности с определённым составом живых (биоценоз) и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов, объединённых обменом вещества и энергии в единый… … Биологический энциклопедический словарь
Экосистема Словарь русских синонимов. биогеоценоз сущ., кол во синонимов: 1 экосистема (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов
Эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная, длительно самоподдерживающаяся, однородная экологическая система, в которой функционально взаимосвязаны живые организмы и окружающая их абиотическая среда. Биогеоценоз характеризуется… … Словарь бизнес-терминов
- (от био... гео... и греч. koinos общий) однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними… … Большой Энциклопедический словарь
Особый взаимообусловленный комплекс на определенном участке земной поверхности, с присущим этому участку геол. строением, почвенным и водным режимами, микроклиматом, растительным сообществом и населяющим его миром животных и микроорганизмов. Все… … Геологическая энциклопедия
Понятие биогеоценоза впервые появилось в работах советского биолога В. Сукачёва в 1942 году. Под этим термином сегодня подразумевается система, расположенная на определенной части пространства и включающая все живые организмы, обитающие в этой местности, и совокупность факторов неживой природы, влияющих на их существование. Части живой и неживой природы связывает постоянный круговорот энергетического обмена и обмена веществ, благодаря чему система получает способность к саморегуляции.
Одной из основных отличительных черт сложившегося биогеоценоза является его однородность по видам живых существ и присутствующим абиотическим факторам. Энергетическая составляющая, как правило, опирается на получение , ее поглощение и преобразование.
Составляющие биогеоценоза
Определяющая роль в существовании биогеоценоза принадлежит живым организмам, которые в биологии подразделяют на три основных вида:
— продуценты – живые организмы, потребляющие питательные вещества для своей жизнедеятельности непосредственно из неживой природы. К ним относится большинство видов растений и некоторые виды бактерий;
С помощью этих трех компонентов осуществляется круговорот питательных веществ и энергии биогеоценоза. Продуценты поглощают неорганические вещества из почвы и солнечную энергию, благодаря чему имеют возможность строить свои клетки и наращивать объем органических веществ. Консументы активно поедают продуцентов и друг друга, включая произведенные ими органические вещества в свой биохимический и энергетический обмен. Функция редуцентов состоит в том, чтобы разлагать органику, остающуюся после отмирания живых организмов и тем самым возвращать питательные минеральные вещества обратно в почву.
Структура биогеоценозов
Различные биогеоценозы образуются в неодинаковых условиях по степени дневной освещенности, климатическим условиям, составу почвы и т.д. Неудивительно, что их видовой состав, количество биомассы и количество межвидовых связей совершенно различны в разных экосистемах. Ученые рассматривают пространственную, видовую, трофическую и экологическую структурированность биогеоценоза.
Видовая структура
– это разнообразие видов, входящих в биогеоценоз, и соотношение биомассы или численности всех составляющих его популяций. Биогеоценозы могут быть богатыми по видовому составу, если условия биотопа благоприятны для большинства видов живых существ, или бедными – живущими в не слишком благоприятных условиях (в пустынях, тундре и пр.).
Пространственная структура определяется, прежде всего, растительными составляющими биогеоценоза, которые чаще всего структурированы по вертикали. В каждом из растительных ярусов складывается свой состав растительных и животных обитателей, а также насекомых и микроорганизмов.
Экологическая структура биогеоценоза – это совокупность экологических групп живых существ, соотношение которых изменяется в зависимости от преобладающих абиотических факторов.
Трофическая структура
– это количество и состав пищевых цепочек, образуемых совокупностью проживающих в биогеоценозе видов живых существ.
Как правило, биогеоценоз складывается в течение многих сотен, а иногда и тысяч лет. Время от времени в его состав вводятся новые компоненты, которые либо занимают свое место в его структурах, либо постепенно удаляются благодаря существующей системе саморегуляции.
