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

Пространственная структура биогеоценоза

Эта структура биогеоценоза определяется прежде всего составом фитоценоз. Как правило, фитоценоз расчленены на достаточно хорошо отделены в пространстве (по вертикали и по горизонтали), а иногда и во времени элементы структуры, или ценоелементы. К основным ценоелементив относятся яруса и микроугруповання. Первые характеризуют вертикальное, вторые — горизонтальное расчленение фитоценозов.

Основной фактор, который определяет вертикальное распределение растений — количество света, что приводит температурный режим и режим влажности на разных уровнях над поверхностью почвы в биогеоценозе. Растения верхних ярусов более светолюбивы, чем низкорослые, и лучше их приспособлены к колебаниям температуры и влажности воздуха. Нижние ярусы образованы растениями менее требовательными к свету; травянистый покров леса в результате отмирания листьев, стеблей, корней участвует в процессе почвообразования и тем самым влияет на растения верхнего яруса.

Яруса особенно хорошо заметны в лесах умеренного пояса. В них можно выделить 5-6 ярусов:

1. первый (верхний) ярус образуют деревья первой величины (дуб черешчатый, липа сердцевидная, вяз гладкий и др.),
2. второй — деревья второй величины (рябина обыкновенная, дикие яблоня и груша, черемуха и др.)
3. третий ярус составляет подлесок, образованный кустарниками (лещина обыкновенная, крушина ломкая, бересклет европейский и др.);
4. четвертый ярус состоит из высоких трав (чистец лесной, крапива, сныть обыкновенная) и кустарничков (черника),
5. пятый ярус составлен из низких трав (осока волосистая, копытень европейский)
6. в шестом ярусе — мхи, лишайники.

Животные также преимущественно приурочены к тому или иному яруса растительности. Например, среди птиц есть виды, гнездящиеся только на земле (фазановые, тетерева, трясогузки, овсянки), другие — в кустарниковом ярусе (дрозды, славки, снегири) или в кронах деревьев (зяблики, щелчки, корольки, крупные хищники и др. ).

Подземная ярусность фитоценозов, как правило, отсутствует. Установлено, что за очень редким исключением, общая масса подземных органов закономерно снижается сверху вниз. Особенно существенное падение количества мелких сосущих корней, основная масса которых приурочена к верхнему горизонту почвы, где сосредоточено более 90% всех корней. Такое распределение активной части корней связан с образованием в поверхностных горизонтах почвы наибольшего количества доступных для растений элементов минерального питания, в первую очередь азота. В ряде случаев имеет значение ухудшение (сверху вниз) условий аэрации. Все это определяет даже для растений, глубоко укореняются, значимость использования поверхностного горизонта почвы, где формируется постоянное или временно существующее корни.

Расчлененность (неоднородность) в горизонтальном направлении — мозаичность — присуща практически всем биогеоценозам. Мозаичность выражается наличием в бигеоценози различных микроугруповань, которые различаются видовым составом, количественным соотношением различных видов, зимкнутистю, производительностью и другими признаками и свойствами. Неравномерность в распределении видов живых организмов в пределах экосистем и связанная с этим мозаичность обусловлены рядом причин: особенностями биологии размножения и формы растений, неоднородностью грунтовых условий (наличие понижений и повышений), середовищеутворювальним влиянием растений и др. Мозаичность может возникнуть в результате деятельности животных (образование муравейников, вытаптывание травостоя копытными и т.п.) или человека (выборочная рубка, кострища и т.д.).

Структуры биогеоценоза

Пространственная — определяется в большинстве своём растениями, которые разделены на отдельные друг от друга в пространстве и времени структуры. Разделение происходит по горизонтали и вертикали. Эти структуры называются ценоэлементами.

Разделение по вертикали — ярусность (над землёй и под землёй).

Надземные ярусы определяются количеством света и высотой, так, например, в лесу первым ярусом будут самые высокие деревья, вторым деревья пониже, третьим высокие кустарники, четвёртым низкие кустарники, пятый — травы и шестой мхи и лишайники.

Подземные ярусы существуют при помощи корневых систем различных растений, которые интересны разным видам организмов. Например: у бобовых на корнях образуются пузырьки, где живут азотфиксирующие микроорганизмы, а некоторые грибы образуют микоризу с корнями деревьев и растений.

По горизонтали — микрогруппировки, которые существуют в определённых границах, имеющие свои функции, условия роста, внешние признаки. Но данная структура всё же во многих случаях имеет свойство плавно переходить из одной группировки в другую. Например: некоторые виды птиц вьют гнёзда в кронах лип и дубов, а добывают пищу на полях, оврагах, водохранилищах.

Видовая — структура, определяющая видовое значение организмов в биогеоценозе. Роль всех групп организмов совершенно разная и определена численностью размером площади обитания.

Существуют доминанты, влиятельность которых определённым образом сказывается на процессе жизнедеятельности. Лидер среди деревьев — ель, среди трав — кислица, мох, а среди грызунов — полёвки.

Влияние доминантов не одинаково, существует более влиятельные структуры, которые создают среду, определяют строение и видовой состав для всего экосообщества — эдификаторы,

Трофическая — то есть пищевая структура.

Трофическая структура подразумевает взаимодействие между живыми организмами, за счет питания одних особей другими. Это называется трофическими связями.

Существует 3 группы организмов, которые переносят необходимые вещества и обмениваются энергией в биогеоценозе.

• продуценты–растения.
• консументы– микроорганизмы, некоторые виды насекомоядных растений, животные, птицы.
• редуценты– грибы, бактерии и группы животных, которые питаются отходами жизнедеятельности других организмов и органическими веществами мертвых тел.

В экологии существуют трофические или пищевые цепи. Когда перенос веществ и энергии от одного организма к другому, осуществляется с помощью последовательных связей.

Существует два вида цепей — пастбищные и детритные.

Пастбищные существуют за счёт растений, которые фотосинтезируют и размножаются, а детритные — за счёт микроорганизмов, которые берут энергию из веществ, появляющихся в процессе разложения.

животных Биогеоценоз

Наиболее значимыми в процессах биогеоценоза насекомые являются, черви, ящерицы, пауки и т.д. Они одну выполняют из функций, необходимых для всего биогеоценоза процесса — переработка отмерших останков и отходов. виды же Так беспозвоночных, которые питаются корнями и растений клубнями; наземные, питающиеся листьями, цветами, корой, семенами деревьев и плотоядные или хищные которые, беспозвоночные питаются животной биомассой, соками кровососущие, и животных относятся к этим процессам.

Мыши, кроты, сурки — животные, которые живут в почве, своей для жизнедеятельности им необходимо рыть норы и счёт, за ходы чего почва рыхлится и обогащается счёт.

За кислородом поедания одними животными — других, должный происходит процесс регуляции численности тех иных или видов и сохраняется равновесие и баланс в Биогеоценоз.

Самовоспроизводство. саморегуляция и устойчивость экосистем

Любая экосистема является сложной динамической системой, состоящей из многих сотен, иногда тысяч видов организмов, объединенных трофическими, топическими и другими связями.

Самовоспроизводство — способность экосистем воссоздавать поток энергии и обеспечивать круговорот основных веществ и элементов между живыми и неживыми компонентами.

■ Живые организмы извлекают из среды ресурсы и поставляют в нее продукты жизнедеятельности (растения используют световую энергию, СО₂, Н₂О, пополняют атмосферу О₂; животные поглощают из атмосферы О₂, выделяют в нее СО₂ и т.д.).

Саморегуляция — способность населения экосистемы восстанавливать свой видовой и количественный состав после какого-либо отклонения, а также способность его различных видов существовать совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем.

■ Регулирующие факторы формируются в самой экосистеме: хищники регулируют численность своих жертв, деятельность травоядных животных влияет на растения и т.д.

■ Саморегуляция действует по принципу обратной связи. Пример: массовое размножение грызунов приводит к значительному росту численности хищников и паразитов, которые сокращают величину популяции грызунов. Вслед за этим сокращается и численность хищников, так как они начинают погибать от недостатка пищи. В итоге динамическое равновесие в экосистеме восстанавливается.

Экосистемный гомеостаз — свойство относительного постоянства видового состава и численности особей различных видов в экосистеме, а также относительной стабильности и целостности генетической структуры экосистемы.

■ Указанное постоянство соблюдается лишь в среднем и отражает динамическое равновесие противоположно действующих факторов.

Устойчивость — способность экосистемы выдерживать изменения, вызванные внешними (природными или антропогенными) воздействиями, и восстанавливать связи и динамическое равновесие между основными ее компонентами, нарушенные внешним воздействием.

■ Устойчивость каждой экосистемы имеет свои пределы: если интенсивность или время действия внешнего воздействия превысит некоторый порог, экосистема может погибнуть.

Основанные на знании законов динамики экосистем расчеты их продуктивности и потоков энергии позволяют регулировать численность популяций и круговорот веществ в экосистемах так, чтобы добиться наибольшего выхода необходимой для человека продукции.

Непродуманное вмешательство человека в экосистемы может нарушить природные цепи питания и привести к неконтролируемому росту или снижению численности особей определенных популяций и к нарушению природных экосистем.

Морские экосистемы

Океанские экосистемы относительно сдержанны, хотя они, как и пресноводные экосистемы, также включают некоторых птиц, которые охотятся за рыбой и насекомыми на поверхности океана. Примеры естественного биогеоценоза этих экосистем:

• Мелководье. Некоторые мелкие рыбешки и кораллы живут только недалеко от суши.
• Глубокая вода. Большие и даже гигантские существа могут жить глубоко в водах Мирового океана. Некоторые из самых странных созданий в мире обитают прямо на дне.
• Теплая вода. Более теплые воды, например, в Тихом океане, содержат одни из самых впечатляющих и сложных экосистем в мире.
• Холодная вода. Менее разнообразные холодные воды также поддерживают относительно сложные экосистемы. Планктон обычно образует основу пищевой цепи, следуя за мелкой рыбой, которую поедает более крупная рыба или другие представители животного мира, такие как тюлени или пингвины.

Планктон и другие растения, которые облюбовали океанические воды вблизи поверхности, ответственны за 40 % всего фотосинтеза, который происходит на Земле. Также встречаются растительноядные существа (например, креветки), которые питаются и планктоном. Их самих затем обычно съедают более крупные особи — рыбы. Интересно, что в глубоком океане планктон не может существовать, потому что фотосинтез там невозможен, поскольку свет не может проникнуть настолько далеко в толщу вод. Именно здесь существа приспособились к условиям вечной темноты весьма интересным образом и относятся к числу самых увлекательных, страшных и интригующих живых существ на Земле.

Границы экосистем

Природная экосистема, как упоминалось выше, в отличие от антропогенной не имеет четких пространственных границ. Каждая плавно перетекает в другие. Переходы между ними иногда являются самостоятельными системами — экотонами. Их населяют виды из соседних комплексов и/или специфичные для них организмы. Примеры: дельта реки, опушка леса.

Дельта реки Ирравади

Одни экологические системы остаются более или менее неизменными, другие развиваются, то есть меняются на протяжении долгого времени. С этим процессом связано понятие “сукцессия”. Оно применяется для обозначения последовательного естественного изменения под воздействием внутренних факторов. Сформировавшееся в результате сукцессии сообщество называют климаксным. Оно наиболее устойчивое.

Описание

В зарубежной литературе термин биогеоценоз был малоупотребим, из-за схожего понятия — экосистема.

Экосистема — система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определённый участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами большинство искусственных экосистем.

Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза 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

• Схема Биогеоценоза
  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

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.

Пример смены биогеоценоза

Рассмотрим в качестве примера случай, когда сами живые организмы являются причиной смены экосистем. Это заселение скальных пород растительностью. Большое значение на первых стадиях этого процесса имеет выветривание пород: частичное растворение минералов и изменение их химических свойств, разрушение. На начальных этапах очень большую роль играют первые поселенцы: водоросли, бактерии, накипные лишайники, сине-зеленые. Продуцентами являются сине-зеленые, водоросли в составе лишайников и водоросли свободноживущие. Они создают органическое вещество. Сине-зеленые из воздуха берут азот и обогащают им еще малопригодную для обитания среду. Лишайники растворяют выделениями органических кислот скальную породу. Они способствуют тому, что элементы минерального питания постепенно накапливаются. Грибы и бактерии разрушают созданные продуцентами органические вещества. Последние не полностью минерализуются. Постепенно накапливается смесь, состоящая из минеральных и органических соединений и обогащенных азотом растительных остатков. Создаются условия для существования кустистых лишайников и мхов. Ускоряется процесс накопления азота и органического вещества, образуется тонкая прослойка почвы.

Формируется примитивное сообщество, которое может существовать в данной неблагоприятной обстановке. К суровым условиям скал хорошо приспособлены первые поселенцы — они выдерживают и мороз, и жару, и сушь. Постепенно они изменяют среду обитания, создавая условия для образования новых популяций. После того как появляются травянистые растения (клевер, злаки, осоки, колокольчик и др.), ужесточается конкуренция за питательные элементы, свет, воду. В этой борьбе пионеры-поселенцы вытесняются новыми видами. Кустарники поселяются за травами. Они скрепляют своими корнями формирующуюся почву. Лесными сообществами сменяются травяно-кустарниковые.

В ходе длительного процесса развития и смены биогеоценоза количество входящих в него видов живых организмов постепенно растет. Более сложным становится сообщество, все более разветвленной делается его пищевая сеть. Увеличивается разнообразие связей, существующих между организмами. Все полнее сообщество использует ресурсы среды. Так оно превращается в зрелое, которое хорошо приспособлено к условиям среды и обладает саморегуляцией. В нем популяции видов хорошо воспроизводятся и другими видами не замещаются. Тысячи лет длится описанная смена биогеоценозов. Однако существуют смены, которые происходят на глазах всего лишь одного поколения людей. К примеру, это зарастание мелких водоемов.

Итак, мы рассказали о том, что такое биогеоценоз. Примеры с описанием, представленные выше, дают наглядное представление о нем

Все, о чем мы рассказали, важно для понимания этой темы. Типы биогеоценозов, их структура, особенности, примеры — все это следует изучить для того, чтобы иметь полное представление о них

Экосистема (биогеоценоз). Структуры экосистемы

Раздел ЕГЭ: 7.2. 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 — совокупность живых организмов, тесно взаимодействующих между собой и со средой обитания.

Биогеоценоз — это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и неживых компонентов, которые объединены в единую систему обмена веществ и энергии. Комплекс живых компонентов — биоценоз, комплекс неживых компонентов — биотоп. Биогеоценоз относительно экосистемы выступает как частное от общего. Биогеоценозы — один из вариантов реально существующих экосистем.

Устойчивость — способность выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями.Саморегуляция — способность поддерживать определенную численность особей популяций в сообществе.

СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМЫ

1) Биотическая часть

• Продуценты — автотрофные организмы, преобразующие энергию Солнца или химических реакций в энергию органических соединений. К этой группе относятся растения и некоторые бактерии.
• Консументы — гетеротрофные организмы, использующие готовые органические вещества (в виде пищи) как источник энергии и веществ, необходимых для их жизни деятельности.
• Редуценты — грибы и гетеротрофные микроорганизмы, разлагающие органические вещества до неорганических.

2) Абиотическая часть

• Неорганические соединения.
• Органические соединения.
• Климатические факторы.

ВИДОВАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРЫ ЭКОСИСТЕМЫ

Видовая структура экосистемы — совокупность видов растений и животных, образующих данный биогеоценоз. Она представлена всеми группами организмов. Нарушение какого-либо звена в цепи питания вызывает нарушение экосистемы в целом.

Популяции разных видов в экосистеме распределены особым образом (пространственная структура). Основу вертикальной структуры формирует растительность. Ярусность — разделение сообщества как в надземном, так и подземном пространстве на этажи. Мозаичность — характер горизонтального распределения виден в биотопе, определяемый неоднородностью почвенных условий, рельефом и деятельностью человека.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Экосистема (биогеоценоз). Структуры экосистемы». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии