Определение и примеры морских экосистем

Определение и концепция понятия

Экологическая система — это совокупность живых организмов, их естественных условий обитания и систем связей, с помощью которых осуществляется обмен энергией, веществами и информацией. Понятие «экосистема» было предложено учёным-ботаником А. Тенсли в 1935 году, который посвятил всю свою жизнь изучению процессов ботаники.

Экологическая система выступает отдельной структурной единицей, объединяющей биотические и абиотические факторы. Она характеризуется своей линией саморазвития, определённой организацией и способностью обеспечивать жизненно важные материалы. Понятие экосистемы появилось только в XX веке, но с тех времён её схема значительно усложнилась и продолжает изменяться. На неё влияют естественные причины и вмешательство прогрессивных аспектов.

Природные сообщества не имеют чётких границ. Они разделены такими географическими барьерами, как горы, пустыни, реки, моря или океаны, поэтому они обычно сливаются друг с другом. Переходные зоны между ними называются экотонами.

Экосистему часто называют биогеоценозом, однако учёные считают, что второе понятие нельзя считать полным синонимом этого термина. Биогеоценоз — это аналог экологической системы на начальном уровне, связанный с конкретным участком наземной или водной среды. Экосистема рассматривает абстрактные участки.

В мире существует много различных природных комплексов, но их всех объединяет один и тот же принцип: в любой системе присутствует региональный компонент, называемый биотопом и характеризующийся одинаковым ландшафтом и климатом, а также биоценоз, представленный обитателями группы, постоянно проживающими в биотопе. Вместе они образуют биогеоценоз и не могут существовать отдельно друг от друга.

Естественные водные экосистемы

Пресноводные экосистемы

Пресноводные экосистемы — это реки, озера, болота, пруды. Все они занимают лишь 0,8% поверхности нашей планеты. Хотя в пресных водоемах обитает более 40% известных науке рыб, пресноводные экосистемы все равно значительно уступают в видовом разнообразии морским.

Главным критерием отличия пресноводных водоемов является скорость течения воды. В этой связи выделяют стоячие и проточные. К стоячим относятся болота, озера и пруды. К проточным — реки и ручьи.
Для стоячих водных экосистем характерна ярко выраженное распределение биотических организмов в зависимости от слоя воды:

В верхнем слое (литорали) главным компонентом является планктон и прибрежные заросли растений. Это царство насекомых, личинок, здесь обитают черепахи, амфибии, водоплавающие птицы, млекопитающие. Верхний слой водоемов является охотничьими угодьями для цапель, журавлей, фламинго, крокодилов, змей.

Средний слой водоема называется профундаль. Он получает намного меньше солнечного света, а питанием служат вещества, оседающие их верхнего слоя воды. Здесь обитают хищные рыбы.

Нижний слой воды называется бенталь. Огромную роль играет состав почвы, ила. Это место обитания придонных рыб, личинок, моллюсков, ракообразных.

Морские экосистемы

Самой большой морской экосистемой является Мировой океан. Он подразделяется на более мелкие: океаны, моря, соленые озера. Все они занимают свыше 70% поверхности нашей планеты и являются важнейшей составляющей частью гидросферы Земли.

В морских экосистемах главным компонентом, продуцирующим кислород и питательные вещества, является фитопланктон. Он формируется в верхнем слое воды и под действием солнечной энергии вырабатывает питательные вещества, которые потом оседают в более глубокие слои водоема и служат питанием для остальных организмов.

Большие морские экосистемы — это океаны. В открытом океане видовое разнообразие невелико по сравнению с прибрежными зонами. Основная масса живых организмов сосредоточена на глубинах до 100 метров: это различные виды рыб, моллюсков, кораллы, млекопитающие. В прибрежных зонах морских экосистем видовое разнообразие дополняется многочисленными видами морских животных, амфибий, птиц.

В прибрежных зонах морских экосистем выделяют более мелкие (по территории): мангровые болота, шельфы, лиманы, лагуны, солончаки, коралловые рифы.

Места на побережье, где морская вода смешивается с пресной (устья рек), называются эстуариями. Видовое разнообразие здесь достигается максимума. 

Все морские экосистемы весьма устойчивы, способны сопротивляться вмешательству человека и быстро восстанавливаются после антропогенного влияния.

Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья

Трофический (пищевой) уровень — комплекс организмов с одинаковым типом питания, занимающих определенное положение в пищевой цепи.

Пищевая цепь — последовательность живых организмов, способных передавать питательные вещества и энергию от продуцентов (растений) к консументам (хищникам). Соседние звенья пищевой цепи формируют отношения по принципу «пища — потребитель». То есть, если одна группа организмов становится пищей для другой группы, звенья будут сцеплены.

 Классификация трофических уровней:

1. первый — образуют продуценты (фотосинтезирующие растения);
2. второй — консументы I порядка (травоядные животные: овцы, зайцы, насекомые);
3. третий — консументы II порядка (первичные хищники, для которых пищей служат травоядные животные: змея, поедающая грызунов, или волк, питающийся кроликом);
4. четвертый — консументы III порядка (хищники, питающиеся консументами II порядка, или вторичные хищники: сова, поедающая змей).

Особи одного вида могут занимать несколько трофических уровней в зависимости от источников пищи (например, белый медведь, потребляя ягоды, считается консументом I порядка, но, поедая грызуна, становится консументом II порядка).

Вершину пищевой цепи обычно занимают высшие хищники, которые, как правило, не имеют серьезных врагов (например, крокодил или акула). 

Заключенная в одних организмах энергия потребляется другими организмами в процессе круговорота веществ. Перенос энергии и пищи от ее источника — автотрофов (продуцентов) через ряд организмов происходит по пищевой цепи, путем поедания одних организмов другими. Пищевая цепь — это ряд видов или их групп, каждое предыдущее звено в котором служит пищей для следующего. Число звеньев в ней может быть различным, но обычно их бывает 3 — 5. 

Пищевые цепи подразделяются на:

• пастбищные;
• детритные.

Пастбищные пищевые цепи – это цепи выедания. Основным источником пищи здесь являются зеленые растения (продуценты).

Например, трава (автотроф) → заяц → лиса. Такие пищевые цепи находятся в непосредственной зависимости от солнечной энергии. Круговорот веществ и энергии в природе определяется пастбищными пищевыми цепями. 

Детритные пищевые цепи – это цепи разложения, где в качестве главного источника пищи используются отмершие останки. Органические останки, или детрит, формируют начало детритных пищевых цепей.

Например, листовой опад (детрит) → дождевой червь → дрозд → ястреб-перепелятник. Этот тип пищевой цепи меньше зависит от энергии Солнца. Главный фактор существования данной цепи — приток органических веществ из другой системы. Детритные пищевые цепи осуществляют накопление веществ и энергии в экосистеме.

Значение пищевой цепи:

1.  изучение пищевых цепей позволяет проследить кормовые взаимодействия между разными организмами в экосистеме;
2. знания о пищевых цепях дают возможность оценить механизм движения энергии и проследить перемещение веществ в экосистеме.

Пищевые цепи не изолированы друг от друга. Они взаимодействуют между собой, формируя пищевые сети. Пищевая сеть– это условное образное обозначение трофических взаимоотношений продуцентов, консументов и редуцентов в сообществе. Оценивая схемы пищевых цепей, можно отметить, что каждый организм питается только каким-то определенным организмом. На самом деле, это не всегда так. Как правило, живые организмы могут использовать в качестве источника пищи организмы из разных популяций. Даже организмы из смежных пищевых цепей могут выступать для них компонентом питания. Таким образом, возможно переплетение пищевых цепей с образованием пищевых сетей.

Морские

Цветовая гамма морских кораллов

К морским относятся такие экосистемы, которые сформировались в водной среде, с количеством растворенной в ней соли около 35% или промилле. Это в основном натрий и хлор. Морские экосистемы занимают почти 71% поверхности нашей планеты и входят в состав глобальной системы Мирового океана и в структуру гидросферы Земли.

Морские экосистемы – часть биосферы, производящая 32% всей чистой первичной продукции. Их можно разделить на зоны, в зависимости от глубины и береговой линии. Океанические обладают большой глубиной и площадью поверхности. Открытый океан мало заселен. В нем живут в основном киты, акулы и тунцы, а также донные беспозвоночные.

Экосистема морской флоры

Водные зоны возле берега называются приливов и отливов или прибрежные. К ним относят также:

• лиманы;
• солончаки;
• коралловые рифы;
• лагуны;
• мангровые болота.

Животный и растительный мир здесь разнообразнее и основная масса его сосредоточена на глубинах до 100 м. от поверхности. Это:

• коричневые водоросли;
• кораллы;
• моллюски;
• иглокожие;
• различные виды рыб;
• млекопитающие;
• акулы и т. д.

В придонных пластах и на дне растительность отсутствует. Там обитают некоторые виды рыб, беспозвоночные, а там, где скапливается большое количество сероводорода, существуют только хемосинтезирующие серные бактерии.

Морские экосистемы оказывают существенное влияние на формирования климата. Испарения с их поверхности – основной источник воды в атмосфере, а течения – регулятор температуры.

Разнообразие живых существ под водой

Морские экосистемы, благодаря своему большому биологическому разнообразию, являются устойчивыми ко многим видам воздействия. Они успешно противостоят занесенным человеком агрессивным видам живых организмов, природным вредителям и антропогенному влиянию.

Прибрежная зона — это мелководная линия вдоль побережья и до края континентального шельфа с теплой и богатой биогенами водой. Ее площадь менее 10% площади океана, но здесь живет 90% его биомассы. Места на побережье, где смешиваются соленые и пресные речные воды, называются эстуарии. Здесь биомасса максимальна и сравнима с тропическими лесами. Коралловые рифы располагаются также в прибрежных зонах тропических и субтропических широт с температурой воды более 20С. Продуцентами в них являются красные и зеленые водоросли. Мир потребителей чрезвычайно разнообразен. Здесь проживает треть всех видов морских рыб.

Мелководье вдоль берега на прибрежной зоне

В морские экосистемы включается зона открытого океана. Хотя по площади и объему воды она превышается все другие вместе взятые, количеством и разнообразием флоры и фауны похвастаться не может. На его долю приходится лишь 10% общей биомассы. Его основная функция в другом – он поставщик первичного биологического продукта.

Замкнутая экосистема

В замкнутой экосистеме полностью отсутствует обмен веществ с внешней окружающей средой.

Замкнутая экосистема – сад в бутылке

Опыт с садом в бутылке Дэвида Латимера

В 1960 году британец Дэвид Латимер решил провести необычный эксперимент – он посадил небольшой сад в бутылке, не поливая его. В саду сформировалась собственная замкнутая экологическая система, куда не поступает кислород.

Дэвид посадил внутрь бутылки очень выносливые традесканции, которые постепенно заполняли объем в 40 литров. Они выживали на перерабатываемых веществах – воздухе, продуктах разложения и воде.

Бутылка все время стояла примерно в 2 метрах от окна. Так растение получало некоторое количество солнечного света, прорастая в сторону солнца. Периодически, для равномерного роста, Дэвид поворачивал ее.

Латимер сказал, что ни разу не подрезал растение, однако оно выглядит так, будто специально росло до пределов тары.

Как работают сады в бутылках?

Подобные сады в замкнутых пространствах работают как экосистема потому, что герметичность создает отдельную экологическую систему, где проживают, развиваются и размножаются живые организмы. Растения используют фотосинтез, тем самым утилизируя питательные вещества.
Единственный фактор, используемый такими экосистемами из внешней среды – это солнечный свет, без которого невозможен фотосинтез. Свет, падающий на листья растения, поглощается содержащимися в листьях белками. Некоторая часть энергии солнца остается на хранение в виде молекул АТФ.

Остальная часть света используется для переработки воды, которая поглощается из почвы корнями растения. Процесс фотосинтеза противоположен клеточному дыханию, свойственному другим организмам.

Экосистема также использует в своей деятельности клеточное дыхание, разрушая переработанные материалы. В этой части процессов участвуют почвенные бактерии, перерабатывая отходы с выделением в атмосферу углекислого газа. Растение повторно использует этот газ. Круг замыкается.

По ночам само растение использует клеточное дыхание для поддержания жизни, при этом оно разбивает сохраненные днем питательные вещества. Водный цикл в саде за стеклом также полностью автоматизирован. Вода поглощается корнями растения, во время транспирации высвобождается в окружающую среду и в качестве конденсата опадает на листья и почву. Цикл также начинается заново.

Биосфера-2

Биосфера-2

Примерно в конце 80-х годов запустили проект под названием «Биосфера-2». Биосферой-1 считается сама планета. Его цель заключалась в том, чтобы выяснить возможность воспроизведения земной экосистемы. С этой целью была построена замкнутая среда величиной в 12 000 м2, расположенная на территории пустыни Соноры, штат Аризона.

Идея проекта заключалась в том, чтобы проверить – смогут ли люди выживать в космосе долгое время в созданной искусственно земной экосистеме. 8 добровольцев рискнуло оказаться на территории «Биосферы-2» в 1991 году. Люди должны были проживать в этом месте в течение двух лет, полностью оторвавшись от цивилизации. Контакт с окружающим миром поддерживался бы через компьютер.

«Биосфера-2» изнутри. Блоки «Саванна» и «Океан»

Эксперимент не задался с самого начала – одна из добровольцев получила повреждения и отправилась домой. Прошло около года, количество кислорода начало постепенно снижаться, поэтому его пришлось закачивать искусственным путем. О чистоте эксперимента невозможно говорить в таких условиях.

Следующая проблема, возникшая в Биосфере-2 – невозможность выращивать продукты. Люди потеряли сплоченность, разделились на две группы. Ученые начали всерьез опасаться за жизнь и здоровье испытуемых, поэтому эксперимент был прекращен.

Второй запуск эксперимента произошел в 1994 году. Некоторые проблемы, которые возникли у первой группы, решились, однако у участников группы возникали серьезные разногласия, эксперимент вновь пришлось прекратить, но уже через шесть месяцев. Сейчас проект полностью принадлежит университету Аризоны, возобновившему эксперименты в 2011 году.

Биоценоз, определение

С экологической точки зрения критериями выделения биоценозов и экосистем является видовой состав флоры и фауны, временная продолжительность системы и пространственных границ. Группировку можно назвать биоценозом только тогда, когда она соответствует следующим критериям:

1. Имеет характерный видовой состав. Существует две характерные группы видов:

• доминантные виды, которые создают внешний вид биоценоза ( сосновый, ковыльный, сфагновый, вересковый), причем каждый из них имеет свою особую, неповторимую внешность;
• субдоминантным виды, которые хоть и не выделяются так явственно, как первая группа, но своим присутствием отражают условия произрастания. Характерные виды указывают на эти специфические условия среды, хотя часто не является видами-доминантами. Например, когда мы вспоминаем о барвинке, то видим дубраву, в которой доминирует дуб.

2. Имеет необходимый набор видов. Биоценоз является системой, в рамках которой реализуется оборот материи и энергии, который осуществляется между компонентами биоценоза и среды. Поэтому биоценозом может называться только такая система, которая содержит все элементы, необходимые для реализации обращения материи, — прежде всего продуценты, консументы, редуценты. Все группы организмов обеспечивают то, что мы называем полночленностью биоценоза. Отсутствие отдельных членов в той или иной системе не дает права называть ее биоценозом, а лишь частью биоценоза, или неполночленным биоценозом.

3. Характеризуется определенной длительностью во времени. Биоценоз с его видовым составом является системой стойкой и долговечной, однако его жители имеют разную продолжительность жизни. Например, у микробов она длится минуты, в мелких беспозвоночных — дни, у крупных — годы, а лесные деревья живут сотни лет. Отдельные биоценозы тропических лесов отличаются геологической историей, тогда как на местах пожарищ или эвтрофных озер (неглубокие, до 10 — 15м, равнинные озера с высокой биологической продуктивностью) развиваются вполне юные биоценозы.

4. Имеет свою территорию и границы. Пространство, на котором функционирует отдельный биоценоз, отличается однородностью и особенностью условий биотопа. Малые биоценозы могут существовать на нескольких квадратных метрах (источник с его особым животным и растительным миром), тогда как дубравы Черного леса, например, протянулись на сотни квадратных километров с востока к западу. Главным в определении границы биоценоза является полночленность и реализация обращения материи.

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.

Что такое сукцессия

Очень часто в пределах одного ареала происходит последовательная смена природных сообществ. Это явление называют сукцессией. Классический пример смены экосистемы — это появление лиственного леса на месте хвойного. Вследствие пожара на занимаемой территории сохраняются только семена. Но для их прорастания необходимо длительное время. Поэтому сначала на месте пожара появляется травянистая растительность. Со временем ее сменяют кустарники, а их, в свою очередь, — лиственные деревья. Такие сукцессии называют вторичными. Они возникают под влиянием природных факторов или деятельности человека. В природе они встречаются достаточно часто.

Первичные сукцессии связаны с процессом почвообразования. Она характерна для территорий, лишенных жизни. К примеру, скал, песков, камнях, супесках. При этом сначала возникают условия для формирования почв, а уже потом появляются остальные составляющие биогеоценоза.

Итак, экосистемой называют сообщество, в состав которого входят биотические элементы и факторы неживой природы. Они находятся в тесном взаимодействии, связаны круговоротом веществ и энергии.

Структура

Автотрофные синтезируют органические соединения из неорганических. Находясь в водной среде и используя энергию солнечных лучей, они из углекислого газа вырабатывают кислород и увеличивают свою биомассу. Не всегда бурный рост биомассы положительно сказывается на развитии и существование экосистемы в целом. Увеличением своего объема, растения могут перекрыть доступ света вглубь водоема, замедлись его внутренний обмен питательными веществами и снизить содержание кислорода в воде. Отчего видовой состав экосистемы изменится в сторону увеличения количества хемосинтезирующих бактерий. Это микроорганизмы, питающиеся сероводородом.

В глубинах океана, эти бактерии являются источником питания других живых организмов. Например, гигантских трубчатых червей. В других водных объектах, они не находят своего потребителя. Потому довольно быстро превращают водоем в болото, а затем в торфяные залежи.

На дне океана может обитать множество живых существ

Моря экосистема отличается от пресноводной тем, что  морские организмы или эвриганные не живут в пресной воде, а стеногалинные, то есть нетерпимые к соли, наоборот. Хотя, есть и исключения из этого правила. Некоторые виды рыб основное время жизни проводят в океанской воде, но на нерест приходят в пресные реки. Например: лососевые или черноморский судак. Есть также некоторые виды акульих и крокодилов, которые прекрасно себя чувствуют как в соленой, так и в пресной воде.

Виды и основные характеристики

Экосистема аквариума или прозрачной емкости, заполненной водой и предназначенной для содержания живых организмов, формируется на основании нескольких условий, это объем сосуда и характеристика воды.

По объему аквариумы подразделяют на: домашние – до 1 куб. м. воды и публичные, которые могут быть более 3000 куб. м. К последним, относится емкость в китайском парке развлечений города Чжухай. Ее объем 22,7 тыс. куб. м. Определенных требований к размерам емкости нет. При определении необходимого размера, исходят из природы обитания живых организмов, планируемых разместить в аквариуме. Особенность одна – чем больше объем аквариума, тем ближе созданная в нем экосистема к природной, а, значит, она более устойчива, может саморегулироваться и самоочищаться.

Вторым критерием является характеристика воды. В связи с тем, что экосистема аквариума может состоять из любых видов водной флоры и фауны, то по месту жительства, они различаются на пресноводных и морских. Это могут быть: рыбы, растения, моллюски, ракообразные, рептилии, земноводные, кораллы и так далее.

Емкости для аквариумов должны отвечать ряду требований. Они должны быть прочны и прозрачны. По конструкции они могут быть бескаркасные, каркасные и бесшовные.

Для контроля абиотических факторов, хотя при условии искусственности их создания – по воле человека, скорее можно назвать антропогенными, экосистемы и обеспечения ее правильного функционирования применяют: аэраторы, фильтры, термометры и тому подобное.

Объем емкости, техническое оборудование, состав воды и другое оснащение аквариума зависит от его назначения. Оно бывает декоративным и специальным.

Уровни экосистемы

Для понимания уровней экосистемы, рассмотрим следующий рисунок:

Схема уровней экосистемы

Особь

Особь — это любое живое существо или организм. Особи не размножаются с индивидуумами из других групп. Животные, в отличие от растений, как правило, относятся к этому понятию, поскольку некоторые представители флоры могут скрещиваться с другими видами.

В приведенной выше схеме, можно заметить, что золотая рыбка взаимодействует с окружающей средой и будет размножаться исключительно с представителями своего вида.

Популяция

Популяция — группа особей данного вида, которые живут в определенной географической области в данный момент времени. (Примером может служить золотая рыбка и представители ее вида)

Обратите внимание, что популяция включает особей одного вида, которые могут иметь различные генетические отличия, такие как цвет шерсти/глаз/кожи и размер тела

Сообщество

Сообщество включает в себя всех живых организмов на определенной территории, в данный момент времени. В нем могут присутствовать популяции живых организмов разных видов

В приведенной выше схеме, обратите внимание, как золотые рыбы, лососёвые, крабы и медузы сосуществуют в определенной среде. Большое сообщество, как правило, включает в себя биоразнообразие

Экосистема

Экосистема включает в себя сообщества живых организмов, взаимодействующих с окружающей средой. На этом уровне живые организмы зависят от других абиотических факторов, таких как камни, вода, воздух и температура.

Биом

Простыми словами, биом представляет собой совокупность экосистем, имеющих схожие характеристики с их абиотическими факторами, адаптированными к окружающей среде.

Биосфера

Когда мы рассматриваем различные биомы, каждый из которых переходит в другой, формируется огромное сообщество людей, животных и растений, живущих в определенных местах обитания. Биосфера является совокупностью всех экосистем, представленных на Земле.

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.