Биогеоценоз как элемент биосферы

Биогеоценозы — элементарные единицы биосферы

Биогеоценозы — закрытые экосистемы, способные к саморегуляции (понятие введено В. Н. Сукачевым в 1940).

Биогеоценозом называют естественный однородный участок земной поверхности с определенным составом организмов, которые населяют ее (бактерий, растений, животные, грибов), и комплексом абиотических компонентов (почвой, воздухом, солнечной энергией и другими), которые связаны обменом вещества и энергии в единую естественную систему. \

Рис. — Схема строения природной экосистемы (биогеоценоза) (по С.Швиндлерману)

Биогеоценоз содержит два компонента:

• экотоп (грец. топос — место) — совокупность на определенной территории абиотических факторов — климатических (климатоп), водных (гидротоп) и почвенных (эдафотоп);

• биоценоз — совокупность живых организмов: І — растений (фитоценоз), II — животных (зооценоз); III — микроорганизмов (микробоценоз); IV — грибов (микоценоз) — биотический фактор (рис. 2.1).

Состав биогеоценоза — это биотоп — однородное по абиотическим факторам среды пространство — и биоценоз — совокупность всех представленных в пределах данного биотопа организмов. Функциональный состав биоценоза: совокупность всех продуцентов данного биотопа (висшие растения, водоросли, автотрофные бактерии) — так называемый фитоценоз; совокупность животных-консументов — зооценоз; совокупность редуцентов (бактерий и грибов) — микробоценоз.

Среди структур биоценоза обычно выделяют такие виды:

а) видовая — которая раскрывает видовое многообразие живых организмов;

б) трофическая — которая демонстрирует характер пищевых взаимоотношений между организмами биоценоза;

в) пространственная — показывает территориальное размещение растений, животных и микроорганизмов.

В зависимости от систематической принадлежности организмов биоценозы делятся на:

а) фитоценозы, образованные растениями;

б) зооценозы, которые являются совокупностью всех животных экосистемы;

в) микробоценозы, сформированные микроорганизмами, населяющими подземную
часть экосистемы.

Как правило, выразительных, резких границ между биогеоценозами не существует, и один постепенно переходит в другой. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих его компонентах, но чаще они совпадают с границами фитоценоза, т.е. контуром однородной растительности, поскольку именно растения-продуценты являются первым звеном трофических цепей биогеоценоза.

Размеры конкретных биогеоценозов колеблются в довольно широких границах: в пустынях площадь биогеоценоза представляет сотни тысяч квадратных метров (например, барханные пески); площадь одного лесного биогеоценоза — от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч квадратных метров (например, березовая роща в дубовом лесу); луговые и степные биогеоценозы еще меньше — до нескольких десятков, иногда — сотен квадратных метров.

Толща Б. 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 — биогеогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности, Б. введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и Б. в целом, это понятие комплексное, т.к. в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера.

Б. — динамичная система. Он непрерывно изменяется и развивается в результате внутренних противоречивых тенденций его компонентов. Изменения Б. могут быть кратковременными, обусловливающими легко обратимые реакции компонентов Б. (суточные, погодные, сезонные), и глубокими, ведущими к необратимым сменам в состоянии, структуре и общем метаболизме Б. и знаменующими смену (сукиессию) одного Б. другим.

Наряду с динамичностью, Б. присуща и устойчивость во времени, которая обусловлена тем, что современные природные Б. — результат длительной и глубокой адаптации живых компонентов друг к другу и к компонентам косной среды. Поэтому Б., выведенные из устойчивого состояния той или иной причиной, после её устранения могут восстанавливаться в форме, близкой к исходной.

Каждый биогеоценоз характеризуется биомассой и производительностью, имеет свою определенную пространственную и видовую структуры, определенную совокупность цепей питания, которые связывают потоками вещества и энергии в специфическую для данного биогеоценоза трофическую сеть и определяют его информативность.

Совокупность биогеоценозов с относительно похожими характеристиками (по составу и структуре компонентов, по метаболизму и направлению развития, и, прежде всего — растительности), которые занимают значительную территорию и развиваются в похожих климатических условиях, называют биомами. Сегодня на нашей планете выделяют около 30 основных биомов.

Производительность — одна из важнейших характеристик: она отображает эффективность работы биогеоценозов, скорость потока энергии и веществ в их цепях питания.

Биогеоценозы никогда не бывают целиком однородными. Наоборот, они имеют свою определенную пространственную структуру, которая является «лицом» данного биогеоценоза. Пространственная структура характеризуется ярусностью и горизонтальной неоднородностью — мозаичностью.

Одновысотные заросли называют ярусами. По обыкновению в биогеоценозах суши выделяют древесный, кустарниковый, травянистый и лишайниковый ярусы.Степень развития ярусной структуры большой мерой определяет производительность биогеоценозов.

Биогеоценоз и экосистема

Биологическая система, рассматриваемая в ее взаимоотношениях со средой, представляет собой экологическую систему в широком смысле этого слова.

Соответственно и биогеоценоз — функциональное единство биоцено­за и внешней по отношению к нему неорганической среды — является эколо­гической системой, поэтому понятие «экологическая система» (экосистема) обычно используется как синоним термина «биогеоценоз».

Однако, понятия биогеоценоз и экосистема до некоторой степени однозначны, но они не всегда совпадают по объему.

Экосистема — широкое понятие, экосистема не имеет пространственного выражения и фиксированных границ на территории. И ствол дерева, которое упало и гниет, и лесопосадку в целом можно рассматривать как экосистему. Экосистемами являются и небольшой пруд, и Мировой океан. В современной экологии понятие экосистемы часто является размытым, поскольку в качестве экосистемы могут рассматриваться и муравейник и летящая птица вместе с паразитами на ее теле. Это понятие применимо ко всем стабильным системам живых и неживых компонентов, где происходит внешний и внутренний круговорот веществ и энергии.

В то же время опыт изучения естественных явлений показывает, что большинство из них довольно четко очерченные территориально. Это привело к необходимости введения в экологию еще одного важного понятия — биогеоценоза.

Так, к экосистемам относятся капля воды с микроорганизмами, аквариум, горшок с цветами, космический корабль. Биогеоценозами же они не могут быть.

Экосистема может включать и несколько биогеоценозов (например, биогеоценозы округа, провинции, зоны, почвенно-климатической области, пояса, материка, океана и биосферы в целом).

Таким образом, экосистема территориально не определена, а биогеоценоз всегда является конкретным участком биосферы. Поэтому некоторые специалисты считают, что биосфера состоит не из экосистем, а из биогеоценозов. На самом деле оба эти понятия целесообразные и дополняют одно одного. Биогеоценоз — это частный случай, один из видов экосистемы, который имеет четкую территориальную привязку.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

1.6. Понятие о биогеоценозе как элементарной структурной единицы биосферы

Биогеоценоз – это взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом вещества и энергии (греч.: bios – жизнь, gi – гео – земля, koinos – общий). В основе понятия лежит определение академика В.Н. Сукачева, по которому биогеоценоз – «совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодей­ствия этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и дру­гими явлениями природы и представляющая собой внут­реннее противоречие, диалектическое единство, находя­щееся в постоянном движении и развитии».

В настоящее время термины «биогеоценоз» и «экосистема» часто рассматриваются как синонимы. Но понятие «биогеоценоз», предложенное В.Н. Сукачевым и относящееся к наземным живым системам, имеет определенные территориальные границы. Понятие «экосистема» – безразмерное и может включать пространство любой протяженности – от капли воды с живущими в ней микроорганизмами до всей биосферы в целом. Таким образом, понятие «биогеоценоз» по отношению к поня­тию «экосистема» – более частное. Однако на симпозиуме ЮНЕСКО по вопросу о функционировании земных эко­систем на уровне первичной продукции, проходившем в Копенгагене в 1965 году, условились об одинаковом зна­чении этих двух терминов.

Итак, биогеоценозы являются частями земной или вод­ной поверхности, однородной с точки зрения топографи­ческих, микроклиматических, ботанических, зоологичес­ких, почвенных, гидрологических и геохимических усло­вий. В этой системе круговорот веществ и поток энер­гии характеризуются определенной интенсивностью и направленностью. Отправной точкой круговорота ве­ществ являются фотосинтез и создание фитобиомассы растениями. Реальные размеры биогеоценозов на пла­нете варьируют весьма широко: от нескольких метров (микровпадины в степях и полупустынях, песчаные дюны и т.д.) до километров (биогеоценозы солончака, солон­ца, такыра, однородные участки степей, лесов и т.д.). Вертикальные размеры биогеоценозов варьируют так­же весьма широко: от нескольких сантиметров на ска­лах до нескольких десятков метров в тайге или в тропических лесах.

Биогеоценоз относительно устойчив во времени и тер­модинамически открыт в отношении притока и оттока вещества и энергии. Он имеет вход энергии и различ­ных веществ: солнечная энергия, минеральные элемен­ты горных пород, атмосферные выпадения, грунтовые воды. А также и выход энергии и биогенных веществ в атмосферу (тепло, кислород, углекислый газ и т.д.), ли­тосферу (гумусовые соединения, минералы, осадочные породы) и гидросферу (растворенные биогенные веще­ства грунтовых, озерных, речных вод).

Саморегулирующийся характер биосферы и биогео­ценозов является результатом автокаталитического свойства живого вещества, его способности поглощать и об­менивать вещества, расти и размножаться. Поток энер­гии и вещества в биогеоценозе идет от растений к тра­воядным животным, от последних – к хищникам, затем к низшим организмам и бактериям в почве. Именно травоядные начинают пищевую цепь организмов-потребителей и разрушителей органического вещества, созданного в процессе фотосинтеза. Отсюда первич­ным источником пищи и энергии для пищевой цепи организмов является фитомасса, созданная растениями. Зоомасса – вторичный продукт. Поэтому различают первичную и вторичную продуктивность биогеоценозов и ландшафтов.

В пищевой цепи организмов в биогеоценозе сущест­вует непрерывный поток энергии. На каждом новом зве­не этой цепи теряется 50–90 % энергии и биомассы, за­пасенной на предыдущем этапе. Возникает так назы­ваемая экологическая пирамида запасов энергии. Чем больше звеньев в пищевой цепи, тем выше экологическая пирамида и тем больше будет потеряно энергии в конечном звене (рис. 3).

Источник

Биогеоценотическая структура биосферы Биогеоценоз

Биосфера является крупнейшей биологической системой, а это значит, что она является открытой системой, т.е. связана потоками веществ и энергии с другими оболочками Земли и с космосом. Биосфера имеет системную организацию, т.е. состоит из закономерно связанных друг с другом элементов, а такими элементами являются биогеоценозы.

Биогеоценоз — устойчивая саморегулирующаяся экологическая система, в которой органические компоненты неразрывно связаны с неорганическими.

Биогеоценоз — это исторически сложившаяся совокупность живых организмов и среды их обитания, которые связаны друг с другом потоками веществ и энергии. Он представляет собой разновидность экологической системы — это естественная макроэкосистема. Она состоит:

из неживой части — биотопа (или экотопа) это пространство, в котором обитают живые организмы и которое характеризуется определенными относительно постоянными климатическими и физико-химическими особенностями,

и живой части — биоценоза — совокупности живых организмов, населяющих биотоп.

Каждый биогеоценоз имеет свой характерный вещественно-энергетический круговорот (обусловленный особенностями биотопа и биоценоза). Характерными особенностями биогеоценоза как экосистемы являются саморегуляция и устойчивость.

Саморегуляция в биогеоценозе — способность к восстановлению внутреннего равновесия после какого-либо природного или антропогенного влияния.

Биогеоценоз способен к самовоспроизведению после экологических катастроф и к саморазвитию.

Биоценоз (живая часть биогеоценоза)

(Характерные особенности, структура, взаимные связи живых организмов в биоценозе)

Биоценоз — сообщество растений и животных, населяющих одну территорию, взаимно связанных в цепи питания и влияющих друг на друга.

Биоценоз — это живая часть биогеоценоза. Она характеризуется определенным видовым составом. При этом:

1. составляющие биоценоз виды адаптированы к условиям биотопа;

2. виды биоценоза взаимно связаны различными биотическими отношениями, и особую важность имеют пищевые связи: они определяют структуру биоценоза;

3. биоценоз обладает саморегуляцией численностей входящих в его состав видов, т.к. виды находятся в определенных соотношениях по массе и количеству.

Пищевые связи живых организмов биоценоза Пищевые цепи, их звенья, основные уровни Правило экологической пирамиды. Объяснение, значение

Пищевые связи образуют цепи питания. Звенья цепей питания различны в разных биоценозах, но все они начинаются с автотрофных организмов и имеют 3 основных уровня:

1. продуценты — фотосинтезирующие растения — они продуцируют органические вещества;

2. консументы — потребители — консументы I порядка — травоядные животные; консументы II порядка — плотоядные, хищники; консументы III порядка — более крупные хищные и всеядные животные;

3. Редуценты — деструкторы (в основном, бактерии, грибы, простейшие и почвенные беспозвоночные).

Цепи питания — цепи, взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих вещество и энергию из исходного пищевого вещества; каждое предыдущее звено является пищей для следующего.

Пищевые цепи не могут быть очень длинными. Они включают обычно 3 — 5 звеньев. Это связано с тем, что лишь 10% энергии пищи используется на построение нового органического вещества каждого следующего звена пищевой цепи, а остальное идет на осуществление процессов жизнедеятельности, либо не усваивается вообще.

Отсюда правило экологической пирамиды: масса каждого последующего звена пищевой цепи прогрессивно уменьшается, в среднем, в 10 раз. Существуют разные категории экологических пирамид, по соотношению чисел звеньев, пирамиды биомассы, пирамиды энергии.

Правило экологической пирамиды — закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу в 10 раз меньшую.

В природных биоценозах много параллельных и переплетающихся цепей питания, которые имеют общие звенья; образуются сети питания, а это делает биоценозы более устойчивыми.

Сети питания — сложные взаимоотношения в экологической системе, при которых разные компоненты потребляют разные объекты и сами служат пищей различным членам экосистемы.

Источник