Вид популяция биоценоз


Всем известно, что на определённом участке земли или водоёма уживается вместе определённое количество организмов, растений и животных. Их совокупность, а так же взаимоотношение и взаимодействие между собой и с другими абиотическими факторами принято называть биоценозом. Это слово образовано путём слияния двух латинских слов «биос» — жизнь и «ценоз» — общие. Любое биологическое сообщество состоит из таких компонентов биоцеоза как:

  • животный мир — зооценоз;
  • растительность — фитоценоз;
  • микроорганизмы — микробиоценоз.

Следует отметить, что фитоценоз является главенствующим компонентом, определяющим зооценоз и микробиоценоз.

В конце ХІХ века немецкий учёный Карл Мёбиус изучал места проживания устриц в Северном море. В ходе изучения он установил, что эти организмы могут существовать только в конкретных условиях, которые включают глубину, скорость течения, содержание соли и температуру воды. Помимо этого он отметил, что вместе с устрицами проживают строго определённые виды морских обитателей. Так в 1877 году с выходом его книги «Устрицы и устричное хозяйство» в научной среде появился термин и понятие биоценоза.


Сегодня бытует ряд признаков, в соответствии с которыми классифицируют биоценоз. Если мы говорим о систематизации на основе размеров, то это будет:

  • макробиоценоз, который изучает горные массивы, моря и океаны;
  • мезобиоценоз — леса, болота, луга;
  • микробиоценоз — отдельно взятый цветок, лист или пень.

Так же биоценозы могут классифицироваться в зависимости от среды обитания. Тогда будут выделены следующие типы:

  • морские;
  • пресноводные;
  • наземные.

Самой простой систематизацией биологических сообществ является их деление на природные и искусственные биоценозы. К числу первых относятся первичные, образованные без влияния человека, а так же вторичные, на которые повлияли природные стихии. Ко второй группе относятся те, кто претерпел изменения вследствие антропогенных факторов. Давайте более детально остановимся на их особенностях.

Природные биоценозы представляют собой объединения живых существ, созданные самой природой. Такие сообщества являются исторически сложившимися системами, которые создаются, развиваются и функционируют по своим особенным законам. Немецкий учёный В. Тишлер обозначил следующие характеристики подобных образований:


  • Возникают биоценозы с готовых элементов, которыми могут являться как представители отдельных видов, так и целые комплексы;
  • отдельные части сообщества могут быть заменены другими. Так один вид может быть вытеснен другим, без негативных последствий для всей системы;
  • с учётом того, что в биоценозе интересы разных видов противоположны, то вся надорганизменная система основана и держится благодаря действию силы противодействия;
  • каждое природное сообщество строится путём количественной регуляции одного вида другим;
  • размеры любых надорганизменных систем зависят от внешних факторов.

Искуственные биоценозы формируются, поддерживаются и регулируются человеком. Профессор Б.Г. Иоганзен ввёл в экологию определение антропоценоза, то есть умышленно созданной человеком природной системы. Это может быть парк, сквер, аквариум, террариум и т.д.

Среди рукотворных биоценозов выделяют агробиоценозы — это биосистемы, созданные для получения продовольствия. К ним причисляют:

  • водохранилища;
  • каналы;
  • пруды;
  • пастбища;
  • поля;
  • лесопосадки.

Типичной особенностью агроценоза является тот факт, что он не в состоянии существовать длительный период времени без человеческого вмешательства.


Источник: ECOportal.info

Биото́п(от греч.βίος— жизнь иτόπος— место) — относительно однородный по абиотическим факторам среды участок геопространства (суши или водоёма), занятый определённым биоценозом. Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет видовой состав обитающих здесь организмов. Таким образом, в наиболее общем смысле биотоп является небиотической частью биогеоценоза (экосистемы). В более узком смысле, по отношению к зооценозу, в термин включают и характерный для него тип растительности (фитоценоз), т. е. рассматривается как среда существования зооценоза.

Популя́ция(от лат.populatio— население) — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории (занимающих определённый ареал).Популяция — совокупность особей одного вида, обладающая общим генофондом, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, посредством панмиксии в идеальном случае, так и бесполому), относительно обособленная (географически или репродуктивно) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен.

СООБЩЕСТВОпо Р. Уиттекеру (1980), это “система взаимодействующих, дифференцированных по экологическим нишам, часто конкурирующих друг с другом видов. Виды, входящие в состав одного и того же сообщества, эволюционировали в направлении дифференциации экологических ниш”; ассоциация (система) взаимодействующих популяций животных, растений и микроорганизмов, обычно определяемая характером их взаимодействия или местом, где они живут. Термин “сообщество” часто употребляется как синоним биоценоза. Выделяют сообщества растений (фитоценоз), сообщества животных (зооценоз), сообщества микроорганизмов (бактериоценоз).


Совокупность всех популяций разных видов, проживающих на общей территории вместе с окружающей их неживой средой, называют экологической системой или экосистемой. Примерами экосистем могут быть луг, лес, озеро. Академиком Сукачевым для обозначения подобных сообществ был предложен и общепринят термин биогеоценоз. Биогеоценоз (от греч. Слова биос – жизнь, гео – земля, ценоз – сообщество, составной частью которого является совокупность живых компонентов или биоценоз).

Биогеоценоз– это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющее свою особенную специфику взаимодействия этих слагающих её компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы, представляющее собой внутренне противоречивое диалептическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии.


Термины «экологическая система» и «биогеоценоз» не являются синонимами. Экологическая системаесть любая совокупность организмов и окружающей их среды. Биогеоценозы – это природные образования, однако биогеоценоз можно рассматривать и как экологическую систему, но понятие экосистема шире, чем биогеоценоз. Любой биогеоценоз является экологической системой, но не всякая экологическая система есть биогеоценоз. Экологическими системами являются сооружения биологической очистки сточных вод: аэротенки, биологические фильтры. Они представляют собой сообщество живых организмов, преимущественно бактерий и простейших, образующих так называемый активны ил. Каждый вид этих микроорганизмов занимает свою биологическую нишу и может существовать в определенных условиях. Эти экосистемы создаются и управляются человеком, но человек использует здесь в своих интересах биологические процессы. Микрофлора биоценозов очистных сооружений изменяется в результате поступления различных веществ и абсорбции их активным илом. Для обеспечения хорошей работы очистных сооружений человек должен управлять составом активного ила.

Биогеоценоз включает 2 компоненты: биотическую – сообщество живых растительных и животных организмов (биоценоз) и абиотическую – совокупность неживых факторов среды (экотоп).

Биоценоз– это совокупность представителей растительного (фитоценоз), животного (зооценоз) мира и мира микроорганизмов (микробоценоз)


Экотоп включает 2 главные составляющие:климат во всех его многообразных проявлениях и геологическую среду – почва – грунты или эдафотоп. Все компоненты экотопа и биогеоценоза тесно связанны между собой.

Стабильное состояние экосистемы её гуместос не есть нечто застывшее, неподвижное. Гумеостаз– это в сущности подвижное равновесие и в любой экологической системе идут процессы, меняющие её во времени и пространстве, при этом изменяется состав биоты, стуктура экосистемы и её продуктивность.

Последовательная смена биоценозов преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных факторов, в том числе внутренних противоречий развития самих биоценозов или воздействия человека называется сукцессией (от латинского сукцессио – последование, следую). Данная смена происходит в силу действия экологического принципа (закона) сукцессионного замещения.

Природные биотические сообщества последовательно формируют закономерный ряд экосистем, ведущий к наиболее устойчивому в данных условиях состоянию климакса. Сукцессия– это постепенный процесс изменения структуры и состава биоценоза. Сукцессии связаны с внутренними процессами экосистемы, в частности с динамикой экотопа, с постепенными изменениями растительности, процессами размножения растений, а значит и совокупности экологических ниш для консументов (автогенные сукцессии), а также с внешними воздействиями на экосистему, в том числе и в связи с хозяйственной деятельностью человека (аллогенные сукцессии).


Характерным примеров являются антропогенные сукцессии, как правило, являющиеся аллогенными, например связанные с рекреационным (для отдыха) или пастбищным использованием экосистем. Сукцессии на болотах подвергнутых осушению обычно такие сукцессии проявляются в постепенном разрушении (дигрессии) экосистем, а не редко и снижение их продуктивности.

Однако антропогенные сукцессии могут быть и автогенными в тех случаях, когда нарушенная или уничтоженная человеком экосистема (после лесного и степного пожара, вырубки леса) начинает восстанавливаться, такие процессы называются восстановительными сукцессиями или демутации (от латинского де – удаление, мутация – изменение). Примеры пост пастбищные восстановительные сукцесии, сукцессии связанные с восстановлением леса на гарях или вырубках. Антропогенные сукцессии при осушении болот зависят от особенностей осушения (дренажа), от природной зоны, от типа болот. В ходе такой сукцессии может улучшаться рост деревьев (если избыток влаг был лимитирующим фактором), могут угнетаться популяции мхов, клюквы. Происходить замена одних видов растений другими.

Циклические сукцессии имеют длительный период (десятки лет), смены биоценозов на фоне динамики экотопа с возвратом к исходному состоянию по истечении определенного периода времени. В определенных условиях экосистема в процессе сукцессии может приходить к длительному подвижно стабильному состоянию именуемому климаксом (от греческого климакс – лестница). Климаксными являются некоторые таёжные экосистемы, целинные ковыльные степи и так далее.

Источник: StudFiles.net


Выделяют: Действующие строго периодически (смена времени суток, сезонов года, приливы и отливы); действующие без строгой периодичности, но повторяющиеся время от времени. (погодные яв-ния, землятресения). Следующая группа – факторы направленного действия, они обычно изменяются в одном направлении (потепление или похолодание климата, зарастание водоемов, заболачивание территорий). И последняя группы – факторы неопределенного действия (антропогенные факторы).

Закономерности действия факторов среды на организмы

1)Правило оптимума. Для экосистемы, организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного значения фактора. Там, где факторы благоприятны плотность популяции максимальна. 2)Толерантность. Эти характеристики зависят от среды, в которой обитают организмы. Если она стабильна по своим

свой-ам, в ней больше шансов на выживание организмов.

3) Правило взаимодействия факторов. Одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов.

(«1») 4) Правило лимитирующих факторов. Фактор, находящийся в недостатке или избытке отрицательно влияет на организмы и ограничивает возможность прояв. силы действия других факторов. 5)Фотопериодизм. Под фотопериодизмом понимают реакцию организма на длину дня. Реакция на изменение света.


6) Адаптация к ритмичности природных явлений. Адаптация к суточной и сезонной ритмике, приливно-отливным явлениям, ритмам солнечной активности, лунным фазам и др. явлениям, повторяющимся со строгой периодичность.

Среды жизни и адаптация к ним организмов.

4 среды жизни: водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная. Водная среда: наиболее однородная. Она мало изменяется в пространстве, нет четких границ м/у отдельными экосистемами. Лимитирующими факторами яв. кислород. При повышении температуры, обогащении органическим веществом и слабом перемешивании содержание кислорода в воде уменьшается. Второй лимитирующий фактор – свет. Освещенность быстро уменьшается с глубиной. Свет может проникать до глубины 50-60 м, в сильно загрязненных местах — только на несколько сантиметров. В воде мало теплокровных организмов. Это результат 2-х причин6 малое колебание температур и недостаток кислорода. Обитатели водной среды имеют переменную температуру тела. Многие обитатели вод потребляют кислород через все покровы тела. Часто дыхание сочетается с фильтрационным типом питания, при котором через организм пропускается большое кол-во вода.


которые организмы в период недостатка кислорода способны замедлять жизнедеятельность, вплоть до состояния анабиоза (почти полное прекращения обмена в-в). В условиях недостатка света или его отсутствие организмы для ориентации используют звук. Для обнаружения различных препятствий используется отраженный звук по типу эхолокации. На глубине воды многие организмы обладают свой-ом самосвечения. Наземно — воздушная: эта среда наиболее разнообразная. Для нее характерна низкая плотность воздуха, большие колебания температуры, высокая подвижность атмосферы. Лимитирующими факторами яв. недостаток или избыток тепла и влаги. Большое колебание температуры, хорошая обеспеченность кислородом яв. хорошим мотивом для появл. организмов с постоянной температурой тела. Для организмов этой среды типичны 3 механизма адаптации: физический, химический, поведенческий. Физический — кожный покров, жировые отложения, испарение воды (потовыделение у животных, транспирация у растений). Химический— интенсивный обмен в-в. Поведенческий— выбор организмами предпочтительных положений: открытые солнцу или затемненные места, разного вида укрытия. Правило Бергмана— чем крупнее животное, значит обитает на севере, мелкие в тропиках. Почвенная среда: промежуточная м/у воздушной и водной. Толщина несколько метров. В почвах выделяют 3 фазы: твердую, жидкую и газообразную. Почва – наиболее насыщенная живыми организмами. И иногда выделяют 4-ю фазу – живую. В почве недостаток тепла, недостаток или избыток влаги.

Термин биосфера введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы. По Вернадскому биосфера – все пространство (оболочка Земли), где существуют или существовала жизнь. Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время назыв. современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам или белым биосферам (залежи углей, нефти, мел, рудные образования).

Границы биосферы: необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового слоя (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над остальной поверхностью Земли – 20-25 км) За пределами озонового слоя жизнь невозможна из-за губительных ультрафиолетовых лучей. К необиосфере можно отнести и донные отложения, где возможно существование живых организмов.

Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере можно отнести и осадочные породы. Это толщина от сотен метров до десятков километров. В пределах современной, как и белых биосфер, насыщенность жизни неравномерна. На граниже биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы. В пределах основной части биосферы организмы присутствуют постоянно, но не равномерно.

Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера — централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы. 2) Биосфера – открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне (от солнца, космоса). 3) Биосфера — саморегулирующаяся система. Способная возвращаться в исходное состояние. Принципы Ле-Шателье — Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется. 4) Биосфера — система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости биосферы.

Важное свойство Биосферы — наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

8в) Основные свой-ва живого в-ва в отличие от неживого. Роль живого в-ва в биосфере.

Этот термин ввел Вернадский. Под ним он понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав. Вещ-ва неживой природы относятся к косным (минералы). Есть в природе биокосные в-ва, состоящие из живых и косных составляющими (почва, вода). Живое вещ-во – основа биосферы. Свой-ва живого в-ва:

1) Способность быстро занимать все свободное пространство. 2) Движение не только пассивное но и активное. (против течения воды, движения воздушных потоков); 3) Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти(круговорот в-в); 4) Высокая приспособительная способность у различным условиям. 5)Феноменально высокая скорость протекания реакции (например некоторые насекомые потребляют за день кол-во пищи, которое в 100-200 раз больше веса их тела).6) Высокая скорость обновления живого вещества. Вся масса живого в-ва произведенная за все время сущ-ания биосферы в 12 раз превышает массу Земли. Вернадский выделил 9 функций живого в-ва: 1) Энергетическая. Связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передача ее по цепям питания, рассеивание. 2)Газовая. – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. 3) Окислительно — восстановительная – это интенсивное окисление в-в под действием живых организмов. Восстановительная – это разложение органических в-в, переход в-в в простое состояние. 4) Концентрационная – способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание (кол-ва углерод.) 5) Деструктивная – разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического в-ва, так и косных в-в (грибы, бактерии). 6)Транспортная – перенос в-ва и энергии в результате активной формы движения организмов. 7) Средообразующая. Вся современная среда, в которой обитают живые организмы создана живыми организмами. Микроклимат создается живыми организмами. 8) Рассеивающая. Химические элементы переносят растения. 9)Информационная. Генофонд всех живых организмов.

Закон биогенной миграции атомов

Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осущ-ется или при непосредственном участии живого вещ-ва, или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловленны живым

в-ом.

7в)Теория биосферы Вернадского. Основные свой-ва биосферы.

Под биосферой Вернадский включал преобразующую деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. Под биосферой понимается все пространство, где существуют или существовала жизнь, т. е. где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. Вернадский не только сконкреитизировал и очертил границы жизни в биосфере, но и всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного маштаба. Он показал, что в природе нет более мощной средообразующей силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности. Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время назыв. современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам или белым биосферам (залежи углей, нефти, мел, рудные образования). Границы биосферы: необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового слоя (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над остальной поверхностью Земли – 20-25 км) За пределами озонового слоя жизнь невозможна из-за губительных ультрафиолетовых лучей. К необиосфере можно отнести и донные отложения, где возможно существование живых организмов. Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере можно отнести и осадочные породы. Это толщина от сотен метров до десятков километров. В пределах современной, как и белых биосфер, насыщенность жизни неравномерна. На граниже биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы. В пределах основной части биосферы организмы присутствуют постоянно, но не равномерно. Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера — централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы. 2) Биосфера – открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне (от солнца, космоса). 3) Биосфера- саморегулирующаяся система. Способная возвращаться в исходное состояние. Принципы Ле-Шателье — Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется. 4) Биосфера — система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости биосферы. Важное свойство Биосферы — наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

Экосистемный уровень жизни

Для того, что бы экосистемы существовали долго, они должны обладать свойствами связывания и высвобождения энергии, а также круговоротом в-в. Экосистема должна иметь механизмы, позволяющие противостоять внешним воздействиям, гасить их. Экосистема может быть представлена в виде 2 блоков.(Блоковая модель экосистем) 1-ый представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов – биоценоз, а 2-ой — факторами среды — биотопом или экотопом. Экосистема = биоценоз+биотоп (экотоп). Биогеоценоз, по Сукачеву, входят растения. Видовая структура экосистем: под видовой структурой понимается кол-во видов, образующих экосистему, и соотношение их численности. Богатство видов зависит от возраста экосистем. Виды, явно преобладающие по численности особей, назыв. доминантные. Выделяют также в экосистемах виды — эдификаторы (строитель) к ним относятся те виды, которые яв. основными образователями среды. Видовое разнообразие – важное свой-во экосистем. С ним связана устойчивость систем к неблагоприятным факторам среды.

Энергетика экосистем

Живые организмы для своего сущ-ния должны постоянно пополнять и расходовать энергию. Растения способны запасать энергию в химических связях в процессе фотосинтеза. Растения в процессе фотосинтеза связывают лишь небольшую часть солнечной энергии. Это всего лишь 1%растения яв. первичными поставщиками энергии для всех других организмов в цепях питания. Основная часть энергии расходуется на жизнеобеспечение (движение, поддержание температуры) часть энергии переходит в тело организма – потребителя вместе с увеличением массы.

12в) Классификация живых организмов в экосистемах. Связи и взамимоот-я м/у организмами. Понятие экологическая ниша.

Связи организмов в экосистемах. Ни один организм в природе не сущ. вне связей со средой и другими организмами. Эти связи – основное условие функционирования экосистем. Через них осущ-ется образование цепей питания, регулирование численности организмов и их популяций, реализация механизмов устойчивости систем и др. Взаимосвязи организмов. Самый распространенный тип связей базируется на питании, эти связи назыв. пищевые или трофические. Это питание одного организма другим или продуктами его жизнедеятельности. Связи, основанные на использовании местообитания, назыв. тропические. Они возникают м/у животными и растениями, которые предоставляют им убежище или местообитание. (насекомые прячущиеся к коре деревьев). Форические связи— возникают когда одни организмы участвуют в распространении других или их зачатков. (семян, плодов). Фабрические связи— для них характерно использование одними организмами других или продуктов их жизнедеятельности. Взаимоотношения организмов: Влияние одних организмов на другие в процессе взаимодействия. Эит взаимоотношения можно обозначить знаками «+», «-«, и «0» (положительное, отрицательное, нейтральное). Если взаимоотн-я обеим партнерам выгодны, обозначаются (+, +) и носят название симбиоза или мутуализма.( Пример: микрофлора кишечника) Взаимоотношения, которые положительны для одного вида и отрицательны для другого (+, -) назыв. хищничество и паразитизм. Эти типы взаимоот-ний играют роль в численности организмов. Отрицательные взаимоот-ния (-, -) назыв. конкуренцией. (внутривидовая). Отношения положительные для одного и безразличные для другого партнера (+,0) (менее распространенные) назыв. комменсализм. (ак), назыв. аменсализм. Отношения, при которых организмы, занимая сходные местообитания, практически не оказывают влияния друг на друга назыв. нейтрализм (0, 0). (Пример белки и лоси в лесу).Экологическая ниша. Каждый вид или его части (популяции) занимают определенное место в окружающей их среде. Например опред. вид животного не может произвольно менять пищевой рацион или время питания, место размножения, убежища. Под экологической нишей понимают обычно место организма в природе и весь образ его жизнедеятельности, включающий отношение к факторам среды, видам, пищи, времени и способам питания, местам размножения, укрытий. Если организмы занимают разные экологические ниши, они не вступают в конкурентные отношения. Отношения рассматриваются как нейтральные. Но в каждой экосистеме имеются виды, которые претендуют на одну и ту же нишу. Тогда неизбежна конкуренция. И сущ. правило «правило конкурентного исключения». Автор его Гаузе. Звучит так: если 2 вида со сходными требованиями к среде *питанию, поведению) вступают в конкурентные отношения, то один из них должен погибнуть либо изменить свой образ жизни и занять новую экологическую нишу.

Продуктивность и биомасса экосистем.

Одно из важнейших сво-в организмов — способность создавать ораническое в-во, которое называется продукцией. Образование продукции в единицу времени(час, сутки год) на единицу площади(метры квадратные) или объема (в водных экосистемах ) характеризует продуктивность экосистем. Продукцию растений называют первичной, а животных –вторичной. Наряду с продукцией различают биомассу организма, групп организмов или экосистем в целом. Под ней понимают всю живую органическую массу, которая содержится в экосистеме или ее элементах все зависимости от того, за какой период она образовалась и накопилась.

Какие экосистемы в океане и на суше яв. наиболее продуктивными? Вернадский выделил очаги наибольшей концентрации жизни и назв. Их пленками и сгущениями живого вещества. Под пленками живого вещ-ва понимается его повышенное кол-во на больших пространствах. В океане выделяют 2 пленки: поверхностную (или планктонную) и донную(бентосную). Она колеблется от нескольких десятков и сотен метров(в чистых водах), до нескольких сантиметров (в загрязненных водах) в наземных экосистемах выделяют 2 пленки живого вещества: 1приземная, заключенная м/у поверхностью почвы и верхней границей растительного покрова, имеет толщину от нескольких сантиметров (пустыни, тундры), до нескольких десятков метров (леса). 2 почвенная. Она насыщена жизнью. Обычно в океане выделяют следующие сгущения жизни: (продуктивность) 1) Прибрежные. Они располагаются на контакте водной и наземно-воздушной среды. 2) Коралловые рифы. Высокая продуктивность связана с благоприятным температурным режимом. 3) Саргассовые сгущения. Создаются большими массами плавающих водорослей. 4) Апвеллинговые. Эти сгущения принадлежат к районам океана, где имеет место восходящее движение водных масс от дна к поверхности. Они несут много донных органических и минеральных отложений. 5)Рифтовые глубоководные сгущения. Продуктивность связана с богатыми температурными условиями. На суши к продуктивным относятся: 1) экосистемы берегов морей и океанов в районах, хорошо обеспеченных теплом. 2) экосистемы необходимых внутренних водоемов, богатые питательными вещ-ами. 3)экосистемы тропических лесов.

Экологические пирамиды. Правило пирамид можно сформулировать так:

гетеротрофы

растения

Кол-во энергии, содержащейся в организмах на любом последующем трофическом уровне цепи питания, меньше ее значения на предыдущем уровне. Кол-во продукции, образующейся в ед. времени на разных трофических уровнях, подчиняется тому же правилу, которое характерно для энергии: на каждом последующем уровне кол-во продукции меньше, чем на предыдущем.

Море

гереротрофы

Суша

Пирамида говорит, что кол-во организмов уменьшается от основания к вершине.

14в) Понятие сукцессия. Виды сукцессий и закономерности сукцессионного процесса. Агроценоз. Любая экосистема, приспосабливаясь к изменениям внешней среды, находится в состоянии динамики. Самый простой тип динамики- суточный. Это изменения в поведении животных. Одни из них более активны днем, другие – в сумерки, третьи — ночью. Периодически повторяющуюся динамику назыв. циклическими изменениями, а направленную динамику назыв. поступательной. Для поступательной динамики характерным яв. либо внедрение в экосистемы новых видов, либо смена одних видов другими. В конечном счете происходят смены биоценозов и экосистем в целом. Этот процесс назыв. сукцессией. Бывают первичные и вторичные сукцессии. Под первичной понимают сукцессии, развитие которой начинается на изначально безжизненном субстрате. Можно выделить последовательные стадии сукцессии, под которыми понимается смена одних экосистем другими, а сукцессионные ряды заканчиваются относительно мало изменяющимися экосистемами. Их назыв. климаксными, коренными или узловыми. Специфические закономерности сукцессии заключаются в том, что каждый из них присущ тот набор видов, которые характерны для данного региона, наиболее приспособлены к той или иной стадии развития сукцессионного ряда. Причины сукцессии: сукцессионные смены связывают с тем, что существующая экосистема создает неблагоприятные условия для наполняющих ее организмов. Также причиной яв. человек. Им было разрушено много коренных (лесов, елей) экосистем. Вторичные сукцессии— начинаются обычно не с нулевых значений, а возникают на месте нарушенных или разрушенных экосистем. Различаю также автотрофные и гетеротрофные сукцессии. К гетеротрофным сукцессиям относятся те, которые протекают в субстратах, где отсутствуют живые растения, а участвуют лишь животные. Общая динамика развития сукцессии. 1) Появление первых живых организмов. 2) Увеличение видового состава 3) Изменение среды обитания 4) Образование почв и микроклимата 5)Увеличение трофических цепей и их усложнение.

6) Уменьшение коли-во экологических ниш. 7)увеличение продуктивности.

10в) Условие устойчивости экосистем и биосферы.

(«3») Стабильность — это способность экосистем сохранять свою структуру и функциональные свой-ва при воздействии внешних факторов. Устойчивость – это способность экосистемы возвращаться в исходное состоянию после воздействия факторов, выводящих ее из равновесия. Используются также термины упругость и пластичность. Упругая система способна воспринимать значительные воздействия, не изменяя существенно своей структуры и свой-в. Пластичная система более чувствительна к воздействиям, но она под их влиянием как бы прогибается и затем быстро возвращается в исходное состояние при прекращении воздействия. Примером упругих экосистем яв. хвойные леса в лесной зоне, коренные тендровые сообщества. Пластичными экосистемами для лесной зоны яв. лиственные леса. Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера — централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы. 2) Биосфера – открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне (от солнца, космоса). 3) Биосфера — саморегулирующаяся система. Способная возвращаться в исходное состояние. Принципы Ле-Шателье — Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется. 4) Биосфера — система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости биосферы.

Важное свойство Биосферы — наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

Агроценозы и естественные экосистемы. Основное свой-во экосистем— способность естественного развития и самовозобновления в течении одного-двух поколений.

15в) Структура и биотипический потенциал популяций. Структура и устойчивость популяции.

Популяция— это самовоспроизводящаяся совокупность особей одного вида в той или иной степени изолированных от особей того же вида. Экосистемы состоят из популяций различных видов. Особенность популяции внутри вида яв. различия условий обитания. На уровне популяций происходят основные адаптации, естественный отбор и эволюционные процессы.

Структура популяций: различают половую, возрастную, территориальную и другие виды структуры. Жизнеспособной считается популяция в которой все возраста представлены относительно равномерно. Такие популяции назыв. нормальными. Если в популяции преобладают старческие особи, то такие популяции считаются регрессивными, или вымирающими.

Динамика популяций. Гомеостаз. Динамика популяций — это изменение популяций во времени. Если популяция длительное время не меняется, то говорят, что она находиться в состоянии гомеостаза. Периоды резкого изменения численности назыв. популяционные волны, волны жизни Иногда они связаны с пищевыми факторами, иногда с погодными, иногда с солнечной активностью. Резкие изменения численности обычно имеют отрицательные последствия жизни популяции: при высокой численности – из-за ослабления всех особей в результате недостатка пищи, возможны массовые заболевания, при низкой численности — из-за превышения порога ее минимальных значений. В животном мире результат острой внутривидовой борьбы прояв. в форме канибализма 9поедание себе подобных) при высокой скученности особей в популяциях регулирующим механизмом численности могут яв. стрессовые явления. Они наиболее характерны для млекопитающих. При стрессах часть особей снижает или теряет способность к размножению. Более сильные особи менее подвержены стрессу. Миграции как фактор гомеостаза прояв. в 2-х видах. 1-ый из них относится к массовому исходу особей из популяции при перенаселенности. Это характерно для белок. Особи оставив популяцию, обычно не возвращаются. И некоторые погибают при перемещениях. 2-ой вид миграции связан с более постепенным (спокойным) уходом частей особей в другие популяции с меньшей плотностью населения.

Источник: pandia.ru

 

I. Популяции различных видов существуют в природе не обособленно, а связаны между собой разнообразными взаимосвязями. Благодаря этому формируются сообщества — определенные совокупности популяций разных видов, взаимосвязанных между собой. Каждый вид может существовать в форме популяций только благодаря связям с популяциями других видов. В результате этих взаимосвязей между видами, населяющими участок местности с однородными условиями существования, формируются биоценозы.

Биоценоз — сообщество взаимосвязанных между собой популяций организмов различных видов, населяющих участок местности с однородными условиями обитания. Основу биоценозов составляют фотосинтезирующие организмы (преимущественно зеленые растения). Растительный компонент биоценоза сообщества — фитоценоз — определяют границы биоценоза (например, биоценоз соснового леса, ковыльной степи). Водные биоценозы расположены в однородных участках водоемов (например, биоценозы приливно-отливной зоны). Каждый биоценоз характеризуется определенным видовым разнообразием, биомассой, продуктивностью, плотностью видовых популяций, площадью или объемом, которые он занимает.

Видовое разнообразие биоценоза определяется видовым богатством — количеством видов, популяции которых входят в его состав и выравненностью — соотношением между численностью популяций каждого из них. Существуют биоценозы с незначительным (пустыни, тундра) и богатым (тропические леса, коралловые рифы) видовым разнообразием. Виды, входящие в состав биоценоза, имеют разную численность. Наиболее многочисленные виды называют доминирующими. Они определяют характер биоценоза в целом (например, виды ковыля в ковыльной степи, дуб и граб в дубово-грабовом лесу).

Биомасса биоценоза — суммарная масса особей разных видов в перерасчете на единицу площади или объема. Каждый биоценоз характеризуется определенной продуктивностью — биомассой, созданной за единицу времени. Различают продуктивность первичную и вторичную. Первичная продуктивность — это биомасса, созданная за единицу времени автотрофными организмами, вторичная — гетеротрофными.

 

II. Каждый биоценоз имеет определенную структуру: видовую, пространственную, экологическую.

1. Видовая структура обусловлена как видовым разнообразием.

Вид популяция биоценоз 2. Пространственная структура определяется, в первую очередь, пространственным расположением разных видов растений — ярусностью. Различают надземную и подземную ярусность. Надземная ярусность снижает конкуренцию растений за свет: верхние ярусы занимают, как правило, светолюбивые виды, а нижние — теневыносливые и тенелюбивые. Аналогично подземная ярусность снижает конкуренцию за воду и минеральные вещества. Ярусное расположение растений влияет также и на пространственное расположение популяций животных, которые трофически или пространственно связаны с растительностью.

3. Экологическая структура определяется определенным соотношением популяций разных экологических групп организмов (их жизненных форм). Как вы уже помните, по типу питания все организмы делят на автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы. Миксотпрофы — организмы, способные синтезировать органические соединения из неорганических и потреблять готовые органические вещества (эвглена зеленая, хламидомонада и др.).

В свою очередь, среди гетеротрофов по характеру питания выделяют следующие группы:

сапротрофы — организмы, питающиеся остатками других организмов или продуктами их жизнедеятельности.

хищники — животные (иногда растения), которые ловят, умерщвляют и поедают других животных.

паразиты – длительное время используют организм хозяина как среду обитания и источник питания.

фитофаги – организмы, питающиеся растениями.

Гетеротрофные организмы, способные питаться разной по происхождению пищей, называют полифагами. Например, бурый медведь питается и как хищник, и как фитофаг; широкий спектр кормов и у таких животных, как кабан, серая крыса, рыжий таракан и другие.

 

III. Все популяция организмов, входящие в состав определенного биогеоценоза, между собой взаимосвязаны. Связи между популяциями разных видов в биоценозе можно разделить на антагонистические, мутуалистические и нейтральные.

При антагонистических взаимосвязях (например, конкуренции, паразитизме, хищничестве) каждая из взаимодействующих популяций различных видов ощущает отрицательное влияние другой. Конкуренция — взаимосвязи между популяциями одного (внутривидовая) или разных (межвидовая) видов, при которых использование определенного ресурса окружающей среды одними из них уменьшают его доступность для других. Формы конкурентных взаимоотношений могут быть разнообразными — от прямой борьбы до опосредованного влияния (например, охота различных видов хищников на популяцию общей жертвы). Наиболее острая конкуренция происходит между представителями одного вида или разных видов со сходными экологическими нишами. Согласно закону конкурентного исключения, популяции двух видов с общими экологическими потребностями не могут длительное время сосуществовать в одном биоценозе. В результате такой конкуренции или один, более конкурентоспособный, вид вытеснит другой, или их экологические ниши разойдутся.

Например, на протяжении XX столетия на территории Украины наблюдалось вытеснение широкопалого речного рака узкопалым. Первый из них, доминировавший в водоемах в начале века, теперь встречается только в реках северной части страны и занесен в Красную книгу Украины. После массовой гибели широкопалого рака в результате вирусного заболевания (рачьей чумы) в пресных водоемах его место занял узкопалый речной рак. Этот вид оказался более стойким к всё возрастающему антропогенному влиянию: он менее требователен к чистоте воды, содержанию в ней кислорода и более плодовитый.

При нейтральных взаимосвязях существование на общей территории популяций двух видов каждый из них не ощущает на себе непосредственного отрицательного или положительного влияния другого. Например, хищники, которые питаются разными видами добычи, не конкурируют между собой.

При мутуалистических (взаимовыгодных)взаимосвязях каждый из взаимодействующих видов получает пользу. Примеры мутуализма (бактериальные клубеньки на корнях бобовых растений, микориза др.) были детально рассмотрены на вводной лекции.

Следовательно, между популяциями разных видов, входящих в состав определенного биоценоза, возникают сложные и разнообразные взаимосвязи, которые могут быть более или менее тесными. Их совокупность обеспечивает функционирование биоценоза как единой целостной системы и его саморегуляцию.

 

IV. Популяции видов, входящих в состав биоценоза, тесно связаны не только между собой, но и с условиями физической среды обитания (то есть неживой природой). В частности, они получают из окружающей среды вещества, необходимые для обеспечения их жизнедеятельности и выделяют туда конечные продукты обмена веществ. Таким образом, сообщества организмов образуют с физической средой обитания единую функциональную систему — экосистему.

Понятие «экосистема» предложил з 1935 году английский эколог Артур Джордж Тенсли (1871—1955). Экосистемы он рассматривал как функциональные единицы природы нашей планеты, которые могут охватывать любые участки биосферы. Экосистема — совокупность популяций организмов различных видов, взаимодействующих между собой и с неживой природой таким образом, что внутри системы возникают потоки энергии и круговорот веществ. Это обеспечивает ее функционирование как единой целостной многокомпонентной системы.

В 1940 году российский эколог Владимир Николаевич Сукачев предложил понятие «биогеоценоз». Биогеоценоз — определенная территория с более или менее однородными условиями обитания, населенная взаимосвязанными популяциями различных видов, объединенных между собой и физической средой обитания круговоротом веществ и потоками энергии. Основой любого биогеоценоза являются фотосинтезирующие организмы.

Таким образом, понятия «экосистема» и «биогеоценоз» достаточно близки, но не тождественны. Биогеоценоз, в отличие от экосистемы, понятие более конкретное, поскольку он занимает участок местности с однородными условиями обитания и с определенным растительным сообществом.

 

V. Поскольку биогеоценоз — это совокупность популяций живых организмов, которые взаимодействуют между собой и физической средой обитания, в нем выделяют биотическую (совокупность популяций организмов — биоценоз) и абиотическую (условия физической среды обитания – биотоп) части.

В состав абиотической части входят такие компоненты:

— неорганические вещества (углекислый газ, кислород, вода и т.д.), которые благодаря деятельности живых организмов включаются в круговорот;

— органические вещества (остатки живых организмов или продукты их жизнедеятельности), связывающие воедино абиотическую и биотическую части биогеоценоза;

— климатический режим, или микроклимат (среднегодовая температура, количество осадков и т.д.), который определяет условия существования организмов.

Биотическую часть биогеоценоза составляют разные экологические группы организмов, объединенных между собой пространственными и трофическими связями:

продуценты — популяции автотрофных организмов, способных синтезировать органические вещества из неорганических (фототрофные или хемотрофные организмы);

консументы — популяции гетеротрофных организмов, питающихся другими живыми организмами или мертвой органикой (фитофаги, хищники, паразиты, сапротрофы);

Вид популяция биоценоз редуценты — популяции организмов, питающихся мертвой органикой, разлагая ее до неорганических соединений (разнообразные бактерии, грибы).

VI. Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ, которые необходимы для поддержания жизни. В подавляющем большинстве случаев (за исключением некоторых глубоководных морских сообществ) основным источником поступающей в биогеоценоз энергии является солнечный свет. Фотосинтезирующие организмы (зеленые растения, цианобактерии, некоторые бактерии) непосредственно используют энергию солнечного света. При этом из углекислого газа и воды образуются сложные органические вещества, в которых часть солнечной энергии накапливается в форме химической энергии. Органические вещества служат источником энергии не только для самого растения, но и для других организмов экосистемы. Часть усвоенной энергии растения используют на обеспечение собственных процессов жизнедеятельности, а часть — запасают в виде синтезированных ими органических соединений. Организмы, питающиеся зелеными растениями, также запасают только часть энергии, полученной с пищей, а остальную рассеивают в виде тепла, расходуют на процессы жизнедеятельности. Подобное происходит и при поедании растительноядных видов хищниками и т.д.

Вид популяция биоценоз Высвобождение заключенной в пище энергии происходит в процессе дыхания. Продукты дыхания — углекислый газ, вода и неорганические вещества — могут вновь использоваться зелеными растениями. В итоге вещества в данной экосистеме совершают бесконечный круговорот. При этом энергия, заключенная в пище, не совершает круговорот, а постепенно превращается в тепловую энергию и уходит из экосистемы. Поэтому необходимым условием существования экосистемы является постоянный приток энергии извне.

Мы можем представить ряд организмов, в котором особи одного вида, их остатки или продукты жизнедеятельности служат объектом питания для организмов другого. Такие ряды организмов называют цепями питания. Каждая цепь питания состоит из определенного количества звеньев (то есть определенного числа видов). При этом каждый из этих видов занимает в цепи питания определенное положение, или трофический уровень. Существует два типа цепей питания: пастбищный и детритный.

В начале цепи питания пастбищного типа находятся продуценты (то есть автотрофные организмы). Трофический уровень консументов (гетеротрофных организмов) определяется количеством звеньев, через которые они получают энергию от продуцентов. Трофический уровень, или порядок консументов, обычно обозначается римскими цифрами.

Часть биомассы погибших продуцентов, которую не утилизировали консументы (например, лиственный опад), а также остатки или продукты жизнедеятельности самих консументов (например, трупы, экскременты животных) составляют кормовую базу редуцентов. Редуценты получают необходимую им энергию, разлагая в несколько этапов органические соединения до неорганических. Однако и сами редуценты могут послужить пищей консументам I-го порядка, тех в свою очередь могут съесть консументы II-го порядка и т. д. Это уже цепь питания детритного типа, которая начинается не от продуцентов, а от мертвых органических остатков – детрита.

Вид популяция биоценоз

 

Так как при передаче энергии от низшего трофического уровня на более высокий большая ее часть рассеивается в виде тепла, количество звеньев в цепи питания ограничено (обычно не превышает 4-6) и круговорот энергии в биогеоценозе, в отличие от круговорота веществ, невозможен. Для нормального функционирования биогеоценоза необходимо постоянное поступление определенного количества энергии извне, которое компенсирует ее потери живыми организмами. Следовательно, основу любого биогеоценоза должны составлять автотрофные организмы, способные улавливать энергию солнечного света (или энергию земных недр посредством выделяющихся из них веществ в случае хемотрофных организмов) и переводить ее в энергию химических связей синтезированных ими органических соединений.

В любом биогеоценозе различные цепи питания не существуют отдельно одна от другой, а переплетаются. Это происходит потому, что организмы одного вида могут быть звеньями различных цепей питания. Например, особи одного вида птиц могут питаться как растительноядными (консументы II порядка), так и хищными видами насекомых (консументы III и т.д. порядков). Переплетаясь, разные цепи питания формируют трофическую сеть биогеоценоза. Трофические сети обеспечивают устойчивость биогеоценозов, поскольку при уменьшении численности одних видов (или даже при полном их исчезновении из биогеоценоза) виды, которые ими питаются, могут переходить на другие объекты питания, в результате чего суммарная продуктивность биогеоценоза остается стабильной.

Вид популяция биоценоз

 

Для всех цепей питания присуши определенные соотношения расходуемой и запасаемой продукции (то есть биомассы с заключенной в ней энергией) на каждом иp трофических уровней. Эти закономерности получили название правила экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы и энергии, которые запасаются организмами за единицу времени, значительно больше, чем на последующем (в среднем, в 5-10 раз).

Графически это правило можно изобразить в виде пирамиды, составленной из отдельных блоков. Каждый блок такой пирамиды соответствует продуктивности организмов на каждом из трофических уровней цепи питания. То есть, экологическая пирамида является графическим отображением трофической структуры цепи питания. Различают разные типы экологических пирамид, в зависимости от того, какой показатель положен в ее основу. Так, пирамида биомассы отображает количественные закономерности передачи по цепи питания массы органического вещества; пирамида энергии — соответствующие закономерности передачи энергии от одного звена цепи питания к последующему. Разработана и пирамида чисел, отображающая количество особей на каждом из трофических уровней цепи питания.

 

 

Вид популяция биоценоз

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ | Visit Sunny Chernobyl: And Other Adventures in the World’s Most Polluted Places

Источник: helpiks.org


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.