Биогеоценоз. Его структура и отличие от экосистемы

Живое вещество настолько многообразно, что его изучают на разных уровнях организации и под разным углом зрения. Уровни организмов, популяций и экосистем являются областью интересов классической экологии.

Основные понятия и определение биогеоценоза…………………………4

Экология контр.раб.doc

Федеральное агентство по образованию

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Кафедра «Химии и инженерной экологии»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ЭКОЛОГИИ

НА ТЕМУ: «Биогеоценоз. Его структура и отличие от экосистемы»

Выполнил студент 1 ОДз (08 Z2)

Основные понятия и определение биогеоценоза…………………………4

Слово «экология» образовано из двух греческих слов: “oicos”, что означает дом, жилище, и “logos” – наука и дословно переводится как наука о доме, местообитании. Впервые этот термин использовал немецкий зоолог Эрнст Геккель в 1886 году, определив экологию как область знаний, изучающую экономику природы, - исследование общих взаимоотношений животных, как с живой, так и с неживой природой, включающей все как дружественные, так и недружественные отношения, с которыми животные и растения прямо или косвенно входят в контакт. Такое понимание экологии стало общепризнанным и сегодня классическая экология – это наука об изучении взаимоотношений живых организмов с окружающей средой.

Живое вещество настолько многообразно, что его изучают на разных уровнях организации и под разным углом зрения.

Уровни организмов, популяций и экосистем являются областью интересов классической экологии.

В зависимости от объекта исследования и угла зрения, под которым он изучается, в экологии сформировались самостоятельные научные направления.

По размеренности объектов изучения экологию делят на аутэкологию (организм и его среда), популяционную экологию (популяция и её среда), синэкологию (сообщества и их среда), биогеоцитологию (учение об экосистемах) и глобальную экологию (учение о биосфере Земли).

1. Основные понятия и определение биогеоценоза

В 1944 г. В.Н. Сукачевым был предложен термин «биогеоценоз», который не является полным синонимом экосистемы. Так, в ряде работ под биогеоценозом понимают сообщество растений, животных, микроорганизмов на определённом участке земной поверхности с его микроклиматом, геологическим строением, ландшафтом, почвой, водным режимом. Таким образом, экосистема – понятие более широкое, так как биогеоценоз-это только наземное образование с определёнными границами (рис.1).

Определение некоторых экологических терминов:

• Биоценоз – сообщество совместно живущих организмов;
• Биотоп – среда (место) обитания;
• Фитоценоз – сообщество животных;
• Зооценоз – сообщество животных;
• Микробиоценоз - сообщество микроорганизмов;
• Биота – совокупность всех живых организмов.

Основными структурными составляющими биосферы являются биогеоценозы. Биогеоценоз – это экосистема макро- или мезоуровня на определённом участке земной поверхности. Понятие биогеоценоза уже понятия экосистемы, так как к биогеоценозам можно отнести только экосистемы выше микроуровня, имеющие чёткие границы на земной поверхности – лес, степь, море, река, поле и т.п. Экосистемы, не привязанные к определённой территории земли, к биогеоценозам не относятся (аквариум, космический корабль и т.п.).

Рис. 1 Схема биогеоценоза (по В.Н.Сукачеву)

Как в любой экосистеме, в биогеоценозе можно выделить две составные части – биотическую и абиотическую – тесно обменивающиеся веществом и информацией, как между собой, так и окружающей средой.

Биоценоз – биотическая составляющая биогеоценоза – представляет собой совокупность популяций различных видов животных, растений и микроорганизмов, входящих в биогеоценоз.

Когда речь идёт об экосистемах, под биотическим сообществом понимается биоценоз, поскольку сообщество представляет собой население биотопа – места жизни биоценоза. Биоценоз – это надорганизменная система, состоящая из трёх компонентов: растительности, животных и микроорганизмов. В такой системе отдельные виды, популяции и группы видов могут заменяться соответственно другими без особого ущерба для содружества, а сама система существует за счёт уравновешивания сил антагонизма между видами. Стабильность сообщества определяется количественной регуляцией численности одних видов другими, а его размеры зависят от внешних причин – от величины территории с однородными абиотическими свойствами, т.е. биотопа. Функционируя в непрерывном единстве, биоценоз и биотоп образуют биогеоценоз, или экосистему. Границы биоценоза совпадают с границами биотопа и, следовательно, с границами экосистемы. Биотическое сообщество (биоценоз)- это более высокий уровень организации, чем популяция, которая является его составной частью.

Биоценоз в биогеоценоз играет ту же роль, что и биотическое сообщество в экосистеме.

Стабильность биоценоза зависит от прочности связей между его компонентами – различными популяциями живых организмов, а также от их взаимодействия с окружающей средой.

Наиболее важную роль в биоценозе играют следующие типы взаимодействий:

• Пищевые связи - трофические цепи и сети;
• Групповые взаимоотношения – образование стай, колоний, стад и т.д.;
• Совместная деятельность разных видов – конкуренция, симбиоз и т.д.;
• Размножение;
• Сохастические связи – случайные взаимодействия.

2. Структура биогеоценоза

Биоценоз обладает сложной внутренней структурой, которая определяется следующими параметрами.

1. Стратификация – разбиение на вертикальные ярусы. Стратификацию можно наблюдать и в наземных, и в водных биоценозах. Например, в лесу выделяют ярусы почвы, травы, кустарников, низких и высоких деревьев; в поле – ярусы почвы с подземными организмами, ярус поверхности почвы с обитающими на ней насекомыми, ярус травы. В водных биогеоценозах основной причиной появления вертикальной ярусности служит различие в освещенности разных слоев воды. Часть организмов может обитать только в верхнем, наиболее освещенном слое, другая часть в более глубоких слоях, и куда солнечная энергия поступает в значительно меньших количествах.
2. Зональность – горизонтальные подразделения в биоценозе. Популяции растений и животных в большинстве случаев распределяются не равномерно по всей поверхности, занимаемой биоценозом, а пятнами образуя зоны различной протяженности и плотности.
3. Периодичность – изменение активности организмов течением времени:

- суточная активность обусловлена совместным проживанием в одном биоценозе различных видов живых организмов, часто конкурирующих друг с другом. При этом одни организмы приспособлены к дневному, другие – к ночному образу жизни;

- сезонная активность – часто приводит к изменению структуры биоценоза в течение года. Для биоценозов средних широт существуют следующие шесть периодов:

* зимний - зимняя спячка;

* ранняя весна – начало пробуждения;

* поздняя весна – пробуждение и высокая активность;

* раннее лето – максимальная активность;

* позднее лето – снижение активности;

* осень – подготовка к зимней спячке.

Условия окружающей среды на определенной территории называют биотопом (Мебиус, 1877). Основными составными частями биотопа являются атмосферный воздух, вода, почва, климатические условия.

Между биоценозом и биотопом происходит непрерывный обмен веществом, энергией и информацией, обуславливающей стабильность биогеоценоза во времени. Кроме того, существует тесное взаимодействие биогеоценоза с окружающей средой. Совокупность близлежащих биогеоценозов складывается в более крупную структурную единицу биосферы – биом.

Биом – это крупная региональная или субконтинентальная система, состоящая из множества тесно связанных между собой биогеоценозов. Биом характеризуется основным типом климата, растительности или особенностями ландшафта. Примерами биомов являются океаны, арктические пустыни, тундры и т.д. Все эти географические объекты, занимающие значительное пространство на территории земли, состоят из большого количества отдельных биогеоценозов, тесно связанных между собой.

Соотношение между экосистемами и биогеоценозом может быть представлено следующим образом: биогеоценоз – это экосистема в границах фотосинтеза, т.е. эти категории совпадают лишь на уровне растительного сообщества и принципиально расходятся как выше, так и ниже этого уровня.

Рассмотрение видового состава биогеоценозов позволило выявить среди населяющих их живых организмов следующие:

• Эдификаторы – виды, которые играют роль основоположников сообщества, т.е. живые организмы, определяющие особенности биоты данного биогеоценоза в его конкретных абиотических условиях; виды, начавшие освоение данной территории и создавшие условия для формирования трофической сети;
• Доминанты – виды, которые преобладают в данном биогеоценозе, имеют наибольшую численность и плотность популяции;
• Предоминанты – виды, которые живут за счёт доминантов, включая внутривидовые и межвидовые отношения (паразитизм, симбиоз, мутуализм) и отношения по трофическим цепям.

Выделяют видовую и пространственную структуры биоценозов.

Для существования сообщества важна не только величина численности организмов, но ещё важнее видовое разнообразие, которое является основой биологического разнообразия в живой природе. Согласно Конвенции о биологическом разнообразии Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), под биоразнообразием понимается разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.

Разнообразие в рамках вида является основой стабильности в развитии популяций, разнообразие между видами и, следовательно, популяциями – основа существования биоценоза как основной части экосистемы.

Видовая структура биоценоза характеризуется видовым разнообразием и количественным соотношением видов, зависящих от ряда факторов. Главными лимитирующими факторами являются температура, влажность и недостаток пищевых ресурсов. Поэтому биоценозы (сообщества) экосистем высоких широт, пустынь и высокогорий наиболее бедны видами. Здесь могут выжить организмы, жизненные формы которых приспособлены к таким условиям. Богатые видами биоценозы – тропические леса, с разнообразием животным миров и где трудно найти даже два рядом стоящих дерева одного вида.

Обычно бедными видами природные биоценозы считаются, если они содержат десятки и сотни видов растений и животных, богатые – это несколько тысяч или десятки тысяч видов. Богатство видового состава биоценозов определяется либо относительным, либо абсолютным числом видов и зависит от возраста сообщества: молодые, только начинающие развиваться – бедны видами по сравнению со зрелыми или климаксными сообществами.

Видовое разнообразие – это число видов в данном сообществе или регионе, т.е. более конкретное содержание и является одной из важнейших как качественных, так и количественных характеристик устойчивости экосистемы. Оно взаимосвязано с разнообразием условий среды обитания. Чем больше организмов найдут в данном биотопе подходящих для себя условий по экологическим требованиям, тем больше видов в нем поселится.

Видовое разнообразие в данном местообитании называют а-разнообразием, а сумму всех видов, обитающих во всех местообитаниях в пределах, данного региона, —-ß- разнообразием. Показателями для количественной оценки видового разнообразия, индексами разнообразия обычно служит соотношение между числом видов, значениями их численности, биомассы, продуктивности и т. п., или отношение числа видов к единице площади.

Важным показателем является количественное соотношение числа видов между собой. Одно дело, когда среди ста особей содержится пять видов в соотношении 96:1:1:1:1, и другое, если они соотносятся как 20:20:20:20:20, Последнее соотношении явно предпочтительнее, так как первая группировка значительно однообразнее.

Наиболее благоприятные условия для существования множества видов характерны для переходных зон между сообществами, которые называют экотонами, а тенденцию к увеличению здесь видового разнообразия называют краевым эффектом.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎