ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ. БИОСФЕРА

Свойства и типы биогеоценозов

В природе все живые организмы образуют комплексы, функциональное единство группировки организмов и окружающей среды. Состав группировок обусловлен сочетанием абиотических факторов, а также взаимоотношениями различных организмов, входящих в него и объединенные общими потребностями. Связь между ними обеспечивает питание, защита, размножение всех жителей группировки. В результате такого взаимодействия организмов и среды их проживание образуется экологическая система. Основными свойствами экологической системы является ее целостность и относительная устойчивость, что проявляется в способности к саморегуляции и самообновлению.

Биогеоценоз - совокупность природных компонентов, связанных обменом веществ и энергии, на определенном участке поверхности земли с более-менее однородными условиями существования. В біогеоценозі различают экотоп и биоценоз. Экотоп характеризуется составом почвы и горных пород, рельефом, климатическими и гидрологическими условиями, определяющими характер группировка. Биоценоз - совокупность растений, животных и микроорганизмов в пределах определенного экотопу. Биогеоценоз представляет собой целостную, относительно устойчивую систему, способную к саморегуляции.

Природные биоценозы имеют сложную структуру. Они характеризуются рядом показателей: видовое разнообразие, плотность популяций, биомасса и т.д.

Видовое разнообразие - количество видов живых организмов, входящих в биоценоза и определяют различные трофические уровни в нем. Количество видовых популяций определяется количеством особей данного вида на единице площади. Некоторые виды в группировках являются доминантными, их численность превышает численность других видов. Если в группировке доминирует несколько видов, а плотность других невысока, то разнообразие низкая. Если при том же видовом составе численность каждого из них равна, тогда видовое разнообразие высокое.

Биомасса - суммарная масса организмов в популяции или биоценозе на момент наблюдения, выраженная в единицах массы, приходится на единицу площади или объема (г/м², кг/га, г/м³ т.п.). Суммарная биомасса Земли составляет 2,43 х 1012 т. Величина биомассы зависит от особенностей вида, его биологии. Например, у организмов с коротким жизненным циклом (микроорганизмов) биомасса невысокая по сравнению с долговечными организмами, которые откладывают в ткани большое количество органических веществ (деревья, кусты, крупные животные).

Все биоценозы имеют похожую структуру. Основу их образуют растительные группировки - фитоценозы, которые в процессе фотосинтеза продуцируют органические вещества. Фітоценоз является динамической системой, которой свойственна сезонная и різнорічна изменчивость компонентов под влиянием экологических факторов. Другую часть биоценоза составляют животные (травоядные и плотоядные) - зооценоз. Зооценоз - совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых видов животных, которые населяют определенный биотоп. К биоценоза входят организмы, которые минерализуют органические вещества, - бактерии и грибы.

Биотическую часть биогеоценоза составляют три группы организмов, связанных между собой трофическими связями: продуценты, консументи и редуценти.

Продуценты - автотрофи, зеленые растения, способные синтезировать (производить) органические вещества из неорганических, аккумулируя при этом солнечную энергию.

Консументи - организмы, которые питаются готовыми органическими веществами, созданными фотосинтезувальними или хемосинтезувальними видами (продуцентами). Это все животные, человек, часть микроорганизмов, паразитические и насекомоядные растения. Различают консументи первого порядка, которые питаются растительной пищей, и консументи второго, третьего и высших порядков, которые питаются животной пищей. Все консументи используют энергию химических связей, аккумулированную в органических веществах продуцентов.

Редуценти - гетеротрофні организмы, в основном бактерии и грибы, которые в процессе жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества. Редуценти является завершающим звеном в круговорота веществ, образуют неорганические вещества для включения их в новый цикл.

Следовательно, в процессе жизнедеятельности организмов происходит непрерывный круговорот энергии в природе, причем каждый вид использует лишь часть энергии, накопленной в органических веществах. В результате формируются цепи питания, которые представляют собой взаимосвязи видов, объединенных пищевыми отношениями, что создает определенную последовательность в передаче веществ и энергии. Каждое предыдущее звено является некоторой степени пищей для последующей.

Взаимосвязи в цепях питания проходят по схеме:

Цепь питания

На каждой следующей звене цепи значительная часть энергии в виде тепла теряется, что ограничивает количество звеньев в цепи питания. Но любая цепь начинается растениями (продуцентами) и заканчивается хищником, причем крупнейшим. Редуценти разрушают вещества на каждом уровне и является последним, заключительным в пищевой цепи.