Що таке біогеоценоз у біології визначення коротко. Поняття біогеоценозу. Дивитись що таке "Біогеоценоз" в інших словниках

Середовища в межах однієї території, пов'язані між собою кругообігом речовин та потоком енергії (природна екосистема). Являє собою стійку саморегулюючу екологічну систему, в якій органічні компоненти (тварини, рослини) нерозривно пов'язані з неорганічними (вода, ґрунт). Приклади: сосновий ліс, полонина. Вчення про біогеоценоз розроблено Володимиром Сукачовим у 1942 році. У зарубіжній літературі – маловживане. Раніше також широко вживалося у німецькій науковій літературі.

Біогеоценоз та екосистема

Властивості

Основні показники

• Видовий склад- кількість видів, що мешкають у біогеоценозі.
• Видова різноманітність- кількість видів, що мешкають у біогеоценозі на одиницю площі чи обсягу.

Найчастіше видовий склад і видове розмаїття кількісно не збігаються і видове розмаїття залежить від досліджуваного ділянки.

• Біомаса- Кількість організмів біогеоценозу, виражене в одиницях маси. Найчастіше біомасу поділяють на:
  • біомасу продуцентів
  • біомасу консументів
  • біомасу редуцентів
• Продуктивність
• Стійкість
• Здатність до саморегуляції

Просторові характеристики

Перехід одного біогеоценозу в інший у просторі або в часі супроводжується зміною станів та властивостей усіх його компонентів і, отже, зміною характеру біогеоценотичного метаболізму. Межі біогеоценозу можуть бути простежені на багатьох його компонентах, але частіше вони збігаються з межами рослинних угруповань (фітоценозів). Товща біогеоценозу не буває однорідною ні за складом та станом його компонентів, ні за умовами та результатами їх біогеонотичної діяльності. Вона диференціюється на надземну, підземну, підводну частини, які у свою чергу поділяються на елементарні вертикальні структури – біо-геогоризонти, дуже специфічні за складом, структурою та станом живих та відсталих компонентів. Для позначення горизонтальної неоднорідності або мозаїчності біогеоценозу введено поняття біогеоценотичних парцел. Як і біогеоценоз загалом, це поняття комплексне, оскільки у складі парцеллы на правах учасників обміну речовин та енергії входять рослинність, тварини, мікроорганізми, грунт, атмосфера.

Механізми стійкості біогеоценозів

Однією з властивостей біогеоценозів є здатність до саморегуляції, тобто підтримки свого складу на певному стабільному рівні. Це досягається завдяки стійкому кругообігу речовин та енергії. Стійкість самого круговороту забезпечується декількома механізмами:

• достатність життєвого простору, тобто такий обсяг чи площу, що забезпечують один організм усіма необхідними йому ресурсами.
• багатство видового складу. Чим він багатший, тим стійкіше ланцюги живлення і, отже, кругообіг речовин.
• різноманіття взаємодії видів, що також підтримують міцність трофічних відносин.
• середовищні властивості видів, тобто участь видів у синтезі чи окисненні речовин.
• напрямок антропогенного впливу.

Таким чином, механізми забезпечують існування біогеоценозів, що не змінюються, які називаються стабільними. Стабільний біогеоценоз, що існує тривалий час, називається клімаксичним. Стабільних біогеоценозів у природі мало, частіше зустрічаються стійкі - мінливі біогеоценози, але здатні, завдяки саморегуляції, приходити до початкового, вихідного положення.

Форми існуючих взаємовідносин між організмами у біогеоценозах

Спільне життя організмів у біогеоценозах протікає у вигляді 6 основних типів взаємовідносин:

Література

• Розумовський С. М.Закономірності динаміки біогеоценозів: Ізбр. праці. - М: KMK Scientific Press, 1999.
• Цвєтков В. Ф.Лісовий біогеоценоз/В. Ф. Цвєтков. 2-ге вид. Архангельськ, 2003. 267 с.

Посилання

Уривок, що характеризує біогеоценоз

Біогеоценози характеризуються такими характеристиками: - Біогеоценоз пов'язаний з певною ділянкою земної поверхні; на відміну від екосистеми просторові межі біогеоценозів не можуть бути довільно проведені; – біогеоценози існують тривалий час; – біогеоценоз – це біокосна система, що є єдністю живої і неживої природи; – біогеоценоз – це елементарний біохорологічний осередок біосфери (тобто біологово-просторова одиниця біосфери); – біогеоценоз – це арена первинних еволюційних перетворень (тобто еволюція популяцій протікає у конкретних природничо-історичних умовах, у конкретних біогеоценозах).

Розміри: 960 х 720 пікселів, формат: jpg. Щоб безкоштовно скачати слайд для використання на уроці біології, клацніть правою кнопкою мишки на зображенні та натисніть «Зберегти зображення як...». Завантажити всю презентацію «Екосистема та біогеоценоз.ppt» можна у zip-архіві розміром 3421 КБ.

Біогеоценоз

«Біоценоз біогеоценоз» - Біоценоз «біос»- життя, «ценос»- співтовариство. Біогеоценоз. Показники біоценозу. Кругообіг вуглецю в біосфері. Біогеоценоз та біоценоз. Компоненти біогеоценозу. Назва «біоценоз» увів у науку Німецький вчений Карл Мебіус у 1877р. Рукотворні біоценози-акваріум, тераріум, теплиця, оранжерея. Мешканці лісової галявини.

«Агроценоз» – Шляхи підвищення продуктивності агроценозу: Антропогенні фактори. Гусениці. Виберіть ОДИН правильну відповідь. Завдання 1. Виберіть ОДИН правильну відповідь. Завдання 3. Жайворонок. Город. Миша. Завдання 2. Пугач. Природні (природні). 4. Вплив екологічних чинників. Бур'ян. Переспів. Абіотичні фактори.

«Спільнота екосистема біогеоценоз» - Таким чином, ланцюги живлення утворюють харчові мережі, мережі живлення. Багато вчених ставлять знак рівності між поняттями біогеоценоз та екосистема. Сонячне світло, енергія окиснення органічних та неорганічних сполук. Біоценоз? Для будь-якого біогеоценозу необхідна енергія. Спільноту рослин називають фітоценозу, тварин - зооценозом.

"Акваріум екосистема" - "Професії" живих організмів. Рослини Тварини. Водорості-виробники Риби-споживачі Слимаки, мікроби-руйнівники. Елементи живої природи: З яких частин складається екосистема? Ґрунт Вода Повітря Світло Тепло. Назви виробників акваріума, споживачів та руйнівників. Про яку екосистему ми говорили на минулому уроці?

"Організми в екосистемі" - Структура екосистеми. Перехід енергії з одного виду до іншого відповідно до законів термодинаміки. Системоутворюючий фактор. Теплові відходи Першоосновою є автотрофний біосинтез. Як співвідносяться поняття біогеоценоз та екосистема? Приплив енергії до екосистеми. Енергія сонця. Відповіді до кросворду.

Біоценоз(або спільнота) - стійка сукупність популяцій організмів різних видів, що історично склалася, що населяють порівняно однорідну ділянку території або акваторії і пов'язаних певними взаємовідносинами. (К. Мебіус, 1877).

Приклади біоценозів:спільноти на стовбурі дерева, в норі, на ділянці лісу, луки, озера, болота, ставка тощо.

Різні популяції біоценозу мають бути пристосовані до спільного життя. Це означає, що:

■ у всіх видів біоценозу мають бути подібні вимоги до абіотичних умов середовища (світла, температури, вологості тощо);

■ повинні існувати закономірні трофічні (харчові), топічні, форичні та фабричні взаємозв'язки між організмами різних популяцій, необхідні для здійснення їх живлення, розмноження, розселення та захисту.

❖ Складові частини біоценозу:

■ фітоценоз (стійка спільнота рослин); має легко розпізнавані характерні рисиі межі, що є головним структурним компонентом будь-якого біоценозу, визначає видовий склад зоо-, міко- та мікробоценозів;
■ зооценоз (сукупність взаємопов'язаних видів тварин);
■ мікоценоз (Спільнота грибів);
■ мікробоценоз (Спільнота мікроорганізмів).

Екотоп- це первиннийкомплекс абіотичних чинників середовища проживання і деяких компонентів живого походження (грунт, грунт), що були на ділянці земної поверхні (суші чи водойми), займаному тим чи іншим біоценозом, не враховуючи змін, привнесених живими істотами даного биоценоза.

■ Усі фактори екотопа можна розділити на кліматотоп , едафотоп і гідротоп .
Кліматоп - Сукупність кліматичних факторів екотопа.
Едафотоп - Сукупність грунтово-ґрунтових факторів.
Гідротоп - Сукупність гідрофакторів (наявність і характеристики водойми, що міститься в ньому води і т.п.).

Біотоп- Це ділянка середовища (суші або водойми), що має відносно однорідні умови проживання і займає одним біоценозом. При цьому умови середовища розглядаються з урахуванням усіх змін, які були привнесені в них організмами даного біоценозу.

Біогеоценоз та екосистема

Біогеоценоз(коротко - БГЦ) — це єдиний природний комплекс, що лежить у межах певного фітоценозу і пов'язаний взаємним обміном речовин і енергії, утворений ділянкою земної поверхні (суші) з певними умовами довкілля (біотопом) та популяціями всіх видів організмів, що населяють цей біотоп (біоценозом), див. .

Приклади біогеоценозів:ялинник, діброва, сфагнове болото, суходоловий луг та ін.

Біогеоценоз функціонує як цілісна самовідтворювальна, саморегулююча відкрита система. Популяції організмів отримують з неорганічного середовища ресурси, необхідні підтримки життя, і водночас виділяють продукти життєдіяльності, що відновлюють середовище.

Екологічна система(або екосистема) — будь-яка сукупність організмів, що спільно живуть, і неорганічних компонентів, при взаємодії яких відбувається кругообіг речовин та потік енергії .

приклади екосистем;гниючий пень, мурашник, калюжа з дощовою водою, парк, акваріум, біосфера та ін.

Відмінність екосистеми від біогеоценозу. Поняття екосистеми не вимагає якихось обмежень на територію або акваторію, що займається нею, і може застосовуватися до будь-яких комплексів організмів та їх довкілля (включаючи водну), не тільки до природних (природних), але і до створених людиною. Біогеоценоз - це природна екосистема, що виділяється на суші, межі якої визначені фітоценозом, тобто. рослинним співтовариством. Тому екосистема - поняття ширше, ніж біогеоценоз: будь-який біогеоценоз є екосистемою, але не будь-яка екосистема є біогеоценозом .

❖ Компоненти біогеоценозу:
■ неорганічні речовини, що включаються в кругообіг (сполуки вуглецю та азоту, кисень, вода, мінеральні солі);
■ кліматичні фактори (температура, освітленість, вологість);
■ органічні речовини (білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди та ін.);
■ організми різних функціональних груп – продуценти, консументи, редуценти.

Продуценти- автотрофні організми (в основному зелені рослини та водорості), що синтезують органічні речовини з неорганічних. Продуценти використовують енергію Сонця, перетворюючи її на хімічну енергію органічних речовин, доступну решті організмів.

Редуценти- гетеротрофні організми (бактерії, гриби), які в процесі свого харчування руйнують органічну речовину відмерлих рослин і тварин та екскременти тварин, перетворюючи їх на прості неорганічні сполуки, Придатні для засвоєння рослинами.

Характеристикибіогеоценозу (екосистеми): біомаса, продуктивність, видова різноманітність, щільність популяцій кожного виду, співвідношення видів за чисельністю та щільністю популяцій, просторова та трофічна (харчова) структури тощо.

Біомаса- Сумарна маса всіх організмів екосистеми або окремих її трофічних рівнів.

■ Зазвичай біомаса виражається в одиницях маси речовини на одиницю площі або обсягу екосистеми (кг/га, кг/м 3 та ін.).

■ Біомаса всіх організмів Землі становить 2,4 10 12 т сухої речовини, 90% від цієї кількості становить біомаса наземних рослин.

Продуктивність- Приріст біомаси, створений організмами екосистеми за одиницю часу на одиниці площі або обсягу.

■ Продуктивність виражається в одиницях маси речовини на одиницю площі або обсягу за певний відрізок часу (кг/м2 на рік та ін.).

Первинна продуктивність екосистемикількість біомаси, продукованої за одиницю часу всіма рослинами цієї екосистеми внаслідок фотосинтезу.

Вторинна продуктивність екосистеми- кількість біомаси, продукованої всіма консументами цієї екосистеми за одиницю часу.

■ Загальна річна продукція сухої органічної речовини на Землі 150-200 млрд т (з них 2/3 дають наземні екосистеми, 1/3 — водні екосистеми).

■ Найбільш продуктивні екосистеми: тропічний дощовий ліс (близько 2 кг/м 2 на рік) та приполярні області Світового океану (близько 0,25 кг/м 2 на рік).

Видова структура біогеоценозу (екосистеми)

Видова структура БГЦабо екосистеми - різноманітність видів всіх популяцій, що входять до БГЦ (або екосистему), і співвідношення цих видів за чисельністю (або біомасою) і щільністю популяцій.

■ У кожній екосистемі відбувається природний відбір організмів, найбільш пристосованих до екологічних умов.

■ Розрізняють екосистеми, багаті на види (коралові рифи, дощові тропічні ліси та ін.), та бідні на них (арктична тундра, пустелі, болота та ін.).

Види-домінанти- види, що переважають за чисельністю особин або займають велику площу в цій екосистемі.

Види-едифікатори- види-домінанти (частіше рослини, іноді тварини), що грають головну роль у визначенні складу, структури та властивостей екосистеми шляхом створення середовища для всього співтовариства (в ялиннику - ялина, у березняку - береза ​​і т. д.).

■ Наприклад, в ялиновому лісі освітленість значно менша, а температура повітря нижча, ніж у листяному; дощові води, що стікають з крон ялин, мають кислу реакцію, а під деревами формується потужна підстилка з дуже повільно розкладається хвої з низьким вмістом гумусу. В результаті ялина в процесі своєї життєдіяльності настільки змінює умови середовища, що даний біотоп стає непридатним для існування багатьох видів організмів і заселяється лише видами, що добре пристосовані до життя в таких умовах.

Роль рідкісних та нечисленних видів:вони збільшують різноманітність зв'язків у співтоваристві і є резервом для заміщення видів-домінантів.

■Чим специфічніші умови середовища, тим бідніший видовий склад і вища чисельність окремих видів. І навпаки, у багатих угрупованнях всі види нечисленні.

■ Чим вища видова різноманітність, тим стійкіша спільнота.

Просторова та екологічна структури біогеоценозу

Просторова структура— розподіл організмів (в основному рослин) за досить чітко обмеженими у просторі (по вертикалі та/або по горизонталі) елементами структури. ярусів та мікроугруповань .

Ярусихарактеризують вертикальнерозчленування фітоценозів. Їх утворюють надземні вегетативні органи рослин та його кореневі системи.

■ Основний фактор, що визначає вертикальний розподіл рослин, — кількість світла, що обумовлює температурний і вологий режими. різних рівняхнад поверхнею ґрунту в біогеоценозі. Верхні яруси утворюються світлолюбними і краще пристосованими до коливань температури та вологості повітря рослинами; у нижніх ярусах живуть рослини, менш вимогливі до світла.

■ Яруси добре виражені в лісі (дерев'яний, чагарниковий, трав'янистий, моховий тощо). Тварини також розподілені по ярусах (жителі чагарників, мохового покриву, ґрунту тощо).

■ Підземна ярусність фітоценозів виражена слабо або відсутня. Зазвичай, загальна маса підземних органів закономірно знижується згори донизу.

Мозаїчність- Розчленованість (неоднорідність) біогеоценозу по горизонталі, що виражається в наявності в ньому різних мікроугруповань, які відрізняються видовим складом, кількісним співвідношенням різних видів, продуктивністю та іншими ознаками та властивостями.

Мозаїчність обумовлена:
■ неоднорідністю мікрорельєфу;
■ особливостями біології розмноження та форми рослин;
■ діяльністю рослин, тварин та людини (утворенням мурашників, витоптуванням травостою, вибірковою вирубкою дерев та ін.).

Екологічна структура БГЦ - це співвідношення різних екологічних груп організмів, що становлять цей біогеоценоз.

■ Різноманітність та різноманітність представників тієї чи іншої екологічної групи залежать від умов середовища (у пустелях переважають пристосовані до життя в умовах нестачі води рослини ксерофіти та тваринні ксерофіли; у водних спільнотах — рослини гідрофіти та тваринні гідрофіли тощо) та складаються протягом тривалого часу у певних кліматичних, ґрунтово-ґрунтових та ландшафтних умовах суворо закономірно.

■ Ця різноманітність забезпечує високу щільність організмів у розрахунку на одиницю території, їх максимальну біологічну продуктивність та оптимальні конкурентні відносини.

Співтовариства з подібною екологічною структурою можуть мати різний видовий склад, оскільки одні й ті самі екологічні ніші можуть займати різні види (приклад: ту саму екологічну нішу в європейській тайзі займає куниця, в сибірській — соболь).

Трофічна структура екосистеми. Кругообіг речовин та потік енергії в екосистемах

Усі організми у будь-якій екосистемі об'єднує спільність поживних речовин та енергії, необхідні підтримки життя. Необхідна умоваіснування екосистеми - постійний приплив енергії ззовні. Основним способом руху речовин та енергії в екосистемі є харчування.

Трофічний рівень- Сукупність організмів, об'єднаних типом харчування.

Розрізняють такі трофічні рівні:

■ перший рівеньутворюють автотрофні організми ( продуценти ), що створюють органічні речовини з неорганічних за рахунок сонячної енергії;

■ другий трофічний рівеньутворюють травоїдні тварини ( консументи 1-го порядку: гусениці метеликів, миші, полівки, зайці, кози тощо), що споживають органічні речовини, створені рослинами-продуцентами;

■третій трофічний рівеньскладають м'ясоїднітварини ( консументи 2-го порядку: хижі комахи, комахоїдні птахи тощо), що поїдають дрібних травоїдних тварин;

■ четвертий трофічний рівеньутворюють м'ясоїдні тварини ( консументи 3-го порядку : хижі птахи та звірі), що споживають консументи 2-го порядку, і т.д.

Плотоядні тварини можуть переходити з третього на четвертий рівень і назад, а також більш високі трофічні рівні.

Трофічний (харчовий) ланцюг(або ланцюг живлення) - ряд організмів, пов'язаних один з одним харчовими взаємовідносинами (шляхом поїдання одних видів іншими) і складових певну послідовність, за якою здійснюється кругообіг речовин і потік енергії в екосистемі шляхом їх передачі з одного трофічного рівня на інший.

■ Окремими ланками трофічного ланцюга є організми, що належать до різних трофічних рівнів.

Трофічна мережа екосистеми- Складне з'єднання всіх характерних для даної екосистеми ланцюгів живлення, в яких ланки одного ланцюга є складовими частинами інших ланцюгів.

■ Трофічна мережа відображає трофічну структуруекосистеми.

❖ Типи трофічних ланцюгів:

■пасовищні ланцюги(Ланцюги виїдання або споживання ) починаються з фотосинтезуючих організмів-продуцентів: на суші : рослини → комахи → комахоїдні птахи → хижі птахи; або рослини → рослиноїдні ссавці → хижі ссавці; у морі : водорості та фітопланктон → нижчі ракоподібні (зоопланктон) → риби → ссавці (та частково птахи). Пасовищні ланцюги переважають у морях відносно невеликих глибинах.

■ детрітні ланцюги(ланцюги розкладання) починаються з відмерлих дрібних залишків рослин, трупів та екскрементів тварин ( детриту): детрит → мікроорганізми-редуценти (бактерії, гриби) → дрібні тварини (детритофаги: дощові черв'яки, мокриці, кліщі, ногохвостки, нематоди) → хижаки (птахи, ссавці). Такі ланцюги найбільш поширені в лісах, де понад 90% щорічного приросту біомаси рослин відмирає, піддаючись розкладу сапро-трофних організмів і мінералізації.

❖ Основні характеристики харчового ланцюгавсередині біогеоценозу: довжина ланцюга, кількість, розмір та біомаса організмів на кожному трофічному рівні.

■ Ланцюг живлення зазвичай складається з 3-5 ланок (трофічних рівнів) внаслідок великих втрат енергії на побудову нових тканин та дихання організмів.

Продуктивність організмів кожного наступного трофічного рівня харчового ланцюга завжди менша (в середньому в Ю раз) продукції попереднього, оскільки:

■ консументами асимілюється лише частина їжі (решта виділяється у вигляді екскрементів);

■ Більшість поживних речовин, що всмоктуються кишечником, витрачається на дихання та інші процеси життєдіяльності.

Екологічна піраміда— графічне зображення співвідношення між чисельностями особин, біомасами або енергіями організмів, що становлять трофічні рівні в екосистемі, виражене серед особин.

■ При цьому окремі ланки харчового ланцюга зображують у вигляді прямокутників, площа яких відповідає чисельним значенням ланок.

Типи екологічних пірамід:

■ піраміда чисел графічно відображає співвідношення чисел особин різних трофічних рівнів екосистеми;

■ піраміда біомас графічно показує кількість біомаси (маси живої речовини) на кожному трофічному рівні;

■ піраміда енергії графічно відображає величини потоків енергії, що передається з одного трофічного рівня на інший.

❖ Властивості екологічних пірамід:

■ висота пірамід визначається довжиною харчового ланцюга;

■ біомаса та чисельність особин кожної наступної ланки в ланцюзі живлення прогресивно зменшується – правило екологічної піраміди; воно діє у більшості (але не в усіх) наземних екосистем; у таких екосистемах основи пірамід чисел та біомас більші за наступні рівні;

■ у водних екосистемах основи пірамід чисел та біомас можуть бути меншими, ніж розміри наступних рівнів (піраміди перевернуті), що пояснюється невеликими розмірами організмів-продуцентів (одноклітинних водоростей -фітопланктону);

■ піраміда енергії в наземних та водних екосистемах завжди звужується догори, тому що енергія, витрачена на дихання, не передається на наступний трофічний рівень і йде з екосистеми.

Самовідтворення. саморегуляція та стійкість екосистем

Будь-яка екосистема є складною динамічною системою, що складається з багатьох сотень, іноді тисяч видів організмів, об'єднаних трофічними, топічними та іншими зв'язками.

Самовідтворення- здатність екосистем відтворювати потік енергії та забезпечувати кругообіг основних речовин та елементів між живими та неживими компонентами.

■ Живі організми вилучають із середовища ресурси і постачають у ній продукти життєдіяльності (рослини використовують світлову енергію, СО 2 , Н 2 Про, поповнюють атмосферу О 2 ; тварини поглинають із атмосфери О 2 , виділяють у ній СО 2 тощо.).

Саморегуляція- здатність населення екосистеми відновлювати свій видовий та кількісний склад після будь-якого відхилення, а також здатність його різних видівіснувати разом, не знищуючи повністю одне одного, лише обмежуючи чисельність особин кожного виду певним рівнем.

■ Регулюючі фактори формуються у самій екосистемі: хижаки регулюють чисельність своїх жертв, діяльність травоїдних тварин впливає рослини тощо.

Екосистемний гомеостаз- властивість відносної сталості видового складу та чисельності особин різних видів в екосистемі, а також відносної стабільності та цілісності генетичної структури екосистеми.

■ Вказана сталість дотримується лише в середньому та відображає динамічну рівновагу протилежно діючих факторів.

Стійкість— здатність екосистеми витримувати зміни, викликані зовнішніми (природними чи антропогенними) впливами, та відновлювати зв'язки та динамічну рівновагу між основними її компонентами, порушені зовнішнім впливом.

■ Стійкість кожної екосистеми має свої межі: якщо інтенсивність чи час дії зовнішнього впливу перевищить певний поріг, екосистема може загинути.

♦ Фактори, що забезпечують стійкість та тривалість існування екосистеми:
■ постійний приплив сонячної енергії;
■ загальний кругообіг речовин, що здійснюється продуцентами, консументами та редуцентами;
■ саморегуляція екосистеми;
■ біологічна різноманітність та складність трофічних зв'язків організмів, що входять до її складу;
■ можливість перемикання організмів на харчування іншим видом замість виду, що став рідкісним (оскільки майже всі види тварин можуть використовувати кілька джерел їжі); при цьому нечисленний вид, звільнений від преса виїдання, поступово відновлюватиме свою чисельність;
■ високий потенціал розмноження основних груп організмів екосистеми (екосистема стійка, якщо зменшення опадів на 50% призводить до зменшення маси продуцентів на 25%, травоїдних консументів на 12,5%, хижих консументів на 6,2% тощо);
■ генетичну різноманітність особин популяцій; чим воно вище, тим більший шанс у популяції мати організми з алелями, відповідальними за появу ознак і властивостей, що дозволяють вижити і розмножуватися в умовах існування і відновити колишню чисельність;
■ невисокий рівень коливань умов зовнішнього середовища. Наприклад, високо стійкі тропічні екосистеми, оскільки тропіків характерні відносне сталість температури, вологості, освітленості. Навпаки, для тундр характерні різкі перепади температури, вологості, освітленості, тому тундрові екосистеми менш стійкі, і їм властиві різкі коливання чисельності популяцій різних видів.

Засновані на знанні законів динаміки екосистем розрахунки їхньої продуктивності та потоків енергії дозволяють регулювати чисельність популяцій та кругообіг речовин в екосистемах так, щоб домогтися найбільшого виходу необхідної для людини продукції.

Непродумане втручання людини в екосистеми може порушити природні ланцюги харчування та призвести до неконтрольованого зростання чи зниження чисельності особин певних популяцій та порушення природних екосистем.

Саморозвиток та сукцесія екосистем

Абсолютно стійкий стан екосистеми ніколи не досягається через:
■ непостійності умов зовнішнього середовища;
■ змін, які у самій екосистемі внаслідок життєдіяльності її організмів.

Саморозвиток екосистеми— її здатність до циклічних та поступальних змін, спричинених різними причинами.
■ Циклічні зміни зазвичай пов'язані з добовими та сезонними змінами зовнішніх умов та біологічними ритмами організмів.
■ Поступальні зміни викликаються постійно діючими зовнішніми або внутрішніми факторами та призводять до зміни одного біогеоценозу іншим (сукцесії).

Сукцесія- закономірна, послідовна, незворотна та спрямована зміна (на певній території) одного біогеоценозу іншим.

Зміна одного фітоценозу в екосистемі іншим складає сукцесійний ряд. За відсутності порушень сукцесія завершується утворенням більш стійкого співтовариства, що перебуває у відносній рівновазі з абіотичним середовищем (яльник, діброва, ковилові степи, торф'яне болото та ін.).

❖ Причини сукцесій:

■зовнішні: постійно діючі зовнішні фактори: зміна на даній території клімату та ґрунтово-ґрунтових умов (заболочування, засолення), у тому числі внаслідок господарської діяльності людини (вирубування лісів, зрошення земель у посушливих районах, осушення боліт, внесення добрив на луки, розорювання, посиленого випасання худоби тощо);

■ внутрішні:зміни, що у біотопі внаслідок життєдіяльності організмів при тривалому існуванні популяцій одному місці, через що біотоп стає малопридатним одних видів, але придатним інших. У результаті цьому місці розвивається інший, більш пристосований до нових умов біоценоз.

Зміна умов довкілля (біотопу) неминуче призводить до зміни (зміни) біоценозу. У результаті дома колишнього біогеоценозу (екосистеми) виникає новий. Провідна роль процесі зміни біогеоценозів належить рослинам, хоча біогеоценози змінюються як єдине ціле. Поруч із зміною рослинності змінюється і тваринний світ.

❖ Класифікація сукцесійв залежності від стану та властивостей середовища:

■ первинні, що починаються на ділянках, позбавлених ґрунту і рослинності (на голих скелях, піщаних дюнах, водоймах, наносах річок, застиглих лавових потоках і т.п.; вони тривають сотні і тисячі років. Найважливішою стадією таких сукцесій є утворення грунту шляхом накопичення відмерлих . залишків або продуктів їхнього розкладання;

■ вторинні, що відбуваються дома сформованих угруповань після їх порушення внаслідок ерозії, пожежі, вирубки, посухи, вулканічного виверження тощо. Оскільки в таких місцях зазвичай зберігаються багаті життєві ресурси, ці сукцесії протікають швидко (протягом десятків років).

Агроієноз

Агроценоз(або агробіоценоз) — штучно створена людиною екосистема, структуру та функції якої вона підтримує та контролює у своїх інтересах. Це співтовариство організмів, що мешкають на землях сільськогосподарського користування, зайнятих посівами чи посадками культурних рослин.

приклади;поля, городи, сади, парки, лісопосадки, пасовища, оранжереї, акваріуми, водоймища для розведення риби тощо.

Роль людини в агроценозі:він створює агроценоз, забезпечує його високу продуктивність за допомогою комплексу спеціальних агротехнічних прийомів, збирає та використовує врожай.

❖ Роль агроценозів:

■ в даний час вони займають 10% всієї поверхні суші (близько 1,2 млрд, га) і щорічно дають 2,5 млрд т сільськогосподарської продукції (близько 90% всієї харчової енергії, необхідної людству);

■ вони мають величезний потенціал для збільшення продуктивності, реалізація якого можлива при постійному, науково обґрунтованому догляді за ґрунтом, забезпеченні рослин вологою та елементами мінерального харчування, охороні рослин від несприятливих абіотичних та біотичних факторів.

В склад агроценозувходять культурні рослини, бур'яни, комахи, дощові черв'яки, мишоподібні гризуни, птахи, бактерії, гриби та інші організми, пов'язані між собою трофічними взаєминами.

Харчові ланцюги в агроценозіті ж, що й у природній екосистемі: продуценти (культурні рослини та бур'яни), консументи (комахи, птахи, полівки, лисиці) та редуценти (бактерії, гриби); обов'язкова ланка харчового ланцюга – людина.

❖ Відмінності агроценозів від природних біогеоценозів:

■ в агроценозах діє переважно не природний, а штучний відбір , який спрямований людиною головним чином на максимальне підвищення врожайності сільськогосподарських культур Це різко знижує екологічну стійкість агроценозів, які не здатні до саморегуляції та самооновлення, не можуть існувати самостійно (без підтримки людини) протягом більш-менш тривалого часу (перетворюються на біогеоценоз) та можуть загинути при масовому розмноженні шкідників або збудників хвороб;

■ в агроценозах відсутній повний кругообіг речовин та різко порушений баланс поживних елементів (їх основна частина вилучається людиною під час збирання врожаю); для відшкодування втрат необхідне постійне внесення у ґрунт різних поживних речовин у вигляді добрив;

■ агроценози, крім сонячної енергії, мають додаткове джерело енергії у вигляді енергії вносяться людиною мінеральних та органічних добрив, хімічних засобів захисту від бур'янів, шкідників та хвороб, енергії, витраченої на обробіток ґрунту, зрошення чи осушення земель тощо;

■ зміна агроценозів відбувається з волі людини (у польових агроценозах сівозміна );

■продуктивність агроценозів вища ніж біогеоценозів.

♦ Методи підвищення продуктивності агроценозів:
■ осушення та зрошення ґрунтів;
■ боротьба з ерозією (зміцнення схилів, безвідвальне оранка, залужування колишніх торфовищ);
■ нормоване внесення добрив;
■ дозоване застосування засобів боротьби з бур'янами, шкідниками та хворобами рослин;
■ застосування біологічних способів боротьби зі шкідниками;
■ використання високопродуктивної техніки;
■ виведення та використання нових високоврожайних сортівкультурних рослин, стійких до хвороб та шкідників;
■ дотримання науково обґрунтованих сівозмін;
■ використання теплиць та парників;
■ застосування методів вирощування овочів без ґрунту — гідропоніки (як субстрат використовується гравій, зрошуваний розчинами солей) та аеропоніки (субстрат відсутній, а коріння періодично обприскується розчинами мінеральних солей).

Ідея про взаємозв'язок та єдність всіх явищ природи призвела до формування екосистемного підходу та розробки поняття «екосистема» за кордоном і до виникнення нової наукової дисципліни в колишньому СРСР.

Такою дисципліною, що зародилася в надрах лісової геоботаніки та оформилася згодом у фундаментальну науку зі своїми завданнями та методами, є біогеоценологія(Від грец. Bios - життя, geo - земля, koinos - загальний). Основоположником біогеоценології став видатний вітчизняний геоботанік, лісівник та еколог, академік В.М. Сукачов, який запропонував власне трактування структурної організації біосфери. В.М. Сукачов присвятив своє життя розробці загальних питань фітоценології - науки про рослинні угруповання (фітоценози). Він надавав великого значення вивченню міжвидових та внутрішньовидових взаємин рослин у рослинних угрупованнях.

Найважливішою теоретичною розробкою В.М. Сукачова є ідея єдності та взаємозв'язку живих організмів (біоценозу) та середовища його проживання (біотопа). Біогеопенологія передбачає різнобічний комплексний підхід до дослідження живого покриву Землі, заснований на вивченні взаємодії складових його компонентів. Завдання біогеоценології - розшифровка зв'язків та взаємодій між живими та відсталими компонентами природи - біогеоценозами, які вчений назвав елементарними осередками поверхні Землі.

За визначенням В.М. Сукачова, біогеоценоз— це однорідна ділянка земної поверхні, де природні явища (атмосфера, гірська порода, рослинність, тваринний світ, мікроорганізми, ґрунт, гідрологічні умови) мають однотипний характер взаємодії між собою та об'єднані обміном речовин та енергії в єдиний природний комплекс.

Сутність біогеоценозу В.М. Сукачов бачив у процесі взаємного обміну речовиною та енергією між складовими його компонентами, а також між ними та довкіллям. Важливою особливістю біогеоценозу є те, що він пов'язаний з певною ділянкою земної поверхні.

Вихідним поняттям щодо біогеоценозу був геоботанический термін "фітоценоз" -рослинна спільнота, угруповання рослин з однорідним характером взаємовідносин між ними самими та між ними та середовищем. Ще одним природним компонентом, з яким безпосередньо контактують рослини, є атмосфера. Для характеристики біогеоценозу важливими є також умови зволоження. Крім того, будь-який фітоценоз завжди населений різноманітними тваринами.

Об'єднавши всі ці складові в одне ціле, ми отримаємо структуру біогеоценозу (рис. 10). Вона включає фітоценозу - рослинне співтовариство (автотрофні організми, продуценти); зооценоз – тваринне населення (гетеротрофи, консументи) та мікробоценоз – різні мікроорганізми (бактерії, гриби, найпростіші (редуценти). Живу частину біогеоценозу Сукачов відносив до біоценозу.Неживу, абіотичну частину біогеоценозу складають сукупність кліматичних факторів даної території – кліматом, біокосне утворення – едафотоп (ґрунт) та умови зволоження (гідрологічні фактори) – гідротоп. Сукупність абіотичних компонентів біогеоценозу зветься біотоп.Кожен компонент у природі невіддільний від іншого. Головним творцем живої речовини в межах біогеоценозу є фітоценози - зелені рослини. Використовуючи сонячну енергію, зелені рослини утворюють величезну масу органічної речовини. Склад та маса такої речовини залежать головним чином від особливостей атмосфери та ґрунтових умов, які визначаються, з одного боку, географічним розташуванням(зональність, обумовлена ​​існуванням певних типів біомів), з другого — рельєфом місцевості та розташуванням фітоценозу. Від складу та характеристики рослинності залежить існування комплексу гетеротрофів. У свою чергу, біоценоз загалом визначає склад і кількість органічної речовини, що потрапляє в ґрунт (степові багаті чорноземи, слабогумусований ґрунт бореальних лісів та вкрай бідні ґрунти вологого тропічного лісу). Тварини у процесі життєдіяльності також надають різноманітний вплив на рослинність. Виключно важливі взаємодії між мікроорганізмами та рослинністю, мікроорганізмами та хребетними та безхребетними тваринами.

Рис. 10. Структура біогеоценозу та схема взаємодії його компонентів

Біогеоценоз та екосистеми

Біогеоценоз як структурна одиниця біосфери подібний до запропонованого А. Тенслі трактуванням екосистеми.Біогеоценоз та екосистема - поняття подібні, але не однакові. Біогеоценоз слід як елементарну комплексну, тобто. що складається з біотопу та біоценозу, екосистему. Кожен біогеоценоз є екосистемою, але не кожна екосистема відповідає біогеоценозу.

Насамперед, будь-який біогеоценоз виділяється лише на суші. Біогеоценоз має конкретні межі, що визначаються межами рослинної спільноти – фітоценозу. Образно кажучи, біогеоценоз існує лише рамках фітоценозу. Там, де немає фітоценозу, немає і біогеоценозу. Поняття «екосистема» і «біогеоценоз» тотожні лише таких природних утворень, як, наприклад, ліс, луг, болото, полі. Для природних утворень, менших чи більших за обсягом, ніж фітоценозу, або у тих випадках, де фітоценозу виділити не можна, застосовується поняття «екосистема». Наприклад, купина на болоті, струмок – екосистеми, але не біогеоценози. Тільки екосистемами є морс, тундра, вологий тропічний ліс тощо. У тундрі, лісі можна назвати не один фітоценоз, а сукупність фітоценозів, що являють собою більшу освіту, ніж біогеоценоз.

Екосистема може бути і меншою, і більшою за біогеоценоз. Екосистема — освіта загальніша, безрангова. Це може бути ділянка суші або водоймища, прибережна дюна або невеликий ставок. Це також уся біосфера загалом. Біогеоценоз укладено у межі фітоценозу і позначає конкретний природний об'єкт, що займає певний простір на суші та відділений просторовими межами від таких самих об'єктів. Це реальна природна зона, у якій здійснюється біогенний кругообіг.

Поняття про біогеоценоз ввів у науковий побут в 1942 академік Володимир Миколайович Сукачов (1880-1967). Згідно з його уявленнями, біогеоценоз - це сукупність на відомому протягом земної поверхні однорідних природних явищ ( , гірської породи, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів, грунту та гідрологічних умов), що має специфіку взаємодії цих складових її компонентів та певний тип обміну речовиною та енергією їх між собою та іншими явищами природи.

Біогеоценоз - відкрита біокосна (тобто що складається з живої та неживої речовини) система, основним джерелом зовнішньої для якої є енергія сонячного випромінювання. Ця система складається із двох основних блоків. Перший блок, екотоп, поєднує всі фактори неживої природи (абіотичного середовища). Цю відсталу частину системи утворюють аеротоп - сукупність факторів надземного середовища (тепло, світло, вологість і т. д.) та едафотоп - сукупність фізичних і хімічних властивостейґрунтово-ґрунтового середовища. Другий блок, біоценоз, є сукупністю всіх видів організмів. У функціональному відношенні біоценоз складається з автотрофів - організмів, здатних на основі використання енергії сонячних променів створювати органічну речовину з неорганічної, і гетеротрофів - організмів, які використовують як джерело речовини та енергії створену автотрофами органічну речовину.

Дуже важливу функціональну групускладають діазотрофи – прокаріотичні організми-азотфіксатори. Вони визначають достатню автономність більшості природних біогеоценозів у забезпеченні рослин доступними сполуками азоту. Сюди відносяться як автотрофні, так і гетеротрофні бактерії, ціанобактерії та актиноміцети.

У літературі, особливо зарубіжної, замість терміну біогеоценоз або поряд з ним, використовують поняття, запропоноване англійським геоботаником Артуром Тенслі та німецьким гідробіологом Вольтереком. Екосистема та біогеоценоз по суті уявлення ідентичні. Проте екосистема сприймається як безрозмірне освіту. Як екосистему, наприклад, розглядають гниючий пень у лісі, окремі дерева, лісовий фітоценоз, у якому ці дерева та пень розташовані; лісовий масив, до якого входить ряд фітоценозів; лісову зону і т. д. Біогеоценоз ж завжди розуміють як хорологічну (топографічну) одиницю, що має певні межі, окреслені межами фітоценозу, що входить до його складу. «Біогеоценоз – це екосистема у межах фітоценозу» – афоризм одного з однодумців В. Н. Сукачова. Екосистема – ширше поняття, ніж біогеоценоз. Екосистемою може бути не тільки біогеоценоз, а й залежні від біогеоценозів біокосні системи, в яких організми представлені лише гетеротрофами, а також такі створені людиною біокосні системи, як зерносховище, акваріум, корабель з організмами, що його населяють, та ін.

Консорції як структурно-функціональні одиниці біоценозів

Уявлення про консорції у сучасному розумінні їх як структурно-функціональних біоценозів було сформовано на початку 50-х років XX ст. вітчизняними вченими – зоологом Володимиром Миколайовичем Беклемішевим та геоботаником Леонтієм Григоровичем Раменським.

Консорції популяцій деяких видів рослин можуть складатися з багатьох десятків або навіть сотень видів рослин, тварин, грибів та прокаріотів. У складі лише перших трьох концентрів у консорції берези бородавчастої (Betula verrucosa) відомо понад 900 видів організмів.

Загальна характеристика природних угруповань та їх структури

Основною одиницею природних угруповань є біоценоз. Біоценоз - співтовариство рослин, тварин, грибів та інших організмів, що населяють одну й ту саму територію, взаємно пов'язаних у ланцюги живлення та надають один на одного певний вплив.

Біоценоз складається з рослинної спільноти та організмів, що супроводжують цю спільноту.

Рослинна спільнота - сукупність рослин, що виростають на даній території, що становлять основу конкретного біоценозу.

Рослинна спільнота утворена автотрофними фотосинтезуючими організмами, які є джерелом живлення для гетеротрофних організмів (фітофагів та детритофагів).

Виходячи з екологічної ролі, організми, що утворюють біоценоз, поділяють на продуценти, консументи, редуценти та детритофаги різних порядків.

З поняттям "біоценоз" тісно пов'язане поняття "біогеоценоз". Існування організму неможливе без довкілля, тому складу флори і фауни даного співтовариства організмів великий вплив надає субстрат (його склад), клімат, особливості рельєфу даної конкретної місцевості тощо. буд. Усе це робить необхідним запровадження поняття «біогеоценоз».

Біогеоценоз - стійка саморегулююча екологічна система, що знаходиться на даній конкретній території, в якій органічні компоненти тісно і нерозривно пов'язані з неорганічними.

Біогеоценози різноманітні, вони певним чином взаємопов'язані один з одним, можуть бути стійкими тривалий час, проте під впливом зовнішніх умов, що змінюються, або в результаті діяльності людини можуть змінюватися, гинути, замінюватися на інші спільноти організмів.

Біогеоценоз складається з двох складових частин: біоти та біотопу.

Біотоп - відносно однорідний за абіотичними факторами простір, зайнятий біогеоценозом (біотою) (іноді під біотопом розуміють місце проживання виду або окремої його популяції).

Біота - сукупність різних організмів, що населяють цю територію та входить до складу даного біогеоценозу. Вона утворена двома групами організмів, що відрізняються за способом харчування – автотрофами та гетеротрофами.

Автотрофні організми (автотрофами) називають такі організми, які здатні засвоювати енергію, що надходить ззовні у вигляді окремих порцій (квантів) за допомогою хлорофілу або інших речовин, при цьому дані організми синтезують органічні речовини з неорганічних сполук.

Серед автотрофів розрізняють фототрофи та хемотрофи: до перших відносять рослини, до других – хемосинтезуючі бактерії, наприклад, серобактера.

Гетеротрофними організмами (гетеротрофами) називають організми, які харчуються готовими органічними речовинами, у своїй останні є джерелом енергії (вона виділяється за її окисленні), і джерелом хімічних сполук синтезу своїх органічних речовин.