Свойства биогеоценоза
· естественная, исторически сложившаяся система
· система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне
· характерен круговорот веществ
· открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой — Солнце
[править] Основные показатели биогеоценоза
· Видовой состав — количество видов, обитающих в биогеоценозе.
· Видовое разнообразие - количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объема.
В большинстве случаев видовой состав и видовое разнообразие количественно не совпадают и видовое разнообразие напрямую зависит от исследуемого участка.
· Биомасса — количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на:
o биомассу продуцентов
o биомассу консументов
o биомассу редуцентов
o Продуктивность
o Устойчивость
o Способность к саморегуляции
[править] Пространственные характеристики
Переход одного биогеоценоза в другой в пространстве или во времени сопровождается сменой состояний и свойств всех его компонентов и, следовательно, сменой характера биогеоценотического метаболизма. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих из его компонентов, но чаще они совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов). Толща биогеоценоза не бывает однородной ни по составу и состоянию его компонентов, ни по условиям и результатам их биогеоценотической деятельности. Она дифференцируется на надземную, подземную, подводную части, которые в свою очередь делятся на элементарные вертикальные структуры — био-геогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности биогеоценоза введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и биогеоценоз в целом, это понятие комплексное, так как в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера.[1]
[править] Механизмы устойчивости биогеоценозов
Одним из свойств биогеоценозов является способность к саморегуляции, то есть к поддержанию своего состава на определенном стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круговорота обеспечивается несколькими механизмами:
· достаточность жизненного пространства, то есть такой объем или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами.
· богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ.
· многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений.
· средообразующие свойства видов, то есть участие видов в синтезе или окислении веществ.
· направление антропогенного воздействия.
Таким образом, механизмы обеспечивают существование неменяющихся биогеоценозов, которые называются стабильными. Стабильный биогеоценоз, существующий длительное время, называется климаксическим. Стабильных биогеоценозов в природе мало, чаще встречаются устойчивые — меняющиеся биогеоценозы, но способные, благодаря саморегуляции, приходить в первоначальное, исходное положение.
[править] Формы существующих взаимоотношений между организмами в биогеоценозах
Совместная жизнь организмов в биогеоценозах протекает в виде 6 основных типов взаимоотношений:
1. взаимополезные
o симбиоз
o мутуализм
2. полезнонейтральные (комменсализм)
o нахлебничество
o квартиранство
o сотрапезничество
3. полезновредные
o хищничество
o паразитизм
o полупаразитизм
4. взаимовредные
o антагонизм
o конкуренция
5. Нейтральновредные
o аменсализм
6. Нейтральные (нейтрализм)
Биогеоценоз и экосистема
Близким по значению понятием является экосистема — система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами водные экосистемы, большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используются два близких понятия: биотоп и экотоп (факторы неживой природы:климат, почва). Биотоп — это совокупность абиотических факторов в пределах территории, которую занимает биогеоценоз. Экотоп — это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов. По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому термину фация.
Экосистема – это сообщество организмов с окружающей их физической средой, взаимодействующих между собой и образующих экологическую единицу. Экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемых биотическим и абиотическим. Биотический компонент подразделяют на автотрофные и гетеротрофные организмы. Абиотический компонент включает почву или воду и климат (освещенность, температура, влажность). Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообщество. Сообщество – это любая группа организмов различных видов, сосуществующих в одном и том же местообитании и взаимодействующих посредством трофических и пространственных связей. В природе существуют сообщества разного масштаба. Наиболее крупные сообщества, характеризующиеся определенным типом растительности и климатом, называются биомами (тайга, тундра). Сообщества, расположенные на участках с относительно однородной растительностью, называются биоценозы (например, биоценоз луга, биоценоз болота). Сообщества характеризуются такими свойствами, как пространственная структура (особенности размещения организмов) и видовая структура (состав видов и их количественные соотношения). Но сообщество — не просто сумма составляющих его видов. Само существование сообществ и их свойства определяются сложными взаимодействиями между разными видами. Межвидовые взаимодействия регулируют численность разных видов, входящих в состав сообщества. Благодаря этим взаимодействиям сообщество использует энергию и осуществляет круговорот веществ. Между живыми и неживыми компонентами экосистем так же постоянно происходит обмен веществом и энергией. Большинство сообществ получают энергию в виде солнечного света. За счет этой энергии растения образуют из неорганических веществ органические; по их роли в сообществе такие организмы называются продуценты («образователи»). Растения идут в пищу животным, которых называют консументы (потребители). Мертвое органическое вещество (детрит), образующееся при гибели животных и растений, перерабатывается в основном бактериями и грибами и разлагается до простых неорганических веществ, которые вновь могут усваиваться растениями. Бактерии и грибы называют редуценты (разрушители). Соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами, а также соотношения консументов с разным типом питания называется экологической структурой сообщества. Благодаря взаимодействиям между продуцентами, консументами и редуцентами возникает главное свойство экосистем — их способность к самоподдержанию
Поток веществ и энергии в экосистемах. Биологический круговорот веществ. Биогеохимические циклы - основа целостности биосферы. Экосистема — не просто сумма популяций и условий среды, а система взаимодействий между ними. Благодаря этим взаимодействиям у экосистем появляются новые свойства, главное из которых способность к самоподдержанию. Экосистемы самоподдерживаются благодаря круговороту веществ и потоку энергии. Рассмотрим, что это такое, на примере озера. В озеро поступает энергия в виде солнечного света. Водные растения за счет энергии света синтезируют органические вещества из углекислого газа и воды. Автотрофные организмы, способные к синтезу органических веществ из неорганических, по их роли в сообществе называются продуцентами («образователи»). Растения идут в пищу животным, которые сами не способны к синтезу органики из неорганики. Такие гетеротрофные организмы называются консументами («потребители»). Бактерии и грибы, играющие главную роль в разложении органики, называются редуцентами («разрушители»). Итак, органическое вещество, образованное растениями, переходит в тела животных, а затем при участии бактерий вновь превращается в неорганические вещества, усваиваемые растениями. В экосистеме осуществляется круговорот веществ.
В синтезируемых продуцентами органических соединениях запасена энергия, полученная экосистемой от Солнца. Часть ее идет на нужды самих продуцентов — расходуется на транспорт веществ, процессы синтеза, рассеивается в виде тепла в ходе клеточного дыхания. Поэтому для консументов доступна лишь часть энергии, запасенной продуцентами. Еще меньшую долю энергии могут использовать консументы, питающиеся другими консументами. Часть энергии, рассеянная в виде тепла, не может быть использована вновь для образования биомассы. Поэтому необходим постоянный приток энергии, чтобы сообщество могло существовать.