Apibūdinama miško biocenozės rūšinė struktūra. Biocenozės samprata. Biocenozių rūšys ir trofinė struktūra. Dirbtinės biologinės sistemos

Kas yra biocenozės

Vadinamos kartu gyvenančių ir tarpusavyje susijusių organizmų grupėsbiocenozės. Biocenozės narių prisitaikymas gyventi kartu išreiškiamas tam tikru reikalavimų svarbiausioms abiotinėms aplinkos sąlygoms panašumu ir reguliariais tarpusavio santykiais.

Sąvoka „biocenozė“ dažniau vartojama kalbant apie teritorinių vietovių populiaciją, kuri sausumoje išsiskiria gana vienalyte augmenija (dažniausiai palei augalų asociacijų ribas), pavyzdžiui, eglynų-rūgščių miško biocenozė, aukštakalnių pievų biocenozė, baltasamanė pušynas, plunksninių žolių stepių biocenozė, kviečių laukas ir kt.). Tai reiškia gyvų būtybių – augalų, gyvūnų, mikroorganizmų, prisitaikiusių gyventi tam tikroje teritorijoje, visumą. Vandens aplinkoje išskiriamos biocenozės, atitinkančios vandens telkinių dalių ekologinius poskyrius, pavyzdžiui, pakrančių akmenukų, smėlingų ar dumbluotų dirvožemių, bedugnių gelmių biocenozės.

BIOCENOZĖS STRUKTŪRA

1. Biocenozės rūšinė struktūra.

Pagal rūšių struktūra biocenozė supranta joje esančių rūšių įvairovę ir jų skaičiaus ar masės santykį. Yra skurdžių ir rūšių turtingų biocenozių. Poliarinėse arktinėse dykumose ir šiaurinėse tundrose, kuriose labai trūksta šilumos, sausringose karštose dykumose, vandens telkiniuose, stipriai užterštose nuotekomis, kur vienas ar keli aplinkos veiksniai gerokai nukrypsta nuo vidutinio, optimalaus gyvybei lygio, bendruomenės yra labai išsekusios, nes tik kelios rūšys gali prisitaikyti prie tokių ekstremalių sąlygų. Visur, kur abiotinės aplinkos sąlygos artėja prie optimalaus gyvenimo vidurkio, atsiranda itin turtingos rūšių bendruomenės. Jų pavyzdžiai yra atogrąžų miškai, koraliniai rifai su įvairiomis populiacijomis, upių slėniai sausringuose regionuose ir kt.

Be to, biocenozių rūšinė sudėtis, priklauso nuo jų egzistavimo trukmės. Jaunos, tik besikuriančios bendruomenės paprastai apima mažesnį rūšių rinkinį nei seniai susiformavusios, subrendusios. Žmogaus sukurtos biocenozės (laukai, daržai, sodai) taip pat yra skurdesnės rūšimis nei panašios į jas natūralios sistemos (miškas, stepė, pieva. Tačiau net ir labiausiai išsekusiose biocenozėse yra bent kelios dešimtys organizmų rūšių, priklausančių skirtingoms sisteminėms ir ekologinės grupės.

Tam tikromis sąlygomis susidaro biocenozės, kuriose nėra augalų (pavyzdžiui, urvuose ar rezervuaruose žemiau foto zonos), o išskirtiniais atvejais – tik iš mikroorganizmų (anaerobinėje aplinkoje, rezervuaro dugne, pūvantys dumblai). Rūšių turtingas natūralias bendrijas sudaro tūkstančiai ir net dešimtys tūkstančių rūšių, kurias vienija sudėtinga santykių sistema.

Sąlygų įvairovės įtaka rūšių įvairovei pasireiškia, pavyzdžiui, vadinamosiose "riba", arba apvadu , poveikis. Gerai žinoma, kad miško pakraščiai dažniausiai būna vešlesni ir turtingesni augalija, daugiau paukščių rūšių peri lizdus, aptinkama daugiau vabzdžių rūšių, vorų ir kt., nei miško gilumoje. Čia įvairios apšvietimo, drėgmės, temperatūros sąlygos. Kuo didesni skirtumai tarp dviejų gretimų biotipų, tuo heterogeniškesnės sąlygos jų ribose ir tuo ryškesnis ribos efektas. Rūšinis gausumas labai padidėja sąlyčio vietose tarp miško žolinių, vandens ir sausumos bendrijų ir kt.

Dominuojančios rūšys yra dominantės bendruomenės. Pavyzdžiui, mūsų eglynuose tarp medžių vyrauja eglės, žolėse - oksaliai ir kitos rūšys, paukščių populiacijoje - karališkieji, raudonieji, dygliakrūmiai, tarp į peles panašių graužikų - krantiniai ir raudonai pilkieji pelėnai ir kt. Tačiau ne visos dominuojančios rūšys vienodai veikia biocenozę. Tarp jų yra ir tų, kurios savo gyvybine veikla didžiausiu mastu sukuria aplinką visai bendruomenei ir be kurių, todėl daugumos kitų rūšių egzistavimas neįmanomas. Tokie tipai vadinami rengėjai. Pagrindiniai sausumos biocenozių kūrėjai yra tam tikros augalų rūšys: eglynuose - eglės, pušynuose - pušys, stepėse - velėninės žolės (plunksninės žolės, eraičinai ir kt.). Kai kuriais atvejais gyvūnai taip pat gali būti auklėtojai. Pavyzdžiui, teritorijose, kurias užima kiaunės kolonijos, būtent jų įkasimas daugiausia lemia kraštovaizdžio pobūdį, mikroklimatą, augalų augimo sąlygas.

Be palyginti nedidelio dominuojančių rūšių skaičiaus, biocenozės apima daug mažų ir retų formų. Jie sukuria jos rūšių turtingumą, didina biocenotinių santykių įvairovę ir tarnauja kaip rezervas pasipildyti ir pakeisti dominantes, t.y. suteikti biocenozei stabilumo ir užtikrinti jos veikimo patikimumą skirtingos sąlygos. Kuo didesnis tokių mažareikšmių rūšių rezervas bendrijoje, tuo didesnė tikimybė, kad tarp jų atsiras tokių, kurios gali atlikti dominantės vaidmenį esant bet kokiems aplinkos pokyčiams.

Kuo konkretesnės aplinkos sąlygos, tuo prastesnė bendrijos rūšinė sudėtis ir didesnis jų skaičius tam tikrų tipų. Turtingiausiose biocenozėse beveik visų rūšių yra nedaug.

Biocenozės įvairovė yra glaudžiai susijusi su jos stabilumu: kuo didesnė rūšių įvairovė, tuo stabilesnė biocenozė . Žmogaus veikla labai sumažina gamtinių bendrijų įvairovę.

2. Erdvinė struktūra .

Biocenozės erdvinė struktūra nustatoma prieš tai
tik jo augalinės dalies papildymas – fitocenozė, augalų antžeminių ir požeminių masių pasiskirstymas. Fitocenozė dažnai įgauna aiškų ilga linija papildymas : Antžeminius organus ir jų požemines dalis įsisavinantys augalai išsidėstę keliais sluoksniais, įvairiai naudojant ir keičiant aplinką. Sluoksniavimas ypač pastebimas vidutinio klimato miškuose. Pavyzdžiui, eglynuose aiškiai išsiskiria medžių, žolių-krūmų ir samanų sluoksniai. Plačialapiame miške taip pat gali būti skiriamos 5-6 pakopos: pirmą, arba viršutinę, pakopą sudaro pirmojo dydžio medžiai (ąžuolas, širdelės formos liepa, platanalapis klevas, lygioji guoba ir kt.); antrasis - antrojo dydžio medžiai (paprastieji šermukšniai, laukinės obelys ir kriaušės, paukščių vyšnios, ožkos gluosniai ir kt.); trečia pakopa – pomiškis, suformuotas iš krūmų (paprastasis lazdynas, trapusis šaltalankis, miškinis sausmedis, europinis euonimas ir kt.); ketvirtą sudaro aukštos žolės (imtynininkai, besiskleidžiantys borai, miško čiurliai ir kt.); penktoji pakopa susideda iš žemesniųjų žolelių (paprastosios gubos, plaukuotosios viksvos, ilgalaikės miško žolės ir kt.); šeštoje pakopoje – žemiausios žolės, tokios kaip europinė kanopa.

Miškuose visada yra tarpsluoksnių (išorinių) augalų – tai dumbliai ir kerpės ant medžių kamienų ir šakų, aukštesnės sporos ir žydintys epifitai, lianos ir kt. Sluoksniavimas leidžia augalams visapusiškiau išnaudoti šviesos srautą: po žeme. baldakimu aukšti augalai gali egzistuoti atsparus atspalviui, net mėgstantis šešėlį, sulaikantis net silpną saulės šviesą. Augalijos sluoksniai gali būti įvairaus ilgio: medžių sluoksnis, pavyzdžiui, yra kelių metrų storio, o žolės danga – vos kelis centimetrus. Kiekviena pakopa savaip dalyvauja kuriant fitoklimatą ir yra pritaikyta tam tikroms sąlygoms.

Požeminis fitocenozių sluoksniavimasis yra susijęs su skirtingu juos sudarančių augalų įsišaknijimo gyliu, su aktyviosios šaknų sistemos dalies išsidėstymu. Miškuose dažnai galima stebėti keletą (iki šešių) požeminių pakopų.

Skrodimas horizontalia kryptimi – mozaika. Mozaika dėl daugelio priežasčių: mikroreljefo nevienalytiškumo, dirvožemių, augalų aplinką formuojančios įtakos ir jų ekologinių savybių. Jis gali atsirasti dėl gyvūnų veiklos (susiformuojantis dirvožemyje išmetamų teršalų susidarymas ir vėlesnis jų apaugimas, skruzdėlynų susidarymas, kanopinių žvėrių trypimas ir ganymas žolėje ir kt.) arba dėl žmonių (atrankiniai kirtimai, laužai ir kt.), iškritus iš miško medyno per uraganus ir kt. Aplinkos pokyčiai, veikiami atskirų augalų rūšių gyvybinės veiklos, sukuria vadinamąją fitogeninę mozaiką.

3. Biocenozės ekologinė struktūra.

Įvairioms biocenozių rūšims būdingas tam tikras ekologinių organizmų grupių santykis, išreiškiantis bendrijos ekologinį griežtumą. Pradinės ekologinės struktūros biocenozės gali turėti skirtingą rūšinę sudėtį, nes jose tas pačias ekologines nišas gali užimti ekologiškai panašios, bet toli gražu ne giminingos rūšys. Tokios rūšys, kurios atlieka tą patį , funkcijos panašiose biocenozėse vadinamos vietininkas. Pavyzdžiui, ta pati ekologinė stumbrų niša prerijose Šiaurės Amerika, antilopės Afrikos savanose, laukiniai arkliai ir kulanai Azijos stepėse. Tam tikromis klimato ir kraštovaizdžio sąlygomis besivystančių biocenozių ekologinė struktūra yra griežtai natūrali. Pavyzdžiui, skirtingų gamtinių zonų biocenozėse fitofagų ir saprofagų santykis reguliariai kinta. Stepių, pusiau dykumų ir dykumų regionuose gyvūnų fitofagai vyrauja prieš saprofagus, vidutinio klimato juostos miškų bendrijose, atvirkščiai, saprofagija yra labiau išvystyta. Pagrindinė gyvūnų mitybos rūšis vandenyno gelmėse yra plėšrūnas , tuo tarpu apšviestoje, paviršinėje pelagijos zonoje yra daug filtrų tiektuvų, kurie sunaudoja fitoplanktoną arba mišrios mitybos rūšis.

Ekologinę bendrijų struktūrą atspindi ir tokių organizmų grupių kaip higrofitai, mezofitai ir kserofitai santykis tarp augalų arba higrofilų, mezofilų ir kserofilų santykis tarp gyvūnų. Visiškai natūralu, kad sausomis sausringomis sąlygomis augmenijai būdingas sklerofitų ir sukulentų vyravimas, o labai drėgnuose biotopuose gausesni higro- ir net hidrofitai.

Organų santykis biocenozėjeX.

Biocenozių atsiradimo ir egzistavimo pagrindas yra organizmų santykiai, jų ryšiai, kuriuos jie užmezga vienas su kitu, apsigyvendami tame pačiame biotope. Šie ryšiai lemia pagrindines rūšių gyvenimo bendruomenėje sąlygas, galimybę gauti maisto ir užkariauti naują erdvę.

1.Trofinės jungtys atsiranda, kai viena rūšis minta kita gim - arba gyvi asmenys, arba jų negyvi palaikai, arba atliekos. Tiesioginį trofinį ryšį su maistą teikiančiomis rūšimis užmezga laumžirgiai, kurie skraidydami gaudo kitus vabzdžius, ir mėšlo vabalai, mintantys stambiųjų kanopinių gyvūnų išmatomis, ir bitės, renkančios augalų nektarą. Dviejų rūšių konkurencijos atveju dėl maisto objektų tarp jų atsiranda netiesioginis trofinis ryšys, nes vienos veikla atsispindi aprūpinant maistą kitai. Bet koks vienos rūšies poveikis kitos rūšies skoniui arba maisto prieinamumui jai turėtų būti vertinamas kaip netiesioginis trofinis ryšys tarp jų. Pavyzdžiui, drugelių vienuolės vikšrai, valgantys pušų spyglius, žievėgraužiams lengviau prieina prie nusilpusių medžių.

Vietiniai ir trofiniai ryšiai turi didžiausia vertė biocenozėje sudaro jos egzistavimo pagrindą. Būtent tokie santykiai palaiko organizmus arti vienas kito. skirtingi tipai, sujungdamas juos į gana stabilias įvairaus masto bendruomenes.

3. Stiprūs jungtys. Tai vienos rūšies dalyvavimas platinant kitą. Gyvūnai veikia kaip vežėjai. Sėklų, sporų, žiedadulkių pernešimas gyvūnų vadinamas zoochorija, kitų mažesnių gyvūnų pernešimas – zoochorija. forezija. Gyvūnai gali gaudyti augalų sėklas dviem būdais: pasyviu ir aktyviu. Pasyvus gaudymas įvyksta, kai gyvūno kūnas netyčia liečiasi su augalu, kurio sėklos ar vaisiai turi specialius kabliukus, kabliukus, ataugas (seka, varnalėša). Aktyvus gaudymo būdas yra vaisių ir uogų valgymas. Nevirškinamas sėklas gyvūnai išskiria kartu su kraiku. Gyvūnų forezija paplitusi daugiausia tarp mažų nariuotakojų, ypač įvairiose erkių grupėse. Tai vienas iš pasyvaus sklaidos būdų ir būdingas rūšims, kurių išsaugojimui ar klestėjimui gyvybiškai svarbus perkėlimas iš vieno biotopo į kitą. Mėšlo vabalai kartais šliaužioja su iškilusia elytra, kuri dėl tankiai kūną dengiančių erkių nesugeba susilankstyti. Tarp didelių gyvūnų forezijos beveik niekada nerasta.

4. gamyklos jungtys . Tai biocenotinio ryšio tipas, į kurį užsimezga rūšis, savo struktūroms naudodama išskyrimo produktus ar negyvus palaikus ar net gyvus kitos rūšies individus. Taigi paukščiai lizdams kurti naudoja medžių šakas, žinduolių plaukus, žolę, lapus, pūkus ir kitų paukščių rūšių plunksnas ir kt. Megahilos bitė kiaušinius ir atsargas deda į puodelius, pagamintus iš minkštų įvairių krūmų lapų (erškėtuogių, alyvų, akacijų ir kt.).

Kiekvieną biocenozę galima apibūdinti pagal ją sudarančių rūšių visumą biocenozės rūšių struktūra. Kai kurias biocenozes daugiausia sudaro gyvūnų rūšys, pavyzdžiui, koralinio rifo biocenozė. Kitose biocenozėse – miške – pagrindinis vaidmuo tenka augalams: eglynų, beržų, ąžuolynų biocenozei. Rūšių skaičius (rūšių įvairovė) skirtingose biocenozėse yra skirtingas ir priklauso nuo jų Geografinė padėtis. Nustatyta, kad jis mažėja nuo tropikų link aukštųjų platumų, o tai paaiškinama prastėjančiomis organizmų gyvenimo sąlygomis.

Labiausiai žinomas rūšių įvairovės kaitos modelis yra jos mažėjimas nuo atogrąžų iki didelių platumų. Be to, tai taikoma visoms sausumos ir vandens organizmų grupėms – nuo dvigeldžių, skruzdėlių ir skraidančių vabzdžių iki roplių, paukščių ir medžių.

Pavyzdžiui, drėgnuose atogrąžų miškuose Malaizijoje 1 hektare miško galima suskaičiuoti iki 200 rūšių medžių. Pušyno biocenozė Baltarusijos sąlygomis gali apimti ne daugiau kaip dešimt medžių rūšių 1 hektare, o taigos regiono šiaurėje tame pačiame plote yra 2-5 rūšys. Pagal rūšis skurdžiausios biocenozės yra Alpių ir arktinės dykumos, turtingiausios – atogrąžų miškai. Tiesa, ne be išimčių. Pingvinai ir poliarinių regionų ruoniai čia yra patys įvairiausi. Tačiau tropikuose kur kas daugiau tokių gyvūnų grupių, kurių aukštesnėse platumose nėra.

Paprasčiausias biocenozės rūšių įvairovės rodiklis yra bendras rūšių skaičius – rūšių turtingumas. Jeigu bendruomenėje kiekybiškai vyrauja kokia nors augalų (ar gyvūnų) rūšis (turi didelę biomasę, produktyvumą, gausumą ar gausumą), tai ši rūšis vadinama dominuojantis , arba dominuojančios rūšys .

Bet kurioje biocenozėje yra dominuojančių rūšių. Ąžuolyne galingi ąžuolai, panaudodami didžiąją saulės energijos dalį, didina didžiausią biomasę, pavėsina dirvą, silpnina oro judėjimą ir sukuria daug patogumų kitų miško gyventojų gyvenimui.

Tačiau be ąžuolų ąžuolyne gyvena didelis skaičius kiti organizmai. Pavyzdžiui, čia gyvenantis sliekas nuolat gerina fizines ir chemines dirvožemio sąlygas, per savo virškinimo sistemą leisdamas negyvų augalų daleles ir nukritusius lapus. Ąžuolas ir sliekas įneša ypatingą indėlį į biocenozės gyvenimą, tačiau, nepaisant to, kad slieko vaidmuo yra svarbus, ąžuolo vaidmuo yra lemiamas, nes visą ąžuolyno gyvenimą lemia šios medžių rūšies ir susijusių augalų. Todėl būtent ąžuolas yra dominuojanti rūšis tokiame miške.

Rūšys erdvėje gali pasiskirstyti įvairiais būdais, atsižvelgiant į jų poreikius ir buveinės sąlygas.

Toks biocenozę sudarančių rūšių pasiskirstymas erdvėje vadinamas biocenozės erdvinė struktūra. Biocenozės erdvinės struktūros nustatymo problema bendrais bruožais sumažinama iki jos padalijimo į viena nuo kitos besiskiriančias intracenozines dalis ir jų prigimties, sąsajų bei priklausomybės viena nuo kitos ir aplinkos sąlygų išaiškinimo.

Atskirkite vertikalią ir horizontalią biocenozės struktūrą.

Vertikali biocenozės struktūra susidaro iš atskirų jos elementų, specialių sluoksnių, kurie vadinami pakopos. Pakopa- kartu augančios augalų rūšių grupės, besiskiriančios aukščiu ir padėtimi asimiliuojančių organų biocenozėje (lapai, stiebai, požeminiai organai – gumbai, šakniastiebiai, svogūnėliai ir kt.). Paprastai skirtingus lygius sudaro skirtingos gyvybės formos (medžiai, krūmai, krūmai, žolės, samanos). Sluoksniavimas ryškiausiai išreiškiamas miško biocenozėse. Taigi, pirmą pakopą čia dažniausiai sudaro aukšti medžiai su aukšta lapija, kurią gerai apšviečia saulė. Nepanaudotą šviesą gali sugerti mažesni medžiai, sudarantys antrąjį požemį. Likusius apie 10% saulės spinduliuotės sulaiko požeminis sluoksnis. Tai įvairūs krūmai. Likusią šviesą - nuo 1 iki 5% sunaudoja žoliniai augalai (žolės-krūmo sluoksnis). Žeminis samanų ir kerpių sluoksnis sudaro samanų-kerpių sluoksnį. Taigi schematiškai miško biocenozėje galima išskirti 5 pakopas.

Sluoksniavimas būdingas ir požeminėms augalų dalims. Tokios pakopos išsiskiria šaknų siurbimo dalių gyliu. Sluoksniavimas požeminėje biocenozės dalyje prisideda prie produktyvesnio vandens ir mineralų naudojimo skirtinguose dirvožemio horizontuose. Dėl šios priežasties toje pačioje vietovėje gali gyventi daug augalų. Požeminius sluoksnius ne visada lengva atpažinti, nes didžioji dalis šaknų patenka į viršutinį, iki 20–30 centimetrų gylio, dirvos sluoksnį. Tačiau, nepaisant to, dažnai galima išskirti 2-3 ar net daugiau požeminių pakopų.

Kaip ir augalijos pasiskirstymas per pakopas, biocenozėse skirtingos gyvūnų rūšys taip pat užima tam tikrus lygius.

Dirvožemyje gyvena dirviniai kirminai, mikroorganizmai, duobkasiai. Įvairūs šimtakojai, dirviniai vabalai, erkės ir kiti smulkūs gyvūnai gyvena lapų paklotėje, dirvos paviršiuje. Paukščiai peri viršutiniame miško laja, o vieni gali maitintis ir lizdus perėti žemiau viršutinės pakopos, kiti – krūmuose, treti – prie pačios žemės. Stambūs žinduoliai gyvena žemesniuose sluoksniuose.

Sluoksniavimas taip pat būdingas vandenyno ir jūrų biocenozei. Skirtingi planktono tipai, priklausomai nuo apšvietimo, būna skirtingame gylyje. Be to, skirtingų rūšių žuvys gyvena skirtingame gylyje, priklausomai nuo to, kur randa maistą.

Gyvų organizmų individai erdvėje pasiskirstę netolygiai. Paprastai jie sudaro organizmų grupes, o tai yra prisitaikantis veiksnys jų gyvenime. Tokios organizmų grupės nulemia horizontalią biocenozės struktūrą – horizontalų rūšių individų pasiskirstymą, kurie sudaro įvairų raštą, kiekvienos rūšies dėmėtumą.

Tokio paskirstymo pavyzdžių yra daug. Tai daugybė zebrų bandų, antilopių, dramblių savanoje, koralų kolonijos jūros dugnas, jūrinių žuvų būriai, migruojančių paukščių pulkai.

Tuos pačius pavyzdžius galima pateikti ir apie augalus: nendrių ir vandens augalų krūmynai, samanų ir kerpių sankaupos ant dirvos miško biocenozėje, viržių ar bruknių lopai miške.

Horizontalių biocenozės elementų, mozaikos, buvimas yra gana svarbus bendruomenės gyvenimui. Mozaika leidžia visapusiškiau naudoti skirtingi tipai mikrobuveines. Grupes formuojantys asmenys pasižymi dideliu išgyvenamumu, efektyviausiai naudoja maisto išteklius.

Tai lemia biocenozės rūšių gausėjimą ir įvairovę, prisideda prie jos stabilumo ir gyvybingumo.

Elementariems augalų bendrijų horizontalios struktūros vienetams priskiriami tokie struktūriniai vienetai kaip mikrocenozė ir mikrogrupavimas.

Mikrocenozė(iš graikų „mikro“ – mažasis ir „koinos“ – bendras) – mažiausias bendrijos horizontalaus padalijimo struktūrinis vienetas, apimantis visas pakopas. Beveik kiekviena bendruomenė apima mikrobendruomenių arba mikrocenozių kompleksą.

mikro grupavimas- Vienos ar kelių rūšių individų kondensacija pakopoje, vidinės mozaikos dėmės. Pavyzdžiui, samanų sluoksnyje galima išskirti įvairius samanų lopinėlius, kuriuose dominuoja viena ar kelios rūšys. Žolelių-krūmių sluoksnyje galima išskirti bruknių, bruknių-rūgščių, mėlynių-sfagnų ir kt. mikrogrupes.

Mozaikos buvimas yra gana svarbus bendruomenės gyvenimui. Mozaika leidžia visapusiškiau panaudoti įvairių tipų mikrobuveines. Grupes formuojantys asmenys pasižymi dideliu išgyvenamumu, efektyviausiai naudoja maisto išteklius. Tai lemia biocenozės rūšių gausėjimą ir įvairovę, prisideda prie jos stabilumo ir gyvybingumo.

Yra biocenozių „rūšinio turtingumo“ ir „rūšinės įvairovės“ sąvokos. Rūšių turtingumas - tai bendras bendrijos rūšių rinkinys, kuris išreiškiamas skirtingų organizmų grupių atstovų sąrašais. Rūšių įvairovė – Tai rodiklis, atspindintis ne tik kokybinę biocenozės sudėtį, bet ir kiekybinius rūšių ryšius.

Yra skurdžių ir rūšių turtingų biocenozių. Poliarinėse arktinėse dykumose ir šiaurinėse tundrose, kuriose labai trūksta šilumos, sausringose karštose dykumose, vandens telkiniuose, stipriai užterštose nuotekomis – visur, kur vienas ar keli aplinkos veiksniai gerokai nukrypsta nuo vidutinio optimalaus gyvybei lygio, bendruomenės yra labai išsekusios, nes nedaug rūšių gali prisitaikyti prie tokių ekstremalių sąlygų. Rūšių spektras taip pat mažas tose biocenozėse, kurios dažnai patiria tam tikrą katastrofišką poveikį, pavyzdžiui, kasmetiniai potvyniai dėl upių potvynių arba reguliarus augalijos naikinimas arimo metu, herbicidų naudojimas ir kitos antropogeninės intervencijos. Ir atvirkščiai, visur, kur abiotinės aplinkos sąlygos artėja prie optimalaus gyvenimo vidurkio, atsiranda itin turtingos rūšių bendruomenės. Atogrąžų miškai, koraliniai rifai su įvairia populiacija, upių slėniai sausringuose regionuose ir kt. gali būti pavyzdžiai.

Be to, biocenozių rūšinė sudėtis priklauso nuo jų egzistavimo trukmės, kiekvienos biocenozės istorijos. Jaunos, tik besikuriančios bendruomenės paprastai apima mažesnį rūšių rinkinį nei seniai susiformavusios, subrendusios. Žmogaus sukurtos biocenozės (laukai, sodai, sodai) taip pat yra skurdesnės rūšimis nei į jas panašios gamtinės sistemos (miškas, stepė, pieva). Agrocenozių monotoniškumą ir rūšinį skurdą palaiko ypatinga kompleksinė agrotechninių priemonių sistema – pakanka prisiminti kovą su piktžolėmis ir augalų kenkėjais.

Tačiau net ir labiausiai išsekusiose biocenozėse yra mažiausiai šimtai organizmų rūšių, priklausančių skirtingoms sisteminėms ir ekologinėms grupėms. Kviečių lauko agrocenozei, be kviečių, bent minimaliai priskiriamos įvairios piktžolės, kviečių kenkėjai vabzdžiai ir fitofagais mintantys plėšrūnai, į peles panašūs graužikai, bestuburiai – dirvos ir gruntinio sluoksnio gyventojai, mikroskopiniai rizosferos organizmai, patogeniniai grybai ir daugelis kitų.

Beveik visos sausumos ir daugumos vandens biocenozių sudėtyje yra mikroorganizmų, augalų ir gyvūnų. Tačiau tam tikromis sąlygomis susidaro biocenozės, kuriose nėra augalų (pavyzdžiui, urvuose ar rezervuaruose, esančiuose žemiau foto zonos), o išskirtiniais atvejais - susidedančios tik iš mikroorganizmų (pavyzdžiui, anaerobinėje aplinkoje, esančioje dugne). rezervuaruose, pūvančiame dumbluose, vandenilio sulfido šaltiniuose ir kt.). . P.).

Gana sunku apskaičiuoti bendrą biocenozėje esančių rūšių skaičių dėl metodologinių sunkumų atsižvelgiant į mikroskopinius organizmus ir neišvystytą daugelio grupių taksonomiją. Tačiau akivaizdu, kad rūšimis turtingas natūralias bendrijas sudaro tūkstančiai ir net dešimtys tūkstančių rūšių, kurias vienija sudėtinga įvairių santykių sistema.

Bendrijų rūšinės sudėties sudėtingumas labai priklauso nuo buveinių nevienalytiškumo. Tokiose buveinėse, kur sąlygas sau rasti gali skirtingų ekologinių reikalavimų rūšys, formuojasi augalija ir gyvūnija turtingesnės bendrijos. Sąlygų įvairovės įtaka rūšių įvairovei pasireiškia, pavyzdžiui, vadinamosiose siena, arba kraštas, poveikis. Gerai žinoma, kad miško pakraščiai dažniausiai būna vešlesni ir turtingesni augalija, daugiau paukščių rūšių peri lizdus, aptinkama daugiau vabzdžių rūšių, vorų ir kt., nei miško gilumoje. Čia įvairios apšvietimo, drėgmės, temperatūros sąlygos. Kuo didesni skirtumai tarp dviejų gretimų biotopų, tuo heterogeniškesnės sąlygos jų ribose ir tuo stipresnis ribos efektas. Miško ir žolinių, vandens ir sausumos bendrijų ir tt sąlyčio taškuose labai padidėja rūšių gausa. Ribinio efekto pasireiškimas būdingas tarpinių juostų tarp kontrastingų gamtinių zonų (miško-tundros, miško-stepės) florai ir faunai. . V. V. Alekhinas (1882–1946) išskirtinį Europos miško stepių floros rūšių turtingumą perkeltine prasme pavadino „Kursko floristine anomalija“.

Be rūšių, sudarančių biocenozę, skaičiaus, norint apibūdinti jos rūšių struktūrą, svarbu nustatyti ir jų kiekybinį santykį. Jei palyginsime, pavyzdžiui, dvi hipotetines grupes, kuriose yra 100 penkių identiškų rūšių individų, biocenotiniu požiūriu, jos gali pasirodyti nelygios. Grupuotė, kurioje 96 individai iš 100 priklauso vienai rūšiai, o vienas – keturioms kitoms, atrodo daug vienodesnė nei ta, kurioje visos 5 rūšys atstovaujamos vienodai – po 20 individų.

gyventojų vienos ar kitos organizmų grupės biocenozėse labai priklauso nuo jų dydžio. Kuo mažesni rūšių individai, tuo didesnis jų gausumas biotopuose. Taigi, pavyzdžiui, dirvožemyje pirmuonių gausa siekia keliasdešimt milijardų kvadratiniame metre, nematodų – kelis milijonus, erkių ir sliekų – dešimtis ar šimtus tūkstančių, sliekų – dešimtis ar šimtus individų. Įkastų stuburinių gyvūnų – į peliukus panašių graužikų, kurmių, vėgėlių skaičius skaičiuojamas nebe kvadratiniame metre, o ploto hektaruose.

Matmenys rūšys, sudarančios natūralias biocenozes, skiriasi milžinišku mastu. Pavyzdžiui, banginiai 5 milijonus kartų viršija bakterijų ilgio ir 3 x 10 20 tūrio kartų. Net ir atskirose sisteminėse grupėse tokie skirtumai yra labai dideli: jei lygintume, pavyzdžiui, milžiniškus medžius ir mažas žoleles miške, mažyčius sruogelius ir stambius žinduolius – briedžius, ruduosius lokius ir kt. Įvairaus dydžio organizmų grupės gyvena biocenozė skirtinguose erdvės ir laiko masteliuose. Pavyzdžiui, vienaląsčių organizmų gyvenimo ciklai gali įvykti per valandą, o didelių augalų ir gyvūnų gyvenimo ciklai tęsiasi dešimtmečius. Tokio vabzdžio kaip tulžies pūslelinė gyvenamoji erdvė gali apsiriboti uždara tulžimi ant vieno augalo lapo, o didesni vabzdžiai – bitės renka nektarą kilometro ar didesniu spinduliu. Šiaurės elniai reguliariai migruoja šimtus ir net daugiau nei tūkstantį kilometrų. Kai kurie migruojantys paukščiai gyvena abiejuose Žemės pusrutuliuose, kasmet įveikdami dešimtis tūkstančių kilometrų. Viena vertus, natūralios biocenozės reprezentuoja skirtingų dimensijų pasaulių sambūvį, kita vertus, jose glaudžiausi ryšiai būtent tarp skirtingų dydžių organizmų.

Natūralu, kad visose biocenozėse skaičiais vyrauja smulkiausios formos – bakterijos ir kiti mikroorganizmai. Todėl lyginant įvairaus dydžio rūšis, gausumo dominavimo rodiklis negali atspindėti bendrijos ypatybių. Jis skaičiuojamas ne visai bendruomenei, o atskiroms grupuotėms, kurių viduje galima nepaisyti atskirų formų dydžio skirtumo. Tokias grupes galima išskirti pagal skirtingus požymius: sistemines (paukščiai, vabzdžiai, žolės, Compositae), ekologinius ir morfologinius (medžiai, žolelės) arba tiesiogiai pagal dydį (dirvožemių mikrofauna, mezofauna ir makrofauna, mikroorganizmai apskritai ir kt.). ). Lyginant bendrąsias įvairovės charakteristikas, dažniausių rūšių įvairaus dydžio grupėse kiekybinius santykius, retų formų gausą ir kitus rodiklius, galima susidaryti patenkinamą vaizdą apie lyginamų biocenozių rūšinės struktūros specifiką.

Tos pačios dydžio klasės rūšys, kurios yra tos pačios biocenozės dalis, skaičiumi labai skiriasi (76 pav.). Vieni jų reti, kiti tokie dažni, kad lemia biocenozės atsiradimą, pavyzdžiui, plunksninės žolės plunksninės žolės stepėje arba oksaliai oksalio eglynuose. Kiekvienoje bendrijoje kiekvienoje dydžio klasėje galima išskirti pagrindinių, gausiausių rūšių grupę, kurių santykiai iš esmės yra lemiami visos biocenozės funkcionavimui.

Dominuojančios rūšys yra dominantės bendruomenės. Pavyzdžiui, mūsų eglynuose tarp medžių vyrauja eglės, žolės dangoje – rūgščiosios ir kitos rūšys, paukščių populiacijoje – karalienė, raudonė, vėgėlė, tarp į peles panašių graužikų – krantiniai ir raudonai pilkieji pelėnai ir kt.

Dominantai dominuoja bendruomenėje ir sudaro bet kokios biocenozės „rūšinę šerdį“ (77 pav.). Dominuojančios, arba masinės, rūšys lemia jos išvaizdą, palaiko pagrindinius ryšius ir daro didžiausią įtaką buveinei. Paprastai tipinės sausumos biocenozės įvardijamos pagal vyraujančias augalų rūšis: šilauogių pušynas, gauruotasis beržynas ir kt. Kiekvienoje iš jų taip pat dominuoja tam tikros gyvūnų rūšys, grybai ir mikroorganizmai.

Ryžiai. 76. Ryšys tarp rūšių skaičiaus bendrijoje ir individų skaičiaus vienai rūšiai (pagal Yu. Odum, 1975): 1, 2 - įvairių tipų bendruomenės

Ryžiai. 77. Šaltinių uodegų bendrijos rūšinė struktūra 5 metus (pagal N. A. Kuznecovą, A. B. Babenko, 1985).

Bendras rūšių turtingumas yra 72 rūšys. Dominuoja: 1 – Isotoma notabilis; 2 – Folsomia fimetarioides; 3 – Sphaeridia pumilis; 4 – Isotomiella minor; 5 – Friesea mirabilis; 6 – Onychiurus absoloni; 7 - kitos rūšys

Tačiau ne visos dominuojančios rūšys vienodai veikia biocenozę. Tarp jų yra ir tų, kurios savo gyvybine veikla daugiausia kuria aplinką visai bendruomenei, todėl be kurių neįmanoma egzistuoti daugumos kitų rūšių. Tokie tipai vadinami rengėjai (pažodinis vertimas iš lotynų kalbos – statybininkai). Edifikatoriaus rūšies pašalinimas iš biocenozės dažniausiai keičia fizinę aplinką, pirmiausia biotopo mikroklimatą.

Pagrindiniai sausumos biocenozių kūrėjai yra tam tikros augalų rūšys: eglynuose - eglės, pušynuose - pušys, stepėse - velėninės žolės (plunksninės žolės, eraičinai ir kt.). Tačiau kai kuriais atvejais gyvūnai gali būti ir auklėtojai. Pavyzdžiui, teritorijose, kurias užima kiaunės kolonijos, būtent jų įkasimas lemia kraštovaizdžio pobūdį, mikroklimatą, augalų augimo sąlygas. Jūrose tipiški gyvūnų kūrėjai yra rifus statantys koralų polipai.

Be palyginti nedidelio dominuojančių rūšių skaičiaus, biocenozė paprastai apima daug mažų ir net retų formų. Labiausiai paplitęs rūšių pasiskirstymas pagal jų gausumą apibūdinamas Raunkier kreive (79 pav.). Staigus pakilimas kairėje kreivės pusėje rodo, kad bendrijoje vyrauja smulkios ir retos rūšys, o nežymus dešinės pusės – tam tikros dominantų grupės – bendrijos „rūšinio branduolio“ – buvimas.

Retos ir negausios rūšys taip pat labai svarbios biocenozės gyvavimui. Jie sukuria jos rūšių turtingumą, didina biocenotinių santykių įvairovę ir tarnauja kaip rezervas dominantams papildyti ir pakeisti, tai yra, suteikia biocenozei stabilumo ir užtikrina jos funkcionavimo įvairiomis sąlygomis patikimumą. Kuo didesnis tokių „nereikšmingų“ rūšių rezervas bendrijoje, tuo didesnė tikimybė, kad tarp jų atsiras tokių, kurios gali atlikti dominantės vaidmenį esant bet kokiems aplinkos pokyčiams.

Egzistuoja tam tikras ryšys tarp dominuojančių rūšių skaičiaus ir bendro bendruomenės rūšių turtingumo. Sumažėjus rūšių skaičiui, paprastai smarkiai išauga atskirų formų gausa. Tokiose skurdžiose bendrijose susilpnėja biocenotiniai ryšiai ir kai kurios konkurencingiausios rūšys gali laisvai daugintis.

Kuo specifiškesnės aplinkos sąlygos, tuo prastesnė bendrijos rūšinė sudėtis ir gali būti didesnis atskirų rūšių skaičius. Šis modelis buvo pavadintas A. Tineman taisyklės, pavadintas vokiečių mokslininko, tyrusio praėjusio amžiaus 30-ųjų bendrijų rūšinės struktūros ypatumus, vardu. Rūšių skurdžiose biocenozėse atskirų rūšių gausa gali būti itin didelė. Pakanka prisiminti masinio lemingų dauginimosi protrūkius tundroje arba kenkėjų vabzdžius agrocenozėse (80 pav.). Panašų modelį galima atsekti labai skirtingo masto bendruomenėse. Pavyzdžiui, šviežio arklių mėšlo krūvose tvyro beveik anaerobinė aplinka, daug amoniako ir kitų toksinių dujų, aukšta temperatūra dėl mikroorganizmų veiklos, tai yra smarkiai specifinės, nukrypstančios nuo įprastų įvairiems gyvūnams gyvenimo sąlygų. sukurtas. Tokiose krūvose bestuburių rūšinė sudėtis iš pradžių itin prasta. Vystosi Drosophila musių lervos, dauginasi kelios saprofaginių nematodų (Rhabditidae šeimos) ir plėšriųjų gamazidinių erkių (Parasitus genties) rūšys. Tačiau visų šių rūšių yra nepaprastai daug, retų formų beveik nėra. Tokiais atvejais kreivė, apibūdinanti rūšių pasiskirstymą pagal jų gausumą, turi stipriai išlygintą kairę pusę (kaip 76 pav.). Tokios bendrijos yra nestabilios ir pasižymi ryškiais atskirų rūšių gausos svyravimais.

Ryžiai. 80. Dominavimo struktūra javų pasėlių vabzdžių bendrijoje laukuose (pagal N. I. Kulikov, 1988). Ant abscisių ašies – rūšys mažėjančia gausumo tvarka

Palaipsniui irstant mėšlui ir švelnėjant aplinkos sąlygoms, bestuburių rūšių įvairovė didėja, o masinių formų santykinė ir absoliuti gausa pastebimai mažėja.

Turtingiausiose biocenozėse beveik visų rūšių yra nedaug. Atogrąžų miškuose retai galima rasti kelis tos pačios rūšies medžius vienas šalia kito. Tokiose bendrijose atskirų rūšių masinio dauginimosi protrūkių nebūna, biocenozės yra labai stabilios. Šio tipo rūšies struktūrą atspindinti kreivė būtų pav. 76 ypač stačios kairės pusės.

Taigi, net ir pati bendriausia rūšies struktūros analizė gali duoti gana daug holistiniam bendrijos apibūdinimui. Biocenozės įvairovė yra glaudžiai susijusi su jos stabilumu. Žmogaus veikla labai sumažina gamtinių bendrijų įvairovę. Dėl to būtina numatyti jo pasekmes ir imtis priemonių natūralioms sistemoms palaikyti.

Kiekybinės rūšies charakteristikos biocenozėje. Norint įvertinti atskiros rūšies vaidmenį biocenozės rūšinėje struktūroje, naudojami įvairūs kiekybine apskaita pagrįsti rodikliai. Rūšių gausa - tai tam tikros rūšies individų skaičius ploto vienete arba užimamos erdvės tūryje, pavyzdžiui, mažų vėžiagyvių skaičius 1 dm 3 vandens telkinyje arba paukščių, perinčių lizdus, skaičius 1 km 2 stepės. plotas ir tt Kartais, norint apskaičiuoti rūšies gausumą, vietoj individų skaičiaus naudokite jų bendros masės vertę. Augalams taip pat atsižvelgiama į numatomą gausą arba ploto aprėptį. Pasireiškimo dažnis apibūdina rūšių vienodumą arba netolygų pasiskirstymą biocenozėje. Jis apskaičiuojamas procentais nuo mėginių arba surašymo vietų, kuriose rūšis aptinkama, skaičiaus nuo bendro tokių mėginių ar vietų skaičiaus. Rūšių skaičius ir paplitimas nėra tiesiogiai susiję. Rūšis gali būti daug, bet mažai paplitusi, arba maža, bet pasitaikanti gana dažnai. Dominavimo laipsnis - rodiklis, atspindintis tam tikros rūšies individų skaičiaus santykį su visu nagrinėjamos grupės visų individų skaičiumi. Pavyzdžiui, jei iš 200 tam tikroje teritorijoje užregistruotų paukščių 80 yra kikiliai, šios rūšies dominavimo laipsnis tarp paukščių populiacijos yra 40%.

Norint įvertinti kiekybinį rūšių santykį biocenozėse, dažnai naudojama šiuolaikinė ekologinė literatūra įvairovės indeksas, apskaičiuojama pagal Šenono formulę:

H = – ?P ižurnalas 2 P i ,

kur? - sumos ženklas, R i yra kiekvienos rūšies dalis bendrijoje (pagal gausumą arba masę), rąstas 2 p i– dvejetainis logaritmas p i .

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Publikuotas http://www.allbest.ru/

Įvadas

1. Biocenozė – Bendra informacija ir sąvokas

2. Biocenozės struktūra

3. Šiuolaikinės problemos biocenozės ir jų sprendimo būdai

Išvada

Bibliografija

Įvadas

Biocenozė – tai istoriškai susiformavusi gyvūnų, augalų, grybų ir mikroorganizmų visuma, gyvenanti santykinai vienalytėje gyvenamojoje erdvėje (tam tikrame žemės ar vandens plote), tarpusavyje susijusi ir jų aplinka. „Biocenozės“ sąvoka yra viena svarbiausių ekologijoje, nes iš jos išplaukia, kad gyvos būtybės Žemėje sudaro sudėtingai organizuotas sistemas, už kurių ribų jos negali stabiliai egzistuoti.

Biocenozė yra vienas pagrindinių ekologijos tyrimų objektų. Biocenozių tvarumo problemos, populiacijų skaičiaus mažėjimas, ištisų gyvų organizmų rūšių nykimas yra opios problemos, su kuriomis šiandien susiduria žmonija. Todėl biocenozių, jų struktūros ir stabilumo sąlygų tyrimas yra svarbi ekologinė užduotis, kuriai didelį dėmesį skyrė ir tebeskiria visų pasaulio šalių ekologai, tarp jų ir Rusijos mokslininkai.

Šiame darbe išsamiai apsigyvensiu tokiais klausimais kaip biocenozės savybės ir struktūra, jų stabilumo sąlygos, taip pat pagrindinės šiuolaikinės problemos ir jų sprendimo būdai. Pažymėtina, kad žmogaus, kuris nėra ekologijos srities specialistas, galvoje tvyro painiava „biocenozės“, „ekosistemos“, „biogeocenozės“, „biosferos“ sąvokose, todėl trumpai apsistosiu. apie šių sąvokų panašumus ir skirtumus bei jų ryšius. Biocenozė yra vienas pagrindinių ekologijos tyrimų objektų. Ekologai iš viso pasaulio, tarp jų ir Rusijos mokslininkai, skyrė ir tebeskiria didelį dėmesį biocenozių tyrimams. Dirbdamas su abstrakčiu, naudojau žinomų užsienio ekologų vadovėlius: Yu.Odum, V. Tishler; ir rusų autoriai: Korobkin V.I., Peredelsky L.V., taip pat šiuolaikiniai elektroniniai ištekliai, nurodyti literatūros sąraše.

1. Biotai enosis – bendroji informacija ir sąvokos

Biocenozė (iš graikų kalbos vyapt – „gyvybė“ ir kpint – „bendra“) yra istoriškai susiformavęs gyvūnų, augalų, grybų ir mikroorganizmų rinkinys, gyvenantis santykinai vienalytėje gyvenamojoje erdvėje (tam tikrame žemės ar vandens plote). plotas), ir tarpusavyje susiję bei jų aplinka. Biocenozės atsirado remiantis biogeniniu ciklu ir suteikia jam specifinį gamtinės sąlygos. Biocenozė – dinamiška savireguliacijos sistema, kurios komponentai (gamintojai, vartotojai, skaidytojai) yra tarpusavyje susiję.

Svarbiausi kiekybiniai biocenozių rodikliai yra biologinė įvairovė (bendras rūšių skaičius joje) ir biomasė (bendra visų rūšių gyvų organizmų masė tam tikroje biocenozėje).

„Biocenozės“ sąvoka yra viena svarbiausių ekologijoje, nes iš jos išplaukia, kad gyvos būtybės Žemėje sudaro sudėtingai organizuotas sistemas, už kurių ribų jos negali stabiliai egzistuoti. Pagrindinė bendruomenės funkcija – užtikrinti pusiausvyrą ekosistemoje, pagrįstoje uždaru medžiagų ciklu.

Biocenozės gali apimti tūkstančius rūšių įvairūs organizmai. Tačiau ne visi jie yra vienodai reikšmingi. Vienų pašalinimas iš bendruomenės jiems pastebimos įtakos nedaro, o kitų pašalinimas lemia esminius pokyčius.

Kai kuriuos biocenozės tipus gali atstovauti daugybė populiacijų, o kiti yra maži. Biocenotinių organizmų grupuočių mastai labai įvairūs – nuo kerpių pagalvių bendrijų ant medžių kamienų ar pūvančio kelmo iki ištisų kraštovaizdžių populiacijos: miškų, stepių, dykumų ir kt.

Gyvenimo organizavimas biocenotiniame lygmenyje priklauso nuo hierarchijos. Didėjant bendrijų mastui, didėja jų kompleksiškumas ir netiesioginių, netiesioginių ryšių tarp rūšių dalis.

Natūralios gyvų būtybių asociacijos turi savo funkcionavimo ir vystymosi dėsnius, t.y. yra natūralios sistemos.

Taigi būtis, kaip ir organizmai, gyvosios gamtos struktūriniai vienetai, biocenozės vis dėlto formuojasi ir išlaiko savo stabilumą remiantis kitais principais. Tai yra vadinamojo rėmo tipo sistemos - be specialių valdymo ir koordinavimo centrų, taip pat yra sukurtos ant daugybės ir sudėtingų vidinių jungčių.

Su viršorganiniu gyvybės organizavimo lygmeniu susijusių sistemų svarbiausios ypatybės, pavyzdžiui, pagal vokiečių ekologo W. Tischlerio klasifikaciją, yra šios:

1) Bendruomenės visada atsiranda, yra sudarytos iš paruoštų dalių (atstovų Įvairios rūšys arba ištisi rūšių kompleksai) esantys aplinkoje. Tokiu būdu jų kilmė skiriasi nuo atskiro organizmo susidarymo, kuris vyksta palaipsniui diferencijuojant paprasčiausią pradinę būseną.

2) Bendruomenės dalys yra keičiamos. Bet kurio organizmo dalys (organai) yra unikalios.

3) Jeigu visame organizme palaikoma nuolatinė jos organų, ląstelių ir audinių veiklos koordinacija ir nuoseklumas, tai viršorganizmo sistema egzistuoja daugiausia dėl priešingai nukreiptų jėgų balansavimo.

4) Bendrijos yra pagrįstos kiekybiniu kai kurių rūšių skaičiaus reguliavimu kitomis.

5) Didžiausią organizmo dydį riboja jo vidinė paveldima programa. Supraorganinių sistemų matmenis lemia išorinės priežastys.

Vienalytė natūrali gyvenamoji erdvė (abiotinės aplinkos dalis), kurią užima biocenozė, vadinama biotopu. Tai gali būti žemės sklypas arba rezervuaras, jūros pakrantė ar kalno šlaitas. Biotopas yra neorganinė aplinka, kuri yra būtina biocenozės egzistavimo sąlyga. Biocenozė ir biotopas glaudžiai sąveikauja vienas su kitu.

Biocenozių mastas gali būti įvairus – nuo kerpių bendrijų ant medžių kamienų, samanų stuobrių pelkėje ar pūvančiame kelme iki ištisų kraštovaizdžių populiacijos. Taigi sausumoje galima išskirti aukštakalnės (vandeniu neužlietos) pievos biocenozę, baltųjų samanų pušyno biocenozę, plunksninių žolių stepių biocenozę, kviečių lauko biocenozę ir kt.

Yra biocenozių „rūšinio turtingumo“ ir „rūšinės įvairovės“ sąvokos. Rūšinis turtingumas – bendras bendrijos rūšių rinkinys, kurį išreiškia skirtingų organizmų grupių atstovų sąrašas. Rūšių įvairovė yra rodiklis, atspindintis ne tik kokybinę biocenozės sudėtį, bet ir kiekybinius rūšių ryšius.

Yra skurdžių ir rūšių turtingų biocenozių. Be to, biocenozių rūšinė sudėtis priklauso nuo jų egzistavimo trukmės, kiekvienos biocenozės istorijos. Jaunos, tik besikuriančios bendruomenės paprastai apima mažesnį rūšių rinkinį nei seniai susiformavusios, subrendusios. Žmogaus sukurtos biocenozės (laukai, sodai, sodai) taip pat yra skurdesnės rūšimis nei į jas panašios gamtinės sistemos (miškas, stepė, pieva). Agrocenozių monotoniją ir rūšinį skurdą palaiko speciali kompleksinė agrotechninių priemonių sistema.

Beveik visos sausumos ir daugumos vandens biocenozių sudėtyje yra mikroorganizmų, augalų ir gyvūnų. Kuo didesni skirtumai tarp dviejų gretimų biotopų, tuo heterogeniškesnės sąlygos jų ribose ir tuo stipresnis ribos efektas. Vienų ar kitų organizmų grupių skaičius biocenozėse stipriai priklauso nuo jų dydžio. Kuo mažesni rūšių individai, tuo didesnis jų gausumas biotopuose.

Skirtingų dydžių organizmų grupės gyvena biocenozėje skirtinguose erdvės ir laiko masteliuose. Pavyzdžiui, vienaląsčių organizmų gyvenimo ciklai gali įvykti per valandą, o didelių augalų ir gyvūnų gyvenimo ciklai tęsiasi dešimtmečius.

Natūralu, kad visose biocenozėse skaičiais vyrauja smulkiausios formos – bakterijos ir kiti mikroorganizmai. Kiekvienoje bendrijoje kiekvienoje dydžio klasėje galima išskirti pagrindinių, gausiausių rūšių grupę, kurių tarpusavio ryšiai lemia visos biocenozės funkcionavimą. Rūšys, kurios vyrauja pagal skaičių (produktyvumą), yra bendruomenės dominantės. Dominantai dominuoja bendruomenėje ir sudaro bet kokios biocenozės „rūšinę šerdį“.

Pavyzdžiui, tiriant ganyklą, nustatyta, kad maksimalų plotą joje užima augalas – melsvažolė, o tarp ten besiganančių gyvulių daugiausiai yra karvių. Tai reiškia, kad tarp gamintojų dominuoja melsvažolė, o tarp vartotojų – karvės.

Visų tipų bendruomenių visuma sudaro jos biologinę įvairovę. Paprastai bendruomenę sudaro kelios pagrindinės rūšys, kurių gausumas yra didelis, ir daug retų rūšių, kurių gausa mažai.

Biologinė įvairovė yra atsakinga už ekosistemos pusiausvyros būklę, taigi ir už jos stabilumą. Uždaras maistinių medžiagų (biogenų) ciklas vyksta tik dėl biologinės įvairovės.

Medžiagas, kurių vieni organizmai nepasisavina, pasisavina kiti, todėl biogenų išeiga iš ekosistemos yra nedidelė, o nuolatinis jų buvimas užtikrina ekosistemos pusiausvyrą.

Žmogaus veikla labai sumažina gamtinių bendrijų įvairovę, todėl reikia numatyti ir numatyti jos pasekmes bei imtis veiksmingų priemonių gamtos sistemoms palaikyti.

1.1 Biocenozė, ekosistema, biosfera

Ekosistema (iš kitų graikų pkpt – būstas, vieta ir ueufzmb – sistema) – biologinė sistema, susidedanti iš gyvų organizmų bendrijos (biocenozė), jų buveinės (biotopo), ryšių sistemos, kuri keičiasi tarp jų medžiaga ir energija. Taigi biocenozė yra pagrindinis ekosistemos komponentas, jos biotinis komponentas.

Ekologinio pasaulio požiūrio pagrindas yra mintis, kad kiekvieną gyvą būtybę supa daugybė skirtingų ją veikiančių veiksnių, kompleksiškai formuojančių jos buveinę – biotopą. Vadinasi, biotopas yra teritorijos gabalas, kurio gyvenimo sąlygos yra vienalytės tam tikroms augalų ar gyvūnų rūšims (daubos šlaitas, miesto miško parkas, mažas ežeras ar didelio ežero dalis, tačiau vienodomis sąlygomis). - pakrantės dalis, giliavandenė dalis).

Konkrečiam biotopui būdingi organizmai sudaro gyvybės bendruomenę arba biocenozę (ežero, pievos, pakrantės juostos gyvūnai, augalai ir mikroorganizmai).

Biocenozė su savo biotopu sudaro vieną visumą, kuri vadinama ekologine sistema (ekosistema). Natūralių ekosistemų pavyzdžiu gali būti skruzdėlynas, ežeras, tvenkinys, pieva, miškas, miestas, vienkiemis. Klasikinis dirbtinės ekosistemos pavyzdys yra erdvėlaivis. biocenozės rūšių erdvinis trofikas

Ekosistemos sąvokai artima yra biogeocenozės sąvoka. Ekosisteminio požiūrio šalininkai Vakaruose, įsk. Y.Odum šias sąvokas laiko sinonimais. Tačiau nemažai Rusijos mokslininkų šiai nuomonei nepritaria, matydami nemažai skirtumų. Ypatingą reikšmę ekosistemoms identifikuoti turi trofiniai organizmų ryšiai, reguliuojantys visą biotinių bendrijų ir visos ekosistemos energiją.

Bandoma sukurti ekosistemų klasifikaciją pasaulis buvo imtasi jau seniai, tačiau kol kas nėra patogios, universalios klasifikacijos. Reikalas tas, kad dėl didžiulės natūralių ekosistemų tipų įvairovės, dėl jų rango stokos labai sunku rasti vieną kriterijų, kuriuo remiantis būtų galima sukurti tokią klasifikaciją.

Jei bala, kauburys pelkėje ir smėlynas su fiksuota augmenija gali būti atskira ekosistema, tada, žinoma, suskaičiuokite visas galimi variantai iškilimų, balų ir kt. neatrodo įmanoma. Todėl ekologai nusprendė sutelkti dėmesį į didelius ekosistemų derinius – biomus. Biomas yra didelė biosistema, kuriai būdinga kokia nors dominuojanti augmenija ar kita kraštovaizdžio ypatybė. Pasak amerikiečių ekologo R. Whittaker, pagrindinis bet kurio žemyno bendruomenės tipas, išsiskiriantis fiziognominėmis augmenijos savybėmis, yra biomas. Judant iš planetos šiaurės link pusiaujo, galima išskirti devynis pagrindinius sausumos biomų tipus: tundrą, taigą, vidutinio klimato lapuočių miško biomą, vidutinio klimato stepę, Viduržemio jūros dumblų augmeniją, dykumą, atogrąžų savanų ir pievų biomą, atogrąžų ar dygliuotas miškas, atogrąžų miškų biomas.

Pagrindiniai ekosistemų komponentai yra šie:

1) negyvoji (abiotinė) aplinka. Tai vanduo, mineralai, dujos, taip pat organinės medžiagos ir humusas;

2) biotiniai komponentai. Tai apima: gamintojus arba gamintojus (žalieji augalai), vartotojus arba vartotojus (gyvas būtybes, kurios minta gamintojais) ir skaidytojus arba skaidytojus (mikroorganizmus).

Organizmų sukurta biomasė (organizmų kūnų medžiaga) ir juose esanti energija perduodama kitiems ekosistemos nariams: gyvūnai minta augalais, šiuos gyvūnus – kiti gyvūnai. Šis procesas vadinamas maisto arba trofine grandine. Gamtoje maisto grandinės dažnai susikerta ir sudaro maisto tinklą. Maisto grandinių pavyzdžiai: augalas – žolėdis – plėšrūnas; javai – lauko pelė – lapė ir kt., o maisto tinklas parodytas pav. vienas.

Ryžiai. 1. Maisto tinklas ir medžiagos srauto kryptis

Biosfera yra Žemės apvalkalas, kuriame gyvena gyvi organizmai, veikiami jų ir yra užimti jų gyvybinės veiklos produktų. Biosfera yra pasaulinė Žemės ekosistema. Jis prasiskverbia į visą hidrosferą, viršutinę litosferos dalį ir apatinė dalis atmosfera, tai yra, ji gyvena ekosferoje. Biosfera yra visų gyvų organizmų visuma. Čia gyvena daugiau nei 3 000 000 augalų, gyvūnų, grybų ir bakterijų rūšių. Žmogus taip pat yra biosferos dalis, savo veikla pranoksta daugelį natūralių procesų.

Pusiausvyros būsena biosferoje pagrįsta biotinių ir abiotinių aplinkos veiksnių sąveika, kuri palaikoma dėl nuolatinių medžiagų ir energijos mainų tarp visų ekosistemų komponentų.

Uždaruose natūralių ekosistemų cikluose kartu su kitais privalomas dviejų veiksnių dalyvavimas: skaidytojų buvimas ir nuolatinis saulės energijos tiekimas. Miesto ir dirbtinėse ekosistemose skaidytojų yra mažai arba jų visai nėra, todėl kaupiasi skystos, kietos ir dujinės atliekos, kurios teršia aplinką.

1.3 Biocenozės tyrimo istorija

70-ųjų pabaigoje. 19-tas amžius vokiečių hidrobiologas Karlas Möbiusas tyrinėjo bentoso gyvūnų kompleksus – austrių sankaupas (austrių bankus). Jis pastebėjo, kad kartu su austrėmis yra ir tokių gyvūnų kaip jūrų žvaigždės, dygiaodžiai, briozai, kirminai, ascidijos, kempinės ir kt. Mokslininkas padarė išvadą, kad šie gyvūnai gyvena kartu, toje pačioje buveinėje, neatsitiktinai. Joms reikalingos tokios pat sąlygos kaip ir austrėms. Tokios grupės atsiranda dėl panašių reikalavimų aplinkos veiksniams. Gyvų organizmų kompleksai, nuolat susitinkantys skirtinguose to paties vandens baseino taškuose tomis pačiomis egzistavimo sąlygomis, Möbius pavadino biocenozėmis. Terminą „biocenozė“ (iš graikų kalbos „bios“ – gyvybė ir koinos – bendras) jis į mokslinę literatūrą įtraukė 1877 m. knygoje „Die Auster und die Austernwirthschaft“, kad apibūdintų visus organizmus, gyvenančius tam tikroje teritorijoje (biotope). jų santykiai.

Mėbijaus nuopelnas yra tai, kad jis ne tik nustatė organinių bendruomenių egzistavimą ir pasiūlė joms pavadinimą, bet ir sugebėjo atskleisti daugybę jų formavimosi ir raidos dėsningumų. Taip buvo padėti pamatai svarbiai ekologijos krypčiai – biocenologijai (bendruomenių ekologijai).

Pažymėtina, kad terminas „biocenozė“ plačiai paplito mokslinėje literatūroje vokiečių ir rusų kalbomis, o angliškai kalbančiose šalyse jis atitinka sąvoką „bendruomenė“ (bendruomenė). Tačiau griežtai kalbant, terminas „bendruomenė“ nėra sinonimas terminui „biocenozė“. Jei biocenozę galima pavadinti kelių rūšių bendrija, tai populiacija (neatsiejama biocenozės dalis) yra vienos rūšies bendrija.

2. Biocenozės struktūra

Biocenozės struktūra daugialypė, ją tiriant išskiriami įvairūs aspektai. Remiantis tuo, biocenozės struktūros skirstomos į šiuos tipus:

1) konkretus;

2) erdvinė, savo ruožtu skirstoma į vertikalią (pakopinę) ir horizontaliąją (mozaikinę) biocenozės organizaciją;

3) trofinis.

Kiekvieną biocenozę sudaro tam tikras gyvų organizmų, priklausančių skirtingoms rūšims, rinkinys. Tačiau žinoma, kad tos pačios rūšies individai yra sujungti į natūralias sistemas, kurios vadinamos populiacijomis. Todėl biocenozę taip pat galima apibrėžti kaip visų rūšių gyvų organizmų, gyvenančių bendrose buveinėse, populiacijų rinkinį.

Biocenozės sudėtis apima augalų rinkinį tam tikroje srityje - fitocenozę; fitocenozėje gyvenančių gyvūnų visuma yra zoocenozė; mikrobiocenozė - mikroorganizmų, gyvenančių dirvožemyje, visuma. Kartais, kaip atskiras sudedamasis elementas, į biocenozę įtraukiama mikocenozė, grybų kolekcija. Biocenozių pavyzdžiai yra lapuočių, eglių, pušynų ar mišrus miškas, pieva, pelkė ir kt.

Konkreti biocenozė apima ne tik tam tikroje teritorijoje nuolat gyvenančius organizmus, bet ir tuos, kurie jai daro didelę įtaką. Pavyzdžiui, daugelis vabzdžių veisiasi vandens telkiniuose, kur jie yra svarbus maisto šaltinis žuvims ir kai kuriems kitiems gyvūnams. Jauname amžiuje jie yra vandens biocenozės dalis, o suaugę jie vadovaujasi sausumos gyvenimo būdu, t.y. veikia kaip žemės biocenozių elementai. Kiškiai gali valgyti pievoje ir gyventi miške. Tas pats pasakytina apie daugelį miško paukščių rūšių, kurie maisto ieško ne tik miške, bet ir gretimose pievose ar pelkėse.

2.1 Biocenozės rūšių struktūra

Biocenozės rūšių struktūra yra ją sudarančių rūšių visuma. Kai kuriose biocenozėse gali vyrauti gyvūnų rūšys (pavyzdžiui, koralinio rifo biocenozė), kitose biocenozėse pagrindinis vaidmuo tenka augalams: užliejamos pievos, plunksnų žolių stepių, eglių, beržų, ąžuolynų biocenozei.

Paprastas biocenozės įvairovės rodiklis yra bendras rūšių skaičius arba rūšių turtingumas. Jeigu bendruomenėje kiekybiškai vyrauja kokia nors augalų (ar gyvūnų) rūšis (turi didelę biomasę, produktyvumą, gausumą ar gausumą), tai ši rūšis vadinama dominuojančia, arba dominuojančia rūšimi (iš lot. dominans – dominuojanti). Bet kurioje biocenozėje yra dominuojančių rūšių. Pavyzdžiui, eglynuose eglė, panaudodama didžiąją saulės energijos dalį, padidina didžiausią biomasę, užtemdo dirvą, susilpnina oro judėjimą ir sukuria daug nepatogumų kitų miško gyventojų gyvenimui.

Rūšių skaičius (rūšių įvairovė) skirtingose biocenozėse yra skirtingas ir priklauso nuo jų geografinės padėties. Labiausiai žinomas rūšių įvairovės kaitos modelis yra jos mažėjimas nuo atogrąžų iki didelių platumų. Kuo arčiau pusiaujo, tuo turtingesnė ir įvairesnė flora ir fauna. Tai taikoma visoms gyvybės formoms – nuo dumblių ir kerpių iki žydinčių augalų, nuo vabzdžių iki paukščių ir žinduolių.

Amazonės baseino atogrąžų miškuose, maždaug 1 hektaro plote, galima suskaičiuoti iki 400 medžių iš daugiau nei 90 rūšių. Be to, daugelis medžių tarnauja kaip atrama kitiems augalams. Ant kiekvieno medžio šakų ir kamieno auga iki 80 rūšių epifitinių augalų.

Skirtingai nuo atogrąžų, pušyno biocenozė Europos vidutinio klimato juostoje gali apimti daugiausia 8-10 rūšių medžių 1 ha, o taigos regiono šiaurėje toje pačioje teritorijoje yra 2-5 rūšys.

Alpių ir Arkties dykumos yra skurdžiausios biocenozės rūšių požiūriu, o atogrąžų miškai – turtingiausi. Panamos atogrąžų miškuose gyvena tris kartus daugiau žinduolių ir paukščių rūšių nei Aliaskoje.

Biocenozės nėra izoliuotos viena nuo kitos. Nors vizualiai galima atskirti vieną augalų bendriją nuo kitos, pavyzdžiui, sauso miško biocenozę nuo drėgnos pievos biocenozės, kurią pakeičia pelkė, tačiau aiškią ribą tarp jų nubrėžti gana sunku. Beveik visur yra savotiška įvairaus pločio ir ilgio pereinamoji juosta, nes standžios, aštrios ribos gamtoje – reta išimtis. Jie daugiausia būdingi bendruomenėms, patiriančioms stiprų antropogeninį poveikį.

30-ųjų pradžioje. 20 amžiaus amerikiečių gamtininkas A. Leopoldas skelbė būtinybę medžioklės ūkio veikloje atsižvelgti į vadinamąjį „krašto efektą“. Šiuo atveju kraštas buvo suprantamas ne tik kaip miško pakraštys, bet ir kaip bet kokia riba tarp dviejų biocenozių, net tarp dviejų skirtingų žemės ūkio kultūrų masyvų. Abiejose šios sąlyginės linijos pusėse didėja santykinė augalų ir gyvūnų rūšių įvairovė, gerėja pašarų ir apsaugos sąlygos žvėrienai, silpnėja trikdymo faktorius, o svarbiausia – šioje zonoje išaugo produktyvumas. Tokia pereinamoji juosta (arba zona) tarp gretimų fiziognomiškai skirtingų bendrijų vadinama ekotonu.

Daugiau ar mažiau ryškias ribas tarp biocenozių galima pastebėti tik smarkiai pasikeitus abiotinės aplinkos veiksniams. Pavyzdžiui, tokios ribos egzistuoja tarp vandens ir sausumos biocenozių, vietose, kur smarkiai pasikeičia mineralinė dirvožemio sudėtis ir kt. Dažnai rūšių skaičius ekotone viršija jų skaičių kiekvienoje gretimoje biocenozėje. Tokia tendencija didinti gyvų organizmų įvairovę ir tankumą biocenozių ribose vadinama ribiniu (krašto, ribos) efektu. Krašto efektas ryškiausiai pasireiškia zonose, skiriančiose mišką nuo pievos (krūmų zona), mišką nuo pelkės ir pan.

2.2 Erdvinė biocenozės struktūra

Rūšys erdvėje gali pasiskirstyti įvairiais būdais, atsižvelgiant į jų poreikius ir buveinės sąlygas. Toks biocenozę sudarančių rūšių pasiskirstymas erdvėje vadinamas erdvine biocenozės struktūra. Atskirkite vertikalias ir horizontalias konstrukcijas.

1) Vertikalią biocenozės struktūrą sudaro atskiri jos elementai, specialūs sluoksniai, vadinami pakopos. Pakopa – kartu augančios augalų rūšių grupės, besiskiriančios aukščiu ir padėtimi asimiliuojančių organų biocenozėje (lapai, stiebai, požeminiai organai – gumbai, šakniastiebiai, svogūnėliai ir kt.). Paprastai skirtingus lygius sudaro skirtingos gyvybės formos (medžiai, krūmai, krūmai, žolės, samanos). Sluoksniavimas ryškiausiai išreiškiamas miško biocenozėse (2 pav.).

Pirmąją, medžių, pakopą paprastai sudaro aukšti medžiai su aukštai išsidėsčiusia lapija, kurią gerai apšviečia saulė. Nepanaudotą šviesą gali sugerti medžiai, sudarantys antrąjį aukštą, pakopą.

Ryžiai. 2. Miško biocenozės sluoksniai

Pomiškio sluoksnį sudaro krūmai ir krūminės formos medžių rūšys, pavyzdžiui, lazdynas, šermukšnis, šaltalankis, gluosnis, miškinė obelis ir kt. Atvirose vietose normaliomis aplinkos sąlygomis daugelis krūmų formų, tokių kaip šermukšniai, obelys, kriaušės, atrodytų kaip pirmojo dydžio medžiai. Tačiau po miško lajumi, esant šešėliavimui ir trūkstant maistinių medžiagų, jie pasmerkti egzistuoti per mažo dydžio, dažnai nelojančių medžių sėklų ir vaisių pavidalu. Vystantis miško biocenozei, tokios rūšys niekada nepateks į pirmą pakopą. Tuo jie skiriasi nuo kitos miško biocenozės pakopos.

Pomiškio sluoksnyje yra jauni žemi (nuo 1 iki 5 m) medžiai, kurie ateityje galės patekti į pirmąjį sluoksnį. Tai vadinamosios mišką formuojančios rūšys – eglės, pušys, ąžuolai, skroblai, beržai, drebulės, uosiai, juodalksniai ir kt. Šios rūšys gali pasiekti pirmąją pakopą ir suformuoti biocenozes su savo dominavimu (miškai).

Po medžių ir krūmų laja yra žolės-krūmo sluoksnis. Tai miško žolės ir krūmai: pakalnutės, oksaliai, braškės, bruknės, mėlynės, paparčiai.

Žeminis samanų ir kerpių sluoksnis sudaro samanų-kerpių sluoksnį.

Taigi miško biocenozėje išsiskiria medynas, pomiškis, pomiškis, žolinė danga ir samanų-kerpių sluoksnis.

Kaip ir augalijos pasiskirstymas per pakopas, biocenozėse skirtingos gyvūnų rūšys taip pat užima tam tikrus lygius. Dirvožemyje gyvena dirviniai kirminai, mikroorganizmai, duobkasiai. Lapų paklotėje, dirvos paviršiuje, gyvena įvairūs šimtakojai, dirviniai vabalai, erkės ir kiti smulkūs gyvūnai. Paukščiai peri viršutiniame miško laja, o vieni gali maitintis ir lizdus perėti žemiau viršutinės pakopos, kiti – krūmuose, treti – prie pačios žemės. Stambūs žinduoliai gyvena žemesniuose sluoksniuose.

Sluoksniavimas būdingas vandenynų ir jūrų biocenozėms. Skirtingi planktono tipai, priklausomai nuo apšvietimo, būna skirtingame gylyje. Skirtingų rūšių žuvys gyvena skirtingame gylyje, priklausomai nuo to, kur randa maistą.

2) Gyvų organizmų individai erdvėje pasiskirstę netolygiai. Paprastai jie sudaro organizmų grupes, o tai yra prisitaikantis veiksnys jų gyvenime. Tokios organizmų grupės nulemia horizontalią biocenozės struktūrą – horizontalų individų pasiskirstymą, formuojantį įvairų raštą, kiekvienos rūšies dėmėtumą.

Tokio pasiskirstymo pavyzdžių yra daug: tai daugybė zebrų, antilopių, dramblių bandų savanoje, koralų kolonijos jūros dugne, jūrų žuvų būriai, migruojančių paukščių pulkai; nendrių ir vandens augalų tankmės, samanų ir kerpių sankaupos dirvoje miško biocenozėje, viržių ar bruknių lopai miške.

Augalų bendrijų horizontalios struktūros elementarieji (struktūriniai) vienetai apima mikrocenozę ir mikrogrupavimą.

Mikrocenozė yra mažiausias bendrijos horizontalaus padalijimo struktūrinis vienetas, apimantis visas pakopas. Beveik kiekviena bendruomenė apima mikrobendruomenių arba mikrocenozių kompleksą.

Mikrogrupavimas – vienos ar kelių rūšių individų koncentracija vienoje pakopoje, vidinės mozaikos dėmės. Pavyzdžiui, samanų sluoksnyje galima išskirti įvairius samanų lopinėlius, kuriuose dominuoja viena ar kelios rūšys. Žolių-krūmų sluoksnyje atsiranda mėlynių, mėlynių-rūgščių, mėlynių-sfagninių mikrogrupių.

Mozaikų buvimas yra būtinas bendruomenės gyvenimui. Mozaika leidžia visapusiškiau panaudoti įvairių tipų mikrobuveines. Grupes formuojantys asmenys pasižymi dideliu išgyvenamumu, efektyviausiai naudoja maisto išteklius. Tai lemia biocenozės rūšių gausėjimą ir įvairovę, prisideda prie jos stabilumo ir gyvybingumo.

2.3 Biocenozės trofinė struktūra

Tam tikrą vietą biologiniame cikle užimančių organizmų sąveika vadinama trofine biocenozės struktūra.

Biocenozėje išskiriamos trys organizmų grupės.

1. Gamintojai (iš lot. producens – gaminantys) – organizmai, kurie iš neorganinių medžiagų (daugiausia vandens ir anglies dioksido) sintetina visas gyvybei reikalingas organines medžiagas, naudodamiesi saulės energija (žalieji augalai, melsvadumbliai ir kai kurios kitos bakterijos) arba neorganinių medžiagų energijos oksidacijos būdu. medžiagos (sieros bakterijos, geležies bakterijos ir kt.). Paprastai gamintojai yra žali chlorofilą turintys augalai (autotrofai), kurie teikia pirminę produkciją. Bendras fitomasės (augalų masės) sausosios medžiagos svoris yra 2,42 x 1012 tonų, tai sudaro 99% visos žemės paviršiaus gyvosios medžiagos. Ir tik 1% tenka heterotrofinių organizmų daliai. Todėl tik Žemės planetos augmenija privalo joje egzistuoti gyvybei. Būtent žalieji augalai sukūrė būtinas sąlygas atsirasti ir egzistuoti įvairiems priešistoriniams gyvūnams, o vėliau ir žmonėms. Mirdami augalai kaupė energiją nuosėdose akmens anglys, durpės ir net aliejus.

Gaminantys augalai aprūpina žmogų maistu, žaliava pramonei, vaistais. Jie valo orą, sulaiko dulkes, sušvelnina oro temperatūros režimą, slopina triukšmą. Augmenijos dėka Žemėje gyvena daugybė gyvūnų organizmų. Gamintojai sudaro pirmąją maisto kainų grandį ir yra ekologinių piramidžių pagrindas.

2. Vartotojai (iš lot. consumo – vartoju), arba vartotojai, yra heterotrofiniai organizmai, mintantys jau paruošta organine medžiaga. Patys vartotojai negali sukurti organinės medžiagos iš neorganinių medžiagų ir gauti jos paruoštos, maitindamosi kitais organizmais. Savo organizmuose jie paverčia organines medžiagas specifinėmis formomis baltymais ir kitomis medžiagomis, o į aplinką išleidžia gyvavimo metu susidariusias atliekas.

Žiogas, kiškis, antilopė, elnias, dramblys, t.y. žolėdžiai gyvūnai yra pirmos eilės vartotojai. Rupūžė, kuri pagriebė laumžirgį Boružė, valgo amarus, vilkas, medžiojantis kiškį – visa tai yra antros eilės vartotojai. Gandras, valgantis varlę, aitvaras, nešantis viščiuką į dangų, gyvatė, praryjanti kregždę, yra trečios eilės vartotojai.

3. Reduktoriai (iš lot. Reductions, Reductionntis - grįžtantys, atkuriantys) - organizmai, kurie sunaikina negyvas organines medžiagas ir paverčia jas neorganinėmis medžiagomis, o jas savo ruožtu pasisavina kiti organizmai (gamintojai).

Pagrindiniai skaidytojai yra bakterijos, grybai, pirmuonys, t.y. dirvožemio heterotrofiniai mikroorganizmai. Sumažėjus jų aktyvumui (pavyzdžiui, kai pesticidus naudoja žmonės), pablogėja augalų ir vartotojų gamybos proceso sąlygos. Negyvos organinės liekanos, ar tai būtų medžio kelmas, ar gyvūno lavonas, niekur nedingsta. Jie yra linkę irti. Tačiau negyvos organinės medžiagos savaime supūti negali. Reduktoriai (naikintojai, naikintojai) veikia kaip „kapų kasėjai“. Jie oksiduoja negyvas organines liekanas iki CO 2, H 2 0 ir paprastas druskas, t.y. į neorganinius komponentus, kurie vėl gali būti įtraukti į medžiagų ciklą, taip jį uždarydami.

3. Šiuolaikinės problemos ir jų sprendimo būdai

Opiausia biocenozių problema – įvairių gyvų organizmų populiacijų mažėjimas iki ištisų gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų rūšių išnykimo. Tai veda prie biocenozių stabilumo pažeidimo ir kelia grėsmę visai planetos biosferai.

Kiekviena rūšis dalyvauja medžiagų cirkuliacijoje, palaiko dinamišką pusiausvyrą natūraliose ekosistemose. Todėl bet kokių biologinių rūšių praradimas biosferai yra labai nepageidautinas.

Rūšių nykimas įvyko dėl evoliucijos procesų. Dėl žmogaus veiklos daug greičiau nyksta biologiniai planetos ištekliai. Dešimtims tūkstančių augalų ir gyvūnų rūšių gresia išnykimas. Šios situacijos priežastys yra šios:

1) buveinių nykimas: miškų naikinimas, pelkių ir užliejamų ežerų sausinimas, stepių arimas, upių vagų keitimas ir seklėjimas, vandens paukščiams perėti, molėti ir žiemoti tinkamų jūros žiočių ploto sumažinimas, kelių tiesimas, urbanizacija ir kiti pokyčiai, atsirandantys dėl žmogaus ūkinės veiklos;

2) aplinkos tarša toksinėmis chemikalai ir ksenobiotikai, nafta ir naftos produktai, sunkiųjų metalų druskos, kietosios komunalinės atliekos;

3) introdukuotų augalų ir gyvūnų rūšių plitimas, aktyviai užimant plačias teritorijas ir išstumiant natūralius ekosistemų gyventojus. Netyčinis, atsitiktinis gyvūnų pasklidimas sustiprėjo vystantis transportui;

4) negailestingas gamtos išteklių – naudingųjų iškasenų, dirvožemio derlingumo, vandens ekosistemų – eksploatavimas, perteklinė gyvūnų, paukščių ir hidrobiontų žvejyba.

Norint apsaugoti nykstančias rūšis, būtina imtis aktyvių, kartais skubių priemonių. Vienas is labiausiai veiksmingi metodai Gyvūnų apsauga – tai rezervatų ar draustinių kūrimas. Rusijos Federacijos teritorijoje yra daugiau nei 150 rezervatų, kuriuose buvo išgelbėta daug gyvūnų. Tarp jų yra Amūro tigras, saiga, goralas, Bucharos elnias, kulanas ir kt. Visoje šalyje įsikūrę zoologijos sodai padeda veisti nykstančių rūšių gyvūnus.

Siekdamos išsaugoti ir didinti retų rūšių skaičių, valstybės visuose Žemės žemynuose priima įstatymus dėl laukinės gamtos apsaugos ir naudojimo. Rusijos Federacijoje toks įstatymas buvo priimtas 1980 metų birželio 25 dieną. Siekiant atsižvelgti į retas rūšis tiek Rusijoje, tiek kitose pasaulio šalyse, kuriamos vadinamosios Raudonosios knygos. Visame pasaulyje nykstančioms gyvūnų rūšims reikia atskiros sąskaitos, todėl buvo sukurta Tarptautinė raudonoji knyga.

Būtina racionaliai naudoti gamtos išteklius, taip pat ir žemės ūkyje. Apriboti miškų kirtimą, taip pat medžioklę ir žvejybą bei visiškai uždrausti retas ir nykstančias rūšis.

Išvada

Biocenozė yra vienas pagrindinių ekologijos tyrimų objektų. Biocenozė yra augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų populiacijų visuma. Pagrindinė biocenozės funkcija yra užtikrinti pusiausvyrą ekosistemoje, pagrįstoje uždara medžiagų apykaita. Vieta, kurią užima biocenozė, vadinama biotopu. Biocenozės struktūrų tipai: rūšis, erdvinė (vertikali (pakopinė) ir horizontali (mozaikinė) biocenozės organizacija) ir trofinė. Biocenozės rūšinė struktūra apima visas joje gyvenančias rūšis. Erdvinė struktūra apima vertikalią struktūrą – pakopas ir horizontaliąją – mikrocenozes ir mikroasociacijas. Trofinę biocenozės struktūrą atstovauja gamintojai, vartotojai ir skaidytojai. Energijos perdavimas iš vienos rūšies į kitą jas valgant vadinamas maisto (trofine) grandine. Organizmo vieta maisto grandinėje, susijusi su jo maisto specializacija, vadinama trofiniu lygiu. Biocenozės ir ekosistemos trofinė struktūra dažniausiai atvaizduojama grafiniais modeliais ekologinių piramidžių pavidalu. Yra ekologinės skaičių, biomasės ir energijos piramidės. Saulės energijos fiksavimo greitis lemia biocenozių produktyvumą. Aplinkos veiksnių visuma, kurioje rūšis gyvena, vadinama ekologine niša.

Žmonija dabar susiduria su opia įvairių gyvų organizmų rūšių išnykimo problema, dėl kurios pažeidžiamas biocenozių ir visos biosferos stabilumas. Siekiant užkirsti kelią populiacijų mažėjimui ir ištisų rūšių išnykimui, būtina imtis skubių ir aktyvių priemonių: nykstančių rūšių įtraukimas į Raudonąsias knygas; gamtos rezervatų ir nacionalinių parkų kūrimas; medžioklės, žvejybos ir miško kirtimo apribojimas; racionaliai naudoti visus gamtos išteklius.

Bibliografija

1. Korobkinas V.I., Peredelskis L.V. Ekologija. - R.-on-Don, 2001 - 576 p.

2. Odum Yu. Ekologija: 2 t. T. 1 - M., 1986 - 328 p.; T. 2 - M., 1986 - 376 p.

3. Straipsniai iš elektroninio šaltinio "Wikipedia": Biocenozė, Biosfera, Ekosistema

4. Tishler V. Žemės ūkio ekologija. - M., 1971 - 455 p.

Priglobta Allbest.ru

...

Panašūs dokumentai

Gyventojų tankumo vertinimo samprata ir kriterijai, pagrindiniai jo vertę įtakojantys veiksniai. Gyventojų tankumo struktūra. Biocenozės esmė ir struktūra, mitybos grandinių tipai. Biocenozės rūšių įvairovės komponentai. Ekosistema ir jos dinamika.

santrauka, pridėta 2010-11-24

Biosferos kaip globalios ekosistemos, žmogaus veiklos įtakos jai tyrimas. Biocenozės rūšinės struktūros analizė. Pagrindiniai aplinkos apsaugos principai. Aplinkos padariniai branduolinės pramonės sukeltos taršos. Atmosferos apsaugos metodai.

kontrolinis darbas, pridėtas 2010-01-04

Maltusiečių kultūrinės biocenozės teorijos tyrinėjimas, teigęs, kad greitai ateis momentas, kai gyventojų skaičius viršys ribinį biosferos maisto produktyvumą ir visame pasaulyje prasidės badas. XXI amžiaus žemės ūkio įstatymas.

straipsnis, pridėtas 2011-04-13

Miško ekosistemos ribos ir agroekosistemos biocenozės, kaip natūralių ir dirbtinių ekosistemų sąveikos rezultatas, tyrimas. Žmogaus sąveika su aplinkąžemės ūkio gamyboje. Fitocenozės ir zoocenozės rūšinė sudėtis.

ataskaita, pridėta 2010-07-18

Aplinkos veiksnių poveikio organizmams bendrieji dėsniai. Svarbiausi abiotiniai veiksniai ir organizmų prisitaikymai prie jų. Pagrindinės gyvenamosios aplinkos. Biocenozės samprata ir struktūra. Matematinis modeliavimas ekologijoje. Biologinis ekosistemų produktyvumas.

pamoka, pridėta 2014-11-04

„Ekosistemų produktyvumo“ sąvoka, jos rūšys, ekosistemų klasifikacija pagal produktyvumą. Keturi vienas po kito einantys organinių medžiagų gamybos proceso etapai (arba etapai). Rūšinė sudėtis ir biocenozės prisotinimas. Ekologinis standartizavimas.

testas, pridėtas 2009-09-27

Trofinės struktūros samprata kaip visų priklausomybių nuo maisto visuma ekosistemoje. Bendruomenės veiklos veiksniai. Gyvų organizmų mitybos rūšys. Saulės spektro diapazonų pasiskirstymas. Medžiagų ciklo ir energijos tėkmės ekosistemoje schema.

pristatymas, pridėtas 2016-02-08

Ekologijos raidos istorija. Biocenozės rūšys ir erdvinė struktūra. Gamtos turtaižemė. Hidrosferos ir biosferos taršos gamybos ir vartojimo atliekomis rūšys. Biotechnologijų ir vyriausybinių agentūrų vaidmuo aplinkosaugoje.

testas, pridėtas 2010-02-06

Susipažinimas su biocenozės sąvokos aiškinimu; atskleidžiant tai sudedamosios dalys ir pagrindiniai dalyviai. Aplinkos rizikos valdymo pobūdžio ir metodų aprašymas, supažindinimas su jos atsiradimo antropogeniniais, gamtiniais ir žmogaus sukeltais veiksniais.

testas, pridėtas 2011-04-27

Bario Commoner teorijos principų svarstymas, minimumo, būtinumo dėsniai, energijos piramidė, sukcesijos samprata (nuosekli bendrijų kaita veikiant laikui), biocenozė, tolerancija, atsparumas aplinkai, gamtinės bendrijos tvarumas. .

Yra biocenozės rūšys, erdvinės ir ekologinės struktūros.

rūšių struktūra – rūšių, kurios sudaro tam tikrą biocenozę, skaičius ir jų gausos ar masės santykis. Tai yra, biocenozės rūšinę struktūrą lemia rūšių įvairovė ir kiekybinis rūšių skaičiaus ar jų masės santykis tarpusavyje.

rūšių įvairovė - rūšių skaičius tam tikroje bendrijoje. Yra skurdžių ir rūšių turtingų biocenozių. Rūšių įvairovė priklauso nuo bendrijos amžiaus (jaunos bendrijos skurdesnės nei subrendusios) ir nuo pagrindinių aplinkos veiksnių – temperatūros, drėgmės, maisto išteklių – palankumo (aukštų platumų, dykumų ir aukštų kalnų biocenozės skurdžios rūšių).

R. Whittaker pasiūlė išskirti šiuos biologinės įvairovės tipus: α -įvairių - rūšių įvairovė tam tikroje buveinėje; β -įvairovė - visų tam tikroje vietovėje esančių buveinių visų rūšių suma; γ- įvairovę– kraštovaizdžių įvairovė (α- ir β- derinys įvairovę).

Žakardo įvairovės dėsniai – 1) teritorijos rūšinė įvairovė (γ-įvairovė) yra tiesiogiai proporcinga jos aplinkos sąlygų įvairovei; 2) bendrijos rūšinis turtingumas (α-įvairovė) auga kartu su ploto plėtra ir mažėja didėjant pastarųjų vienalytiškumui.

De Candolle-Wallace'o geografinio kondicionavimo taisyklė dėl įvairovės skirtumų – judant iš šiaurės į pietus, kaip taisyklė, didėja rūšinė bendrijų įvairovė.

Darlingtono taisyklė - sumažinus salos plotą 10 kartų, joje gyvenančių gyvūnų skaičius sumažėja perpus.

Išskiria skurdžias ir rūšių turtingas biocenozes. Poliarinėse arktinėse dykumose ir šiaurinėse tundrose, kuriose labai trūksta šilumos, bevandenėse karštose dykumose, vandens telkiniuose, stipriai užterštose nuotekomis – visur, kur vienas ar keli aplinkos veiksniai gerokai nukrypsta nuo vidutinio, optimalaus gyvybei lygio, bendruomenės smarkiai išsenka. Rūšių spektras taip pat mažas tose biocenozėse, kurios dažnai patiria tam tikrą katastrofišką poveikį, pavyzdžiui, kasmetiniai potvyniai dėl upių potvynių arba reguliarus augalijos naikinimas arimo metu, herbicidų naudojimas ir kitos antropogeninės intervencijos. Ir atvirkščiai, visur, kur abiotinės aplinkos sąlygos artėja prie optimalaus gyvenimo vidurkio, atsiranda itin turtingos rūšių bendruomenės. Atogrąžų miškai, koraliniai rifai su įvairia populiacija, upių slėniai sausringuose regionuose ir kt. gali būti pavyzdžiai.

Tačiau net ir labiausiai išsekusios biocenozės apima, anot ne mažiau kaip šimtai organizmų rūšių, priklausančių skirtingoms sisteminėms ir ekologinėms grupėms. Kviečių lauko agrocenozei, be kviečių, bent minimaliu kiekiu priklauso įvairios piktžolės, kviečių kenkėjai vabzdžiai ir fitofagais mintantys plėšrūnai, į peles panašūs graužikai, bestuburiai – dirvos ir žemės gyventojai. sluoksnis, mikroskopiniai organizmai, patogeniniai grybai ir daugelis kitų. Rūšių turtingas natūralias bendrijas sudaro tūkstančiai ir net dešimtys tūkstančių rūšių, kurias vienija sudėtinga įvairių santykių sistema.

Jie turi didelę rūšių įvairovę ekotonai – pereinamosios zonos tarp bendrijų, o rūšių įvairovės didėjimas čia vadinamas krašto efektas. Gerai žinoma, kad miško pakraščiai dažniausiai būna vešlesni ir turtingesni augalija, daugiau paukščių rūšių peri lizdus, aptinkama daugiau vabzdžių rūšių, vorų ir kt., nei miško gilumoje. Čia apšvietimo, drėgmės ir temperatūros sąlygos yra įvairesnės (miško tundra, miško stepė).

Apie atskiros rūšies reikšmę biocenozės rūšinėje struktūroje sprendžiama pagal kelis rodiklius: rūšies gausumą, pasireiškimo dažnumą ir dominavimo laipsnį. Rūšių gausa tam tikros rūšies individų skaičius arba masė jos užimamo ploto ar tūrio vienetui. Pasireiškimo dažnis - mėginių arba vietovių, kuriose rūšis aptinkama, skaičiaus procentinė dalis nuo bendro mėginių ar vietų skaičiaus. Jis apibūdina rūšių vienodumą arba netolygų pasiskirstymą biocenozėje. Dominavimo laipsnis - tam tikros rūšies individų skaičiaus santykis su visu nagrinėjamos grupės visų individų skaičiumi. Įvairovės indeksas apskaičiavo Šenono formulė H=-Σ pi log2 pi, kur Σ yra sumos ženklas, pi- kiekvienos rūšies dalis bendrijose (pagal gausumą arba masę), ir log2 pi yra dvejetainis logaritmas.

Bendruomenėje išskiriami šie tipai: dominuojantis , dominuojantis pagal skaičių ir "nepilnametis" mažai ir retai. Tarp dominuojančių išryškėja rengėjai (statybininkai) – rūšys, lemiančios visos bendruomenės mikroaplinką (mikroklimatą). Paprastai tai yra augalai.

Dominantai dominuoja bendruomenėje ir sudaro bet kokios biocenozės „rūšinę šerdį“. Dominuojančios, arba masinės, rūšys lemia jos išvaizdą, palaiko pagrindinius ryšius ir daro didžiausią įtaką buveinei. Paprastai tipinės sausumos biocenozės įvardijamos pagal vyraujančias augalų rūšis: šilauogių pušynas, gauruotasis beržynas ir kt. Kiekvienoje iš jų taip pat dominuoja tam tikros gyvūnų rūšys, grybai ir mikroorganizmai.

Pagrindiniai sausumos biocenozių kūrėjai yra tam tikros augalų rūšys: eglynuose - eglės, pušynuose - pušys, stepėse - velėninės žolės (plunksninės žolės, eraičinai ir kt.). Tačiau kai kuriais atvejais gyvūnai gali būti ir auklėtojai. Pavyzdžiui, teritorijose, kurias užima kiaunės kolonijos, būtent jų įkasimas daugiausia lemia kraštovaizdžio pobūdį ir augalų augimo sąlygas. Jūrose tipiški gyvūnų kūrėjai yra rifus statantys koralų polipai.

Be palyginti nedidelio dominuojančių rūšių skaičiaus, biocenozė paprastai apima daug mažų ir net retų formų. Jie taip pat labai svarbūs biocenozės gyvybei. Jie sukuria jos rūšių turtingumą, didina biocenotinių santykių įvairovę ir tarnauja kaip rezervas dominantams papildyti ir pakeisti, tai yra, suteikia biocenozei stabilumo ir užtikrina jos funkcionavimo įvairiomis sąlygomis patikimumą.

Sumažėjus rūšių skaičiui, paprastai smarkiai išauga atskirų formų gausa. Tokiose skurdžiose bendrijose susilpnėja biocenotiniai ryšiai ir kai kurios konkurencingiausios rūšys gali laisvai daugintis.

taisyklėTineman - kuo specifiškesnės aplinkos sąlygos, tuo prastesnė bendrijos rūšinė sudėtis ir gali būti didesnis atskirų rūšių skaičius. Rūšių skurdžiose biocenozėse atskirų rūšių gausa gali būti itin didelė. Pakanka prisiminti masinio lemingų dauginimosi protrūkius tundroje arba kenkėjų vabzdžius agrocenozėse.

Erdvinė struktūra – skirtingų rūšių organizmų pasiskirstymas erdvėje (vertikaliai ir horizontaliai). Erdvinę struktūrą pirmiausia formuoja augalinė biocenozės dalis. Išskirti sluoksniavimas (vertikali biocenozės struktūra) ir mozaika (biocenozės struktūra horizontaliai).

Sluoksniavimas ypač pastebimas vidutinio klimato miškuose. Pavyzdžiui, eglynuose aiškiai išsiskiria medžių, žolių-krūmų ir samanų sluoksniai. Plačialapiame miške taip pat galima išskirti penkias ar šešias pakopos.

Miškuose visada yra tarppakopiai (pakopiniai) augalai - tai dumbliai ir kerpės ant medžių kamienų ir šakų, aukštesnės sporos ir žydintys epifitai, vijokliai ir kt.

Sluoksniavimas pasireiškia ir žolinių augalų bendrijose (pievose, stepėse, savanose), bet ne visada pakankamai aiškiai.

Gyvūnai taip pat dažniausiai apsiriboja viename ar kitame augalijos sluoksnyje. Kai kurie iš jų visiškai nepalieka atitinkamos pakopos. Pavyzdžiui, tarp vabzdžių išskiriamos šios grupės: dirvožemio gyventojai - geobis, gruntas, paviršinis sluoksnis - herpetobiumas, samanų sluoksnis - bryobium,žolė - filobis, aukštesnės pakopos - aerobiumas. Tarp paukščių yra tokių rūšių, kurios peri tik žemėje (viščiukai, tetervinai, čiuožyklos, žiobriai ir kt.), kitos – krūmų sluoksnyje (giedantys strazdai, strazdai, straubliai) arba medžių lajose (kikiliai, karaliai). , auksakiškiai, dideli plėšrūnai ir kt.).

Išpjaustymas horizontalia kryptimi - mozaika - būdingas beveik visoms fitocenozėms, todėl jų viduje išskiriami struktūriniai vienetai, gavę skirtingus pavadinimus: mikrogrupės, mikrocenozės, mikrofitocenozės, sklypai ir kt.

ekologinė struktūra – skirtingų ekologinių grupių organizmų santykis. Panašios ekologinės struktūros biocenozės gali turėti skirtingą rūšių sudėtį. Taip yra dėl to, kad tas pačias ekologines nišas gali užimti ekologiškai panašios, bet toli gražu ne giminingos rūšys. Tokie tipai vadinami pakeičiant arba vietininkas .

Panašūs straipsniai

Aptarkite:

Kaip apskaičiuoti figūros plotą: Norėdami išspręsti geometrijos problemas, turite žinoti formules, tokias kaip plotas ...
Gyvenimo įsilaužimas: mokytis netaisyklingų anglų kalbos veiksmažodžių yra smagu ir: Taikymas: | Nemokama | Universalus pritaikymas | Diegti...
Masyviausi objektai visatoje: Nuolat tobulėjančios technologijos dėka astronomai atranda vis daugiau...
Ką reiškia kova sapne: KOVA kovoti, kovoti, prosh. kovojo, kovojo, kovojo, nešė. 1. (pelėda ....