Биогеоценоз: характеристика, составные части.

Каждому экологическому виду присущи его собств. морфологические ианатомические признаки.
Ср.Об. определяет группу организмов в совокупности на определенной территории образует экосистему. Может быть определена как топографич. единица где обитает некоторое кол-во жив. организмов связанных м/у собой, Средой Обитания ивзаимодействиями.

Экоснстема=Биогеоценос (жизнь, земля, общий).

В зависимости от экологизационных функций все жив. существа в ЭС подразделяют на: - продуценты (автотрофные орг-мы синтезирующие питат. соли из орг. в-ва в процессе хемосинтеза и фотосинтеза - производители); - консументы (гетеротрофы - потребители): фитофаги (копытные, травоядные), зоофаги (хищники), сапрофаги (падальщики); - редуценты (деструкторы - восстановители, поглощают мёртвое орг. в-во, к-е разлагают на более простые в-ва). Основные функции ЭС; производство орг. в-ва, его потребление и разложение.

Последовательная смена биоценозов (сукцессия) может вернуть ЭС к устойчивому состоянию.Различие между предельно допустимым и фактическим состоянием ЭС называют эк. резервом ЭС.)

Биогеоценоз (БГЦ), - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и косных компонентов, объединенных обменом веществ и энергии в единый природный комплекс. БГЦ = биоценоз (орг. часть) + биотоп (неорг. субстрат).

БГЦ- территориально обособленная структурная единица БС устойчивость которой зависит от уст-ти слагающих ее компонентов, динамики поступления и миграции в-ва и энергии.

В основе любой ЭС лежит пищевая трофическая цепь.

Чтобы обеспечить дальнейшее сущ-ние и развитие БС необходимо непрерывный поток биологически важных в-в в природе. Кол-во в-ва конечно и хар-тся общими запасами. Потребление биологически важных в-в способствует истощению запасов, вымиранию ЖВ. Неиссякаемость того или иного в-ва достигается вовлечением его в KB (круговорот). Инициатором биохимического KB выступает органическое в-во.

KB - потреблении в-ва из ОС, использовании его в различных цепочках и возвращение обратно. Под действием спец. условий в-во трансформируется и возвращается в КВ. Бесконечность и неиссякаемость в-ва хар-тся способностью в-ва возвращаться в КВ. Циркуляция хим. в-ва в БС, переход из среды в организм и обратно - биохимическая циркуляция. Различают: большой KB - геологический KB в-в - существует млн. лет, перемещение в масштабах планеты под действием ветра, течений океана и т.д.; биологический KB - синтез и разложение органического вещества. По мере развития жизни из геолог. KB постоянно изымается всё больше эл-тов, к-ые вступают в новый биолог. КВ.

Зависит от: KB в-в (БС использует вещества в KB; биохимические циклы элементов отработаны эволюционно и не приводят к накоплению вредных в-в), пирамиды энергии (при переходе с трофического уровня на более высокий 90% энергии теряется), приспособленности видов (виды вынуждены приспосабливаться к условиям жизни; эк. специфичность видов к изменчивости характеризуется эк. нишей), стабильности численности популяции (конкуренция и хищническое отношение м/у видами), видового разнообразия (фактор повышения устойчивости -экосистем к воздействию внешних факторов).

Чтобы обеспечить дальнейшее существование и развитие биосферы необходимо непрерывный поток биологически важных веществ в природе. Кол-во в-ва на планете ограничивается и характеризуется общим запасом. Неиссякаемость того или иного вещества, с развитием биосферы достигнет вовлечением его в Круговороты. 2 вида КВ-ов: геологический - перемещ-ие мин. соединений в масштабе всей планеты. Биологический - простое перемещение минерального вещества отлич, синтезом и разложением органических соединений. Инициатор (орган-ое в-во) -потребление в ОС мин. вещества, использует его в различных пищевых цепях и возвращает обратно. Трансформируясь оно снова может быть вовлечено в биологический КВ.

Пищевые цепи и сети

Виды в биоценозе связаны между собой процессами обмена веществом и энергии, т. е. пищевыми взаимоотношениями. Прослеживая пищевые взаимоотношения между членами биоценоза (“кто кого и сколько поедает”), можно построить пищевые цепи и сети.

Трофические цепи (от греч. trophe – пища) – пищевые цепи – это последовательный перенос вещества и энергии. Например, пищевая цепь животных арктического моря: микроводоросли (фитопланктон) → мелкие растительноядные ракообразные (зоопланктон) → плотоядные планктоно-фаги (черви, моллюски, ракообразные) → рыбы (возможны 2-4 звена последовательности хищных рыб) → тюлени → белые медведи. Эта пищевая цепь длинная, пищевые цепи наземных экосистем более короткие, так как на суше больше потери энергии. Различают несколько типов наземных пищевых цепей [2].

1. Пастбищные пищевые цепи (цепи эксплуататоров) начинаются с продуцентов. При переходе с одного трофического уровня на другой происходит увеличение размеров особей при одновременном уменьшении плотности популяций, скорости размножения и продуктивности по массе.

Трава → полёвки → лисица

Трава → насекомые → лягушка → цапля → коршун

2. Цепи паразитов. Для них характерно уменьшение размеров особей, увеличение численности, увеличение скорости размножения, увеличение плотности популяций.

Яблоня → щитовка → наездник

Корова → слепень → бактерии → фаги

1. Детритные цепи. Включают только редуцентов.

Опавшие листья → плесневые грибы → бактерии

Любой член какой-либо пищевой цепи одновременно является звеном и другой пищевой цепи: он потребляет и его потребляют несколько видов других организмов. Так образуются пищевые сети. Например, в пище лугового волка-койота насчитывают до 14 тысяч видов животных и растений. В последовательности переноса веществ и энергии от одной группы организмов к другой различают трофические уровни. Обычно цепи не превышают 5–7 уровней. Первый трофический уровень составляют продуценты, т. к. питаться солнечной энергией могут только они. На всех остальных уровнях – травоядные (фитофаги), первичные хищники, вторичные хищники и т. д. – идёт расход первоначально накопленной энергии на поддержание обменных процессов.

Пищевые отношения удобно представлять в виде трофических пирамид (численности, биомасс, энергий). Пирамида численности – отображение числа особей на каждом трофическом уровне в единицах (штуках).

Она имеет очень широкое основание и резкое сужение к конечным консументам. Это обычный вид пирамиды для травяных сообществ – луговых и степных биоценозов. Если рассмотреть лесное сообщество, то картина может быть искажена: на одном дереве могут кормиться тысячи фитофагов или на одном трофическом уровне окажутся тля и слон (разные фитофаги). Тогда численность консументов может быть больше численности продуцентов. Чтобы преодолеть возможные искажения используют пирамиду биомасс. Выражается она в единицах тоннажа сухой или сырой массы: кг, т и т. д.

В наземных экосистемах биомасса растений всегда больше биомассы животных. Иначе пирамида биомассы выглядит для водных, особенно морских экосистем. Биомасса животных намного больше биомассы растений. Эта неправильность связана с тем, что пирамиды биомасс не учитывают продолжительность существования поколений особей на разных трофических уровнях и скорости образования и выедания биомассы. Главный продуцент морских экосистем – фитопланктон. За год в океане может смениться до 50 поколений фитопланктона. За то время, пока хищные рыбы (а тем более киты) накопят свою биомассу, сменится множество поколений фитопланктона и его суммарная биомасса будет намного больше. Поэтому универсальным способом выражения трофической структуры экосистем являются пирамиды продуктивности, обычно их называют пирамидами энергий, имея в виду энергетическое выражение продукции.

Поглощенная солнечная энергия преобразуется в энергию химических связей углеводов и других органических веществ. Часть веществ окисляется в процессе дыхания растений и освобождает энергию. Эта энергия рассеивается в конечном итоге в виде тепла. Оставшаяся энергия обуславливает прирост биомассы. Суммарная биомасса стабильной экосистемы относительно постоянна. Таким образом, при переходе от одного трофического уровня к другому часть доступной энергии не воспринимается, часть отдается в виде тепла, часть расходуется на дыхание. В среднем при переходе с одного трофического уровня на другой общая энергия уменьшается примерно в 10 раз. Эта закономерность называется правилом пирамиды энергий Линдемана (1942 г.) или правилом 10 %. Чем длиннее пищевая цепь, тем меньше к ее концу остается доступной энергии, поэтому число трофических уровней никогда не бывает слишком большим.

Если энергия и основная масса органического вещества при переходе на следующую ступень экологической пирамиды уменьшается, то накопление попадающих в организм веществ, не участвующих в нормальном обмене веществ (синтетических ядов), примерно в той же пропорции увеличивается. Это явление называется правилом биологического усиления.