Доклад: Биогеоценоз
Экологические системы
Биогеоценоз.
Биогеоценоз - это устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов,
находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы
и литосферы. В это сообщество поступают энергия Солнца, минеральные вещества
почвы и газы атмосферы, вода, а выделяются из него теплота, кислород, диоксид
углерода, продукты жизнедеятельности организмов. Основные функции
биогеоценоза - аккумуляция и перераспределение энергии и круговорот веществ.
Биогеоценоз - целостная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся система. Он
включает следующие обязательные компоненты: неорганические (угле род, азот,
диоксид углерода, вода, минеральные соли) и органические вещества (белки,
углеводы, липиды и др.); автотрофные организмы - продуценты органических
веществ; гетеротрофные организмы - потребители готовых органических веществ
растительного - консументы (потребители первого порядка) и животного
(потребители второго и следующих порядков) происхождения. К гетеротрофным
организмам относятся разрушители - редуценты, или деструкторы, которые
разлагают остатки мертвых растений и oживотных, превращая их в простые
минеральные соединения.
Говоря о биоценозах, рассматривают только взаимосвязанные живые организмы,
обитающие в данной местности. Биоценозы характеризуются видовым
разнообразием, т.е. числом видов живых организмов, образующих его; плотностью
популяций, т.е. числом особей данного вида, отнесенного к единице площади или
к единице объема (для водных и почвенных организмов); биомассой - общим
количеством животного органического вещества, выраженного в единицах массы.
Биомасса образуется в результате связывания солнечной энергии. Эффективность,
с которой растения ассимилируют солнечную энергию, в разных биоценозах
неодинакова. Суммарная продукция фотосинтеза называется первичной продукцией.
Растительная биомасса используется потребителями первого порядка -
растительноядными животными - в качестве источника энергии и материала для
создания биомассы; причем используется чрезвычайно избирательно (рис.17.7),
что понижает интенсивность межвидовой борьбы за существование и способствует
сохранению природных ресурсов. Растительноядные животные в свою очередь
служат источником энергии и материала для потребителей второго порядка -
хищников и т.д. На рис.17.8 приведены сравнительные данные по продуктивности
различных биогеоценозов. Наибольшее количество биомассы образуется в тропиках
и в умеренной зоне, очень мало - в тундре и океане.
Организмы, входящие в состав биогеоценозов, испытывают влияние неживой
природы - абиотических факторов, а также со стороны живой природы -
биотических воздействий.
Биоценозы представляют собой - целостные, саморегулирующиеся биологические
системы, в сой* став которых входят живые организмы, обитающие на одной
территории.
Энергия солнечного света ассимилируется растениями, которые впоследствии
используются животными в качестве пищи.
Пищевые связи.
Каждый вид использует лишь часть содержащейся в органическом веществе
энергии. Непригодные для данного вида, но еще богатые энергией вещества
используют другие организмы. Таким образом, в процессе эволюции в
биогеоценозах сложились цепи взаимосвязанных видов, последовательно
извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества. Такие связи
между особями видов называются пищевыми.
Примеры пищевых цепей можно видеть всюду. Самый простой пример: травоядные
животные поедают растения, а выделениями животных и их трупами питаются
различные навозные и трупо-ядные насекомые и гнилостные бактерии. Но в
естественной обстановке цепи состоят из большего числа звеньев, так как в них
включаются плотоядные животные - хищники и паразиты. Органические остатки
образуются в результате жизнедеятельности всех членов цепи || .
Биогеоценозы очень сложны. В них всегда имеется много параллельных и сложно
переплетенных цепей питания, а общее число видов часто измеряется-сотнями и
даже тысячами. Почти всегда разные виды питаются несколькими разными
объектами и сами служат пищей нескольким членам экосистемы. В результате
получается сложная сеть пищевых связей.
Потери энергии в цепях питания
Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счет органического вещества,
созданного зелеными растениями. При этом действует важная за кономерность,
связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе
питания. Сущность ее заключается в следующем.
Суммарно лишь около 1% лучистой энергии Солнца, падающей на растение,
превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных
органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными
организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть
энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы
жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20%
энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если
хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть
заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии
пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из
3-5 звеньев (пищевых уровней).
Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в
несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса
каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается НН o Эту очень
важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.
Водоем и дубрава как примеры биогеоценозов
1.Биогеоценоз пресного водоема.
Любой природный водоем, например озеро или пруд, с его растительным и
животным населением представляет собой отдельный биогеоценоз. Эта природная
система, как и другие биогеоценозы, обладает способностью к саморегуляции и
непрерывному самовозобновлению.
Растения и животные, населяющие водоем, распределяются в нем неравномерно.
Каждый вид обитает в тех условиях, к которым приспособлен. Наиболее
разнообразные и благоприятные для жизни условия создаются в прибрежной зоне.
Здесь вода теплее, так как прогревается солнечными лучами. Она достаточно
насыщена кислородом. Обилие света, проникающего до дна, обеспечивает развитие
многих высших растений. Многочисленны и мелкие водоросли. В прибрежной зоне
живут и большинство животных. Одни приспособлены к жизни на водных растениях,
другие активно плавают в толще воды (рыбы, хищные жуки-плавунцы и водяные
клопы). Многие водятся на дне (перловицы, беззубки, личинки некоторых
насекомых - ручейников, стрекоз, поденок,,ряд червей и т. п.). Даже
поверхностная пленка воды служит местом обитания специально приспособленных к
ней видов. В тихих заводях можно видеть бегающих по поверхности воды хищных
клопов-водомерок и быстро плавающих кругами жуков-вертячек. Обилие пищи и
другие благоприятные условия привлекают в прибрежную зону рыб.
В глубоких придонных участках водоема, куда слабо проникает солнечный свет,
жизнь беднее и однообразнее. Фотосинте-зирующие растения здесь не могут
существовать. Нижние слои воды вследствие слабого перемешивания остаются
холодными. Здесь вода содержит мало кислорода.
Особые условия создаются и в толще, воды открытых участков водоема. Она
заселена массой мельчайших растительных и животных организмов, которые
сосредоточены в верхних, более прогреваемых и хорошо освещаемых слоях воды.
Здесь развиваются различные микроскопические водоросли; водорослями и
бактериями питаются многочисленные простейшие - инфузории, а также коловратки
и ракообразные. Весь этот комплекс мелких взвешенных в воде организмов
называют планктоном. В круговороте веществ и в жизни водоема планктону
принадлежит очень важная роль.
2.Пищевые связи и устойчивость биогеоценоза пруда.
Рассмотрим, за счет чего существует и как поддерживается система обитателей
водоема. Цепи питания состоят из нескольких последовательных звеньев.
Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются
простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей
рыбам, а последних могут поедать хищные рыбы. Почти все виды питаются не
одним типом пищи, а используют разные пищевые объекты. Пищевые цепи сложно
переплетены. Отсюда следует важный общий вывод: если какой-нибудь член
биогеоценоза выпадает, то система не нарушается, так как используются другие
источники пищи. Чем больше видовое разнообразие, тем система устойчивее.
Первичным источником энергии в водном биогеоценозе, как и в большинстве
экологических систем, служит солнечный свет, благодаря которому растения
синтезируют органическое вещество. Очевидно, биомасса всех существующих в
водоеме животных полностью зависит от биологической продуктивности растений.
Часто причиной низкой продуктивности естественных водоемов бывает недостаток
минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста
автотрофных растений, или неблагоприятная кислотность воды. Внесение
минеральных удобрений, а в случае кислой среды известкование водоемов
способствуют размножению растительного планктона, которым/ питаются животные,
служащие кормом для рыб. Таким путем повышают продуктивность
рыбохозяйственных прудов.
3.Биогеоценоз широколиственного леса.
Среди наземных биогеоценозов одним из наиболее сложных является
широколиственный лес, например дубрава. Дубрава - совершенная и устойчивая
экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать
веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растении и несколько
тысяч видов животных.
Растения дубравы. В наземных биогеоценозах основную биологическую продукцию
создают высшие растения. В лесу это преимущественно многолетние древесные
породы Щ .
Характерная черта лиственного леса заключается в видовом разнообразии
растительности. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные
жизненные условия: про* странство, свет, воду с растворенными в ней
минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у
растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам
существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы
ярусности.
Верхний ярус образуют наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень',
липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен,
яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный
различными кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т. п.
Наконец, на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем
более теневыносливы образующие его растения.
Ярусность выражена также в расположении корневых систем. Деревья верхних
ярусов обладают наиболее глубокой корневой системой и могут использовать воду
и минеральные вещества из глубинных слоев почвы.
Дубрава характеризуется высокой биологической продуктивностью. Вследствие ее
сложной многоярусности общая площадь листьев растений, произрастающих на
каждом гектаре, достигает
4-6 га. Такой мощный фотосинтезирующий аппарат улавливает и трансформирует в
потенциальную энергию органического вещества около 1 % годового притока
солнечной радиации. Последняя в средних широтах составляет около 3,8- 107
кДж/га. Почти половина синтезированного вещества расходуется самими
растениями в процессе дыхания. Чистая продукция в виде прироста органического
вещества в надземных частях растений составляет
5-6 т/га за год. К этому следует добавить 3-4 т/га ежегодного прироста
подземных частей. Таким образом, продукция дубрав достигает, почти 10 т/га в
год.
Цепи питания в дубравах. Богатство и разнообразие растений, производящих
громадное количество органического вещества, которое может быть использовано
в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных
потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных - птиц и
млекопитающих.
Среди млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные
мышевидные грызуны и зайцы, а также копытные, за счет которых существуют
хищники: ласка, горностай, куница, лиса, волк. Все виды позвоночных служат
средой обитания и источником питания для различных наружных паразитов,
преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов: плоских и
Страницы: 1, 2
|