Pojem biogeocenóza zavedl do vědeckého použití v roce 1942 akademik Vladimir Nikolajevič Sukačev (1880-1967). Biogeocenóza je podle jeho názoru spojením homogenních přírodních jevů (hornina, vegetace, fauna a svět mikroorganismů, půdní a hydrologické poměry) na známém rozsahu zemského povrchu, který má specifika vzájemného působení těchto složek. které ji tvoří a určitý typ výměny hmoty a jejich energie.mezi sebou a jinými přírodními jevy.
Biogeocenóza je otevřený bioinertní (tj. skládající se z živé a neživé hmoty) systém, jehož hlavním vnějším zdrojem je energie slunečního záření. Tento systém se skládá ze dvou hlavních bloků. První blok, ekotop, spojuje všechny faktory neživé přírody (abiotické prostředí). Tuto inertní část systému tvoří aerotop - kombinace faktorů nadzemního prostředí (teplo, světlo, vlhkost atd.) a edafotop - kombinace fyzikálních a chemických vlastností půdně-půdního prostředí. Druhý blok, biocenóza, je souborem všech typů organismů. Funkčně se biocenóza skládá z autotrofů – organismů schopných využívat energii slunečních paprsků k vytvoření organické hmoty z anorganické hmoty, a heterotrofů – organismů, které jako zdroj hmoty a energie využívají organickou hmotu vytvořenou autotrofy.
Velmi důležitou funkční skupinu tvoří diazotrofy – prokaryotické organismy fixující dusík. Určují dostatečnou autonomii většiny přírodních biogeocenóz při poskytování přístupných sloučenin dusíku rostlinám. Patří sem jak autotrofní, tak heterotrofní bakterie, sinice a aktinomycety.
V literatuře, zejména zahraniční, místo termínu biogeocenóza nebo spolu s ním používají koncept, který navrhli anglický geobotanik Arthur Tansley a německý hydrobiolog Volterek. Ekosystém a biogeocenóza jsou v podstatě totožné. Ekosystém je však chápán jako bezrozměrná entita. Za ekosystém se například považuje tlející pařez v lese, jednotlivé stromy, lesní fytocenóza, ve které se tyto stromy a pařez nacházejí; lesy, které zahrnují řadu fytocenóz; lesní zóna apod. Biogeocenózou se vždy rozumí chorologická (topografická) jednotka, která má určité hranice, vymezené hranicemi fytocenózy zahrnuté v jejím složení. "Biogeocenóza je ekosystém v hranicích fytocenózy" - aforismus jednoho ze spolupracovníků V. N. Sukačeva. Ekosystém je širší pojem než biogeocenóza. Ekosystémem může být nejen biogeocenóza, ale také bioinertní systémy závislé na biogeocenózách, ve kterých jsou organismy zastoupeny pouze heterotrofy, a také takové bioinertní systémy vytvořené člověkem, jako je sýpka, akvárium, loď s organismy, které ji obývají. , atd.
Konsorcia jako strukturní a funkční jednotky biocenóz
Koncept konsorcií v jejich moderním chápání jako strukturních a funkčních biocenóz se zformoval na počátku 50. let 20. století. Ruští vědci - zoolog Vladimir Nikolaevich Beklemishev a geobotanik Leonty Grigorievich Ramensky.
Konsorcia populací některých rostlinných druhů se mohou skládat z mnoha desítek či dokonce stovek druhů rostlin, živočichů, hub a prokaryot. Ve složení pouze prvních tří koncentrátů v konsorciu břízy bradavičnaté (Betula verrucosa) je známo více než 900 druhů organismů.
Obecná charakteristika přírodních společenstev a jejich struktura
Hlavní jednotkou přírodních společenstev je biocenóza. Biocenóza je společenství rostlin, živočichů, hub a dalších organismů, které obývají stejné území, jsou vzájemně propojeny v potravním řetězci a mají na sebe určitý vliv.
Biocenóza se skládá ze společenství rostlin a organismů doprovázejících toto společenství.
Rostlinné společenstvo je soubor rostlin rostoucích na daném území, které tvoří základ konkrétní biocenózy.
Rostlinné společenstvo je tvořeno autotrofními fotosyntetickými organismy, které jsou zdrojem potravy pro heterotrofní organismy (fytofágy a detritofágy).
Na základě ekologické role se organizmy tvořící biocenózu dělí na producenty, konzumenty, rozkladače a vyživovače suti různých řádů.
Pojem „biogeocenóza“ úzce souvisí s pojmem „biocenóza“. Existence organismu je nemožná bez jeho stanoviště, proto složení flóry a fauny daného společenstva organismů je do značné míry ovlivněno substrátem (jeho složením), klimatem, reliéfními rysy této konkrétní oblasti atd. je nutné zavést pojem „biogeocenóza“.
Biogeocenóza je stabilní samoregulační ekologický systém umístěný na daném konkrétním území, ve kterém jsou organické složky úzce a nerozlučně spjaty s anorganickými.
Biogeocenózy jsou rozmanité, jsou určitým způsobem vzájemně propojeny, mohou být dlouhodobě stabilní, avšak vlivem měnících se vnějších podmínek nebo v důsledku lidské činnosti se mohou měnit, odumírat, být nahrazeny další společenstva organismů.
Biogeocenóza se skládá ze dvou složek: bioty a biotopu.
Biotop je z hlediska abiotických faktorů relativně homogenní prostor obsazený biogeocenózou (biotou) (někdy je biotop chápán jako stanoviště druhu nebo jeho jednotlivé populace).
Biota je soubor různých organismů, které obývají dané území a jsou součástí dané biogeocenózy. Je tvořen dvěma skupinami organismů, které se liší způsobem krmení - autotrofy a heterotrofy.
Autotrofní organismy (autotrofní) jsou organismy, které jsou schopny asimilovat energii přicházející zvenčí ve formě oddělených částí (kvant) pomocí chlorofylu nebo jiných látek, přičemž tyto organismy syntetizují organické látky z anorganických sloučenin.
Mezi autotrofy se rozlišují fototrofní a chemotrofní: první zahrnují rostliny, druhý zahrnují chemosyntetické bakterie, jako je sirná bakterie.
Heterotrofní organismy (heterotrofní) jsou organismy, které se živí již hotovými organickými látkami, přičemž ty jsou jak zdrojem energie (uvolňuje se při jejich oxidaci), tak zdrojem chemických sloučenin pro syntézu vlastních organických látek.
Všechna společenstva rostlin, živočichů, mikroorganismů, hub, která jsou mezi sebou v nejužším spojení a vytvářejí nerozlučný systém vzájemně se ovlivňujících organismů a jejich populací - biocenóza také zvaný společenství.
Producenty v lese jsou stromy, keře, trávy, mechy.
Spotřební materiál - zvířata, ptáci, hmyz.
Redukce jsou pozemní.
Producenti v jezírku jsou plovoucí rostliny, řasy, modrozelené.
Spotřební materiál - hmyz, obojživelníci, korýši, býložravé a dravé ryby.
Reduktory jsou vodní formy hub a rostlin.
Příkladem ekosystému je listnatý les. Mezi listnaté lesy patří buk, dub, habr, lípa, javor, osika a další stromy, jejichž olistění na podzim opadává. V lese se rozlišuje několik vrstev rostlin: vysoké a nízké stromové, keře, trávy a mechový pokryv. Rostliny vyšších pater jsou světlomilnější a lépe přizpůsobené kolísání teplot a vlhkosti než rostliny nižších pater. Keře, trávy a mechy v lese jsou odolné vůči stínu, v létě existují v polotmě, která se tvoří po plném nasazení olistění stromů. Na povrchu půdy je podestýlka skládající se z polorozložených zbytků, spadaného listí, větviček stromů a keřů a odumřelých trav.
Fauna listnatých lesů je bohatá. Existuje mnoho norských hlodavců, hmyzožravců a predátorů. Na stromech žijí savci. Ptáci hnízdí v různých vrstvách lesa: na zemi, v křoví, na kmenech nebo v dutinách a na korunách stromů. Existuje mnoho hmyzu, který se živí listím a dřevem. Podestýlka a horní horizonty půdy jsou domovem obrovského množství bezobratlých, hub a bakterií.
Vlastnosti biogeocenóz.
Stabilita.
Odolnost je vlastnost komunity a ekosystému odolávat změnám způsobeným vnějšími vlivy. Schopnost organismů snášet nepříznivé podmínky a vysoký reprodukční potenciál zajišťují zachování populací v ekosystému, což zaručuje jeho stabilitu.
Samoregulace.
Biogeocenóza (na příkladu dubového háje)
1. Dúbrava jako přirozené společenstvo (biogeocenóza), vyznačující se celistvostí a stabilitou
- Tento typ přírodního společenstva, námi na exkurzi považovaný za dubový háj, je jedním z nejobtížnějších mezi terestrickými biogeocenózami. No, za prvé, co je to biogeocenóza? Biogeocenóza je komplex vzájemně propojených druhů (populací různých druhů), které žijí v určité oblasti s více či méně homogenními životními podmínkami. Tato definice bude potřeba pro budoucí použití. Dúbrava je dokonalý a stabilní ekologický systém, schopný existovat po staletí za nezměněných vnějších podmínek. Biogeocenózu dubových lesů tvoří více než sto druhů rostlin a několik tisíc druhů živočichů. Je jasné, že při takové rozmanitosti druhů obývajících dubový les bude obtížné otřást stabilitou dané biogeocenózy vyhubením jednoho nebo více druhů rostlin nebo živočichů. Je to obtížné, protože v důsledku dlouhodobého soužití rostlinných a živočišných druhů z rozptýlených druhů se z nich stala jediná a dokonalá biogeocenóza - dubový les, který je, jak již bylo uvedeno výše, schopen existovat po staletí pod stálé vnější podmínky.
2. Hlavní složky biogeocenózy a vztah mezi nimi; rostliny jsou hlavním článkem v ekosystému.
- Naprostá většina biogeocenózy je založena na zelených rostlinách, o kterých je známo, že jsou producenty organické hmoty (producenty). A jelikož jsou v biogeocenóze nutně přítomni býložraví a masožraví živočichové - konzumenti živé organické hmoty (konzumenti) a nakonec i ničitelé organických zbytků - především mikroorganismy, které přinášejí rozklad organických látek na jednoduché minerální sloučeniny (reduktory), není těžko uhodnout, proč jsou rostliny hlavním článkem ekosystému. Ale protože každý v biogeocenóze spotřebovává organickou hmotu, respektive sloučeniny vzniklé po rozpadu organické hmoty, a je jasné, že pokud zmizí rostliny, hlavní zdroj organické hmoty, tak život v biogeocenóze prakticky zanikne.
3. Koloběh látek v biogeocenóze. Význam v cyklu solární elektrárny
- Oběh látek v biogeocenóze je nezbytnou podmínkou existence života. Vznikl v procesu utváření života a stal se složitějším v průběhu evoluce živé přírody. Na druhou stranu, aby byl koloběh látek v biogeocenóze možný, je potřeba mít v ekosystému organismy, které z anorganických vytvářejí organické látky a přeměňují energii slunečního záření, a také organismy, které využívají tyto organické látky a přeměnit je zpět na anorganické sloučeniny. Všechny organismy jsou rozděleny do dvou skupin podle způsobu výživy - autotrofní a heterotrofní. Autotrofy (hlavně rostliny) využívají k syntéze organických látek anorganické sloučeniny prostředí. Heterotrofní (zvířata, lidé, houby, bakterie) se živí hotovými organickými látkami, které jsou syntetizovány autotrofy. Heterotrofy jsou tedy závislé na autotrofech. V jakékoli biogeocenóze by se veškeré zásoby anorganických sloučenin velmi brzy vyčerpaly, pokud by se v průběhu života organismů neobnovovaly. V důsledku dýchání, rozkladu mrtvol zvířat a rostlinných zbytků se organické látky přeměňují na anorganické sloučeniny, které se opět vracejí do přirozeného prostředí a mohou být opět využity autotrofy. V biogeocenóze se tedy v důsledku životně důležité činnosti organismů nepřetržitě uskutečňuje tok atomů z neživé přírody do živé přírody a naopak, uzavírá se do cyklu. Pro cirkulaci látek je zapotřebí příliv energie zvenčí. Zdrojem energie je Slunce. Pohyb hmoty způsobený činností organismů probíhá cyklicky, lze jej využívat opakovaně, přičemž tok energie je v tomto procesu jednosměrný. Energie slunečního záření se v biogeocenóze přeměňuje do různých forem: na energii chemických vazeb, na mechanickou a nakonec na vnitřní energii. Ze všeho, co bylo řečeno, je zřejmé, že cirkulace látek v biogeocenóze je nezbytnou podmínkou existence života a rostlin (autotrofů) v ní nejdůležitějším článkem.
4. Diverzita druhů v biogeocenóze, jejich adaptabilita na soužití.
- Charakteristickým znakem dubového lesa je druhová rozmanitost vegetace. Jak bylo uvedeno výše, biogeocenózu dubových lesů tvoří více než sto druhů rostlin a několik tisíc druhů zvířat. Mezi rostlinami existuje intenzivní soutěž o základní životní podmínky: prostor, světlo, voda s minerály rozpuštěnými v ní. V důsledku dlouhodobého přirozeného výběru si dubové lesní rostliny vyvinuly adaptace, které umožňují koexistenci různých druhů. To se jasně projevuje ve vrstvení charakteristické pro dubový les. Horní patro tvoří nejvíce světlomilné dřeviny: dub, jasan, lípa. Níže jsou doprovodné méně světlomilné stromy: javor, jabloň, hrušeň aj. Ještě níže je vrstva podrostu, tvořená různými keři: líska, euonymus, řešetlák, kalina aj. Nakonec narůstá vrstva bylinných rostlin na půda. Čím nižší je úroveň, tím odolnější vůči stínu jsou rostliny, které ji tvoří. Tiering je také vyjádřen v umístění kořenových systémů. Stromy v horních patrech mají nejhlubší kořenové systémy a mohou využívat vodu a minerály z hlubších vrstev půdy.
5. Potravinové vazby, ekologická pyramida.
6. Populace rostlin a živočichů; faktory způsobující změny v počtu; samoregulace v biogeocenóze.
7. Změny biogeocenózy na jaře: v životě rostlin a živočichů.
8. Možné směry změn biogeocenózy.
- Jakákoli biogeocenóza se vyvíjí a vyvíjí. Rostliny hrají vedoucí roli v procesu změny suchozemských biogeocenóz, ale jejich aktivita je neoddělitelná od aktivity ostatních složek systému a biogeocenóza vždy žije a mění se jako celek. Změna jde určitými směry a trvání existence různých biogeocenóz je velmi odlišné. Příkladem změny nedostatečně vyváženého systému je zarůstání nádrže. V důsledku nedostatku kyslíku ve spodních vrstvách vody zůstává část organické hmoty nezoxidovaná a není využita v další cirkulaci. V pobřežní zóně se hromadí zbytky vodní vegetace tvořící rašelinná ložiska. Nádrž je mělká. Směrem do středu nádrže se šíří pobřežní vodní vegetace, tvoří se rašelinná ložiska. Jezero se postupně mění v bažinu. Okolní suchozemská vegetace se postupně přesouvá k místu bývalé nádrže. V závislosti na místních podmínkách se zde může objevit ostřicová louka, les nebo jiný typ biogeocenózy. Dúbrava se také může proměnit v jiný typ biogeocenózy. Například po pokácení stromů se může proměnit v louku, pole (agrocenóza) nebo něco jiného.
9. Vliv lidské činnosti na biogeocenózu; činnosti, které je třeba provádět, aby byla chráněna.
- V poslední době je člověk velmi aktivní v ovlivňování života biogeocenózy. Ekonomická aktivita lidí je mocným faktorem proměny přírody. V důsledku této činnosti vznikají svérázné biogeocenózy. Patří sem například agrocenózy, což jsou umělé biogeocenózy vzniklé v důsledku zemědělské činnosti člověka. Příkladem jsou uměle vytvořené louky, pole, pastviny. Umělé biogeocenózy vytvořené člověkem vyžadují neúnavnou pozornost a aktivní zásahy do jejich života. Samozřejmě existuje mnoho podobností a rozdílů v umělých a přírodních biogeocenózách, ale nebudeme se tím zabývat. Člověk také ovlivňuje život přirozených biogeocenóz, ale samozřejmě ne tolik jako na agrocenózách. Příkladem je lesní hospodářství založené pro výsadbu mladých stromků a také pro omezení myslivosti. Jako příklad mohou posloužit i rezervace a národní parky vytvořené k ochraně určitých druhů rostlin a živočichů. Vznikají také masové společnosti, které prosazují zachování a ochranu životního prostředí, jako je „zelená“ společnost atp.
10. Závěr: na příkladu exkurzní procházky přírodní biogeocenózou - dubovým lesem zjišťovali a rozebírali, proč je dubový les celistvý a stabilní, jaké jsou hlavní složky biogeocenózy, jaká je jejich úloha a jaké souvislosti existují mezi nimi, a také analyzovali, proč je cirkulace látek v biogeocenóze nezbytnou podmínkou existence života, také zjistili, jak veškerá rozmanitost druhů žijících v dubovém lese není ve vzájemném rozporu, což umožňuje navzájem se rozvíjet normálně přišli na to, jaké potravní vazby existují v dubovém lese a rozebrali takový koncept jako je ekologická pyramida, zdůvodnili faktory způsobující změnu počtu a takový jev, jako je samoregulace, zjistili, k jakým změnám dochází v biogeocenóze v jaro a analyzoval možné směry vývoje biogeocenózy a také to, jak člověk ovlivňuje život v biogeocenózách. Obecně byl život biogeocenóz kompletně analyzován na příkladu dubových hájů.
βίος - život γη - země + κοινός - obecný) - systém, který na stejném území zahrnuje společenstvo živých organismů a soubor s ním úzce souvisejících abiotických faktorů prostředí, propojených oběhem látek a tokem energie (přírodní ekosystém). Jde o stabilní samoregulační ekologický systém, ve kterém jsou organické složky (živočichové, rostliny) neoddělitelně spjaty s anorganickými (voda, půda). Příklady: borový les, horské údolí. Doktrína biogeocenózy byla vyvinuta Vladimirem Sukachevem v roce 1942. V zahraniční literatuře je to málo platné. Dříve také široce používán v německé vědecké literatuře.Kolegiální YouTube
- koloběh látek je charakteristický
- otevřený systém pro vstup a výstup energie, jejímž hlavním zdrojem je Slunce
- Biogeocenóza = biocenóza + biotop.
- Druhové složení- počet druhů obývajících biogeocenózu.
- Druhová rozmanitost- počet druhů obývajících biogeocenózu na jednotku plochy nebo objemu.
- Biomasa- počet organismů biogeocenózy vyjádřený v jednotkách hmotnosti. Nejčastěji se biomasa dělí na:
- producenti biomasy
- biomasa spotřebitelů
- rozkladače biomasy
- Produktivita
- udržitelnost
- Schopnost seberegulace
- dostatek životního prostoru, tedy takový objem nebo plocha, která poskytuje jednomu organismu všechny zdroje, které potřebuje.
- bohatost druhové skladby. Čím je bohatší, tím je potravní řetězec a následně i oběh látek stabilnější.
- rozmanitost druhových interakcí, které také podporují sílu trofických vztahů.
- prostředí tvořící vlastnosti druhů, to znamená účast druhů na syntéze nebo oxidaci látek.
- směr antropogenního dopadu.
1 / 5
systém schopný samoregulace a udržování svého složení na určité konstantní úrovni
Základní ukazatele
Druhové složení a druhová diverzita se ve většině případů kvantitativně neshodují a druhová diverzita přímo závisí na zkoumané oblasti.
Prostorové charakteristiky
Přechod z jedné biogeocenózy do druhé v prostoru nebo čase je doprovázen změnou stavů a vlastností všech jejích složek a následně i změnou charakteru biogeocenotického metabolismu. Hranice biogeocenózy lze vysledovat na mnoha jejích složkách, častěji se však shodují s hranicemi rostlinných společenstev (fytocenóz). Vrstva biogeocenózy není homogenní ani složením a stavem svých složek, ani podmínkami a výsledky jejich biogeocenotické aktivity. Rozlišuje se na nadzemní, podzemní, podvodní části, které se zase dělí na elementární vertikální struktury - bio-geo-horizonty, velmi specifické složením, stavbou a stavem živých a inertních složek. Pojem biogeocenotické parcely byl zaveden pro označení horizontální heterogenity neboli mozaikovité povahy biogeocenózy. Stejně jako biogeocenóza jako celek je tento koncept komplexní, protože složení pozemku jako účastníků metabolismu a energie zahrnuje vegetaci, zvířata, mikroorganismy, půdu, atmosféru.
Mechanismy stability biogeocenóz
Jednou z vlastností biogeocenóz je schopnost samoregulace, tedy udržení jejího složení na určité stabilní úrovni. Toho je dosaženo prostřednictvím stálého cyklu látek a energie. Stabilita samotného cyklu je zajištěna několika mechanismy:
Mechanismy tedy zajišťují existenci neměnných biogeocenóz, které se nazývají stabilní. Stabilní biogeocenóza, která existuje po dlouhou dobu, se nazývá klimax. Stabilních biogeocenóz je v přírodě málo, častěji existují stabilní - měnící se biogeocenózy, které se však díky samoregulaci mohou vrátit do své původní výchozí polohy.
Pojem „ekosystém“ zavedl v roce 1935 anglický botanik A. Tensley. Tímto pojmem označil jakýkoli soubor organismů, které spolu žijí, stejně jako jejich prostředí. Jeho definice zdůrazňuje přítomnost vzájemné závislosti, vztahů, vztahů příčiny a následku, které existují mezi abiotickým prostředím a biologickou komunitou, a spojuje je do jakéhosi funkčního celku. Ekosystém je podle biologů soubor všech druhů populací různých druhů, které žijí ve společné oblasti, stejně jako neživé prostředí, které je obklopuje.
Biogeocenóza je přirozený útvar s jasnými hranicemi. Skládá se ze souboru biocenóz (živých bytostí), které zaujímají určité místo. Například pro vodní organismy je toto místo voda, pro ty, kteří žijí na souši - atmosféra a půda. Níže zvážíme, co vám pomůže pochopit, co to je. Tyto systémy si podrobně popíšeme. Dozvíte se o jejich struktuře, jaké existují a jak se mění.
Biogeocenóza a ekosystém: rozdíly
Do jisté míry jsou pojmy „ekosystém“ a „biogeocenóza“ jednoznačné. Ne vždy se však z hlediska objemu shodují. Biogeocenóza a ekosystém spolu souvisí jako méně široký a širší pojem. Ekosystém není spojen s určitou omezenou oblastí zemského povrchu. Tento koncept lze aplikovat na všechny stabilní systémy neživých i živých složek, ve kterých dochází k vnitřnímu i vnějšímu oběhu energie a látek. Ekosystémy například zahrnují kapku vody s mikroorganismy, květináč, akvárium, biofiltr, provzdušňovací nádrž a vesmírnou loď. Ale nelze je nazvat biogeocenózami. Ekosystém může také zahrnovat několik biogeocenóz. Podívejme se na několik příkladů. Je možné rozlišit biogeocenózy oceánu a biosféry jako celku, kontinent, pás, půdně-klimatická oblast, zóna, provincie, okres. Ne každý ekosystém lze tedy považovat za biogeocenózu. Zjistili jsme to pohledem na příklady. Ale jakoukoli biogeocenózu lze nazvat ekologickým systémem. Doufáme, že nyní rozumíte specifikům těchto pojmů. „Biogeocenóza“ a „ekosystém“ se často používají jako synonyma, ale stále je mezi nimi rozdíl.
Vlastnosti biogeocenózy
Mnoho druhů obvykle obývá kterýkoli z uzavřených prostor. Vzniká mezi nimi komplexní a trvalý vztah. Jinými slovy, různé typy organismů, které existují v určitém prostoru, charakterizovaném komplexem speciálních fyzikálně-chemických podmínek, představují komplexní systém, který v přírodě přetrvává více či méně dlouhou dobu. Pro objasnění definice poznamenáváme, že biogeocenóza je společenství organismů různých typů (historicky vytvořených), které jsou úzce spjaty navzájem a s prostředím, výměnou energie a látek. Specifikem biogeocenózy je, že je prostorově omezená a spíše homogenní jak z hlediska druhové skladby živých bytostí do ní zahrnutých, tak z hlediska komplexu různé existence jako ucelený systém zajišťuje stálý přísun sluneční energie. do tohoto komplexu. Hranice biogeocenózy je zpravidla stanovena podél hranice fytocenózy (rostlinného společenstva), která je její nejdůležitější složkou. To jsou jeho hlavní rysy. Role biogeocenózy je skvělá. Na její úrovni probíhají všechny procesy toku energie a cirkulace látek v biosféře.
Tři skupiny biocenózy
Hlavní role při realizaci interakce mezi jeho různými složkami patří biocenóze, tedy živým bytostem. Jsou rozděleny podle svých funkcí do 3 skupin - reduktory, konzumenti a producenti - a úzce interagují s biotopem (neživou přírodou) i mezi sebou navzájem. Tyto živé tvory spojují potravní vazby, které mezi nimi existují.
Producenti jsou skupinou autotrofních živých organismů. Spotřebovávajíce energii slunečního záření a minerálů z biotopu, vytvářejí primární organickou hmotu. Tato skupina zahrnuje některé bakterie, stejně jako rostliny.
Reduktory rozkládají zbytky odumřelých organismů a také rozkládají organické látky na anorganické, čímž vracejí do biotopu minerální látky „stažené“ výrobci. Jde například o některé druhy jednobuněčných hub a bakterií.
Dynamická rovnováha systému
Typy biogeocenóz
Biogeocenóza může být přirozená a umělá. Mezi tyto typy patří agrobiocenózy a městské biogeocenózy. Pojďme se u každého z nich zastavit podrobněji.
Přirozená biogeocenóza
Všimněte si, že každá přirozená biogeocenóza je systém, který se vyvíjel po dlouhou dobu - tisíce a miliony let. Proto jsou všechny jeho prvky navzájem "zabroušené". To vede k tomu, že odolnost biogeocenózy vůči různým změnám prostředí je velmi vysoká. „Síla“ ekosystémů není neomezená. Hluboké a náhlé změny podmínek existence, pokles počtu druhů organismů (například v důsledku velkoplošného odlovu komerčních druhů) vedou k tomu, že může být narušena rovnováha a může být zničena. . V tomto případě dochází ke změně biogeocenóz.
Agrobiocenózy
Agrobiocenózy jsou zvláštní společenstva organismů, která se vyvíjejí v oblastech využívaných lidmi k zemědělským účelům (výsadba, výsev kulturních rostlin). Producenti (rostliny), na rozdíl od biogeocenóz přírodního druhu, jsou zde zastoupeni jedním typem kultury pěstované člověkem a také určitým počtem druhů plevelů. Odrůda (hlodavci, ptáci, hmyz atd.) určuje vegetační kryt. Jedná se o druhy, které se mohou živit rostlinami rostoucími na území agrobiocenóz a také být v podmínkách jejich pěstování. Tyto podmínky určují přítomnost dalších druhů zvířat, rostlin, mikroorganismů a hub.
Agrobiocenóza závisí především na lidské činnosti (hnojení, mechanické zpracování půdy, zavlažování, ošetření pesticidy atd.). Stabilita biogeocenózy tohoto druhu je slabá – bez zásahu člověka se velmi rychle zhroutí. To je částečně způsobeno tím, že kulturní rostliny jsou mnohem náladovější než ty divoké. Proto jim nemohou konkurovat.
Městské biogeocenózy
Městské biogeocenózy jsou zvláště zajímavé. Jedná se o další typ antropogenního ekosystému. Příkladem jsou parky. Ty hlavní, stejně jako v případě agrobiocenóz, jsou v nich antropogenní. Druhové složení rostlin určuje člověk. Sází je, a také se o ně a jejich zpracování stará. Změny vnějšího prostředí jsou nejvýraznější ve městech – zvýšení teploty (od 2 do 7 °C), specifické vlastnosti půdy a složení atmosféry, zvláštní režim vlhkosti, osvětlení, působení větrů. Všechny tyto faktory tvoří městské biogeocenózy. Jedná se o velmi zajímavé a specifické systémy.
Příklady biogeocenózy jsou četné. Různé systémy se od sebe liší druhovým složením organismů, ale i vlastnostmi prostředí, ve kterém žijí. Příklady biogeocenózy, kterým se budeme podrobně věnovat, jsou listnatý les a rybník.
Listnatý les jako příklad biogeocenózy
Listnatý les je složitý ekologický systém. Biogeocenóza v našem příkladu zahrnuje takové druhy rostlin, jako jsou duby, buky, lípy, habry, břízy, javory, jeřáby, osiky a další stromy, jejichž olistění na podzim opadává. V lese vyniká několik jejich vrstev: nízký a vysoký stromový, mechový půdní pokryv, trávy, keře. Rostliny obývající horní patra jsou náročnější na světlo. Odolávají kolísání vlhkosti a teploty lépe než zástupci nižších vrstev. Mechy, trávy a keře jsou odolné vůči stínu. Existují v létě v soumraku vzniklé po nasazení olistění stromů. Podestýlka leží na povrchu půdy. Vzniká z polorozpadlých zbytků, větviček keřů a stromů, spadaného listí, odumřelých trav.
Lesní biogeocenózy včetně listnatých lesů se vyznačují bohatou faunou. Obývá je mnoho hrabavých hlodavců, dravců (medvědi, jezevci, lišky) a hmyzožravců. Na stromech žijí i savci (čipmunk, veverka, rys). Srnčí, los, jelen jsou součástí skupiny velkých býložravců. Divočáci jsou rozšířeni. Ptáci hnízdí v různých vrstvách lesa: na kmenech, v keřích, na zemi nebo na vrcholcích stromů a v dutinách. Existuje mnoho hmyzu, který se živí listím (např. housenky), ale i dřevem (kůrovec). V horních vrstvách půdy, stejně jako v podestýlce, žije kromě hmyzu obrovské množství dalších obratlovců (roztoči, žížaly, larvy hmyzu), mnoho bakterií a hub.
Rybník jako biogeocenóza
Zvažte teď rybník. Toto je příklad biogeocenózy, ve které je voda životním prostředím organismů. V mělkých jezírkách se usazují velké plovoucí nebo kořenící rostliny (jehličnany, lekníny, rákosí). Malé plovoucí rostliny jsou rozmístěny po celém vodním sloupci, až do hloubky, kam proniká světlo. Jde především o řasy zvané fytoplankton. Někdy je jich mnoho, v důsledku čehož voda zezelená, „rozkvete“. Ve fytoplanktonu se nacházejí různé modrozelené, zelené a rozsivky. Pulci, larvy hmyzu, korýši se živí rostlinnými zbytky nebo živými rostlinami. Ryby a dravý hmyz jedí malá zvířata. Býložravé a menší dravé ryby loví velké dravé ryby. V celém jezírku jsou rozšířeny organismy rozkládající organickou hmotu (houby, bičíkovci, bakterie). Zejména na dně je jich mnoho, protože se zde hromadí zbytky mrtvých zvířat a rostlin.
Srovnání dvou příkladů
Porovnáním příkladů biogeocenózy vidíme, jak nepodobné jak v druhovém složení, tak ve vzhledu ekosystémů rybníka a lesa. To je způsobeno skutečností, že organismy, které je obývají, mají různá stanoviště. V rybníku je to voda a vzduch, v lese je to půda a vzduch. Funkční skupiny organismů jsou však stejného typu. V lese jsou producenty mechy, trávy, keře, stromy; v jezírku - řasy a plovoucí rostliny. Mezi spotřebitele v lese patří hmyz, ptáci, zvířata a další bezobratlí, kteří obývají podestýlku a půdu. Mezi konzumenty v jezírku patří různí obojživelníci, hmyz, korýši, masožravé a býložravé ryby. V lese jsou rozkladače (bakterie a houby) zastoupeny suchozemskými formami a v rybníce - vodními. Je třeba také poznamenat, že jak rybník, tak listnatý les jsou přirozenou biogeocenózou. Příklady umělých jsme uvedli výše.
Proč se biogeocenózy vzájemně nahrazují?
Biogeocenóza nemůže existovat věčně. Nevyhnutelně bude dříve nebo později nahrazen jiným. K tomu dochází v důsledku změn životního prostředí živými organismy, pod vlivem člověka, v procesu evoluce, se změnami klimatických podmínek.
Příklad změny biogeocenózy
Vezměme si jako příklad případ, kdy jsou příčinou změny ekosystémů samotné živé organismy. Jedná se o kolonizaci hornin vegetací. Zvětrávání hornin má velký význam v raných fázích tohoto procesu: částečné rozpouštění minerálů a změny jejich chemických vlastností, destrukce. V počátečních fázích hrají velmi důležitou roli první osadníci: řasy, bakterie, modrozelená. Producenti volně žijí v lišejnících a řasách. Vytvářejí organickou hmotu. Modrozelení odebírají ze vzduchu dusík a obohacují jej o prostředí, které je zatím k životu nevhodné. Lišejníky rozpouštějí horninu sekrety organických kyselin. Přispívají k tomu, že se prvky minerální výživy postupně akumulují. Plísně a bakterie ničí organické látky vytvořené výrobci. Posledně jmenované nejsou zcela mineralizované. Postupně se hromadí směs minerálních a organických sloučenin a dusíkem obohacené rostlinné zbytky. Jsou vytvořeny podmínky pro existenci křovinatých lišejníků a mechů. Proces akumulace dusíku a organické hmoty se urychlí a vytvoří se tenká vrstva půdy.
Vzniká primitivní komunita, která může existovat v tomto nepříznivém prostředí. První osadníci jsou dobře přizpůsobeni drsným podmínkám skal – snesou mráz, horko i sucho. Postupně mění své stanoviště a vytvářejí podmínky pro tvorbu nových populací. Po objevení se bylin (jetel, obiloviny, ostřice, zvonek atd.) zesílí konkurence o živiny, světlo a vodu. V tomto boji jsou průkopničtí osadníci vytlačováni novými druhy. Keře se spokojí s bylinkami. Kořeny ukotvují tvořící se zeminu. Lesní společenstva jsou nahrazena trávou a keři.
V průběhu dlouhého procesu vývoje a změn biogeocenózy postupně narůstá počet druhů živých organismů v ní zahrnutých. Komunita se stává složitější, rozvětvuje se a zvyšuje se rozmanitost spojení mezi organismy. Stále kompletnější komunita využívá zdroje životního prostředí. Takže se změní na zralou, která je dobře přizpůsobena podmínkám prostředí a má samoregulaci. V něm se populace druhů dobře rozmnožují a nejsou nahrazovány jinými druhy. Popisovaná změna biogeocenóz trvá tisíce let. Existují však změny, které se dějí pouze před jednou generací lidí. Jde například o zarůstání malých vodních ploch.
Takže jsme mluvili o tom, co je biogeocenóza. Příklady s popisem uvedeným výše jej vizuálně reprezentují. Vše, o čem jsme mluvili, je důležité pro pochopení tohoto tématu. Typy biogeocenóz, jejich struktura, vlastnosti, příklady - to vše by mělo být studováno, abychom jim úplně porozuměli.
Struktura biogeocenózy. Biogeocenóza(z řečtiny. bio- život, geo - přistát, cenóza- společenstvo) - nejmenší strukturní jednotka biosféry, která je vnitřně homogenním prostorově omezeným (izolovaným) přirozeným systémem propojených živých organismů a okolí abiotické(neživé, inertní) prostředí. Tento termín zavedl v roce 1942 slavný ruský (sovětský) vědec - biolog V.N. Suchačev (1880 - 1967). Biogeocenóza se skládá ze dvou komplexních složek různé povahy: biocenózy a biotopu.
Období biocenóza byl představen německým biologem K. Moebiusem (1877) a znamená soubor živých organismů (živočichů, rostlin, mikroorganismů), které existují na relativně homogenní oblasti biotopu z hlediska životních podmínek. Biocenóza je komplexní soubor skládající se z řady složek živé přírody, které se vzájemně podmiňují svou existencí:
1) fytocenóza- společenstva rostlinných organismů;
2) zoocenóza- biokomplex živočišných organismů (bezobratlých a obratlovců) žijících v půdě a nadpůdním prostředí;
3) mikrobiocenóza(nebo mikrobocenóza) - společenstva mikroorganismů (bakterií, hub aj.) žijících v půdě, ve vzduchu a ve vodním prostředí.
Biotop(neboli ekotop) je z hlediska svých geomorfologických, klimatických, geochemických a dalších abiotických vlastností relativně homogenní prostor obsazený biocenózou. Biotop je kombinací dvou vzájemně se ovlivňujících složek neživé přírody:
1) atmosféra obsahující vzdušnou vlhkost a biogenní plyny (kyslík a oxid uhličitý) a charakterizovaná takovými vlastnostmi, jako je teplota, vlhkost, tlak, sluneční záření, srážky atd.;
2) půdní pokryv s podložím vrstev kontinentálních hornin a podzemních vod.
Obecná charakteristika biogeocenózy. Všechny uvedené složky jakékoli biogeocenózy jsou úzce spojeny jednotou a homogenitou území, cyklem biogenních chemických prvků, sezónními změnami klimatických podmínek, početností a vzájemnou adaptabilitou různorodých druhových populací autotrofních a heterotrofních organismů. Biogeocenóza je tedy kombinací různých typů živých organismů (biocenóza), které koexistují v prostorově omezené oblasti území (biotopu), které je homogenní ve svých abiotických vlastnostech a interaguje jak mezi sebou, tak s biotopem. Lze hovořit o biogeocenóze březového háje, louky atd., ale nelze biogeocenózou nazývat společenství bakterií v kapce rosy na stéble trávy energie v souladu s její strukturou a dynamikou. Samoorganizací je takový systém schopen odolávat jak změnám prostředí, tak náhlým změnám v počtu určitých organismů, které tvoří biocenózu. Biogeocenóza je založena na zelených rostlinách, o kterých je známo, že jsou producenty organické hmoty. Protože biogeocenóza nutně obsahuje býložravé organismy (zvířata, mikroorganismy), které konzumují organickou hmotu, není těžké uhodnout, proč jsou rostliny hlavním článkem biogeocenózy: je jasné, že pokud rostliny, hlavní zdroj organické hmoty, zmizí, pak život v biogeocenóze prakticky ustane.
Koloběh látek v biogeocenóze. Oběh látek je jednou z nezbytných podmínek existence života. Vznikl v procesu formování života na Zemi a stal se složitějším v průběhu evoluce živé přírody. Bez cirkulace látek v jakékoli biogeocenóze by všechny zásoby anorganických sloučenin byly velmi brzy vyčerpány, protože by se přestaly obnovovat v procesu životně důležité činnosti organismů.
Aby byla možná cirkulace látek v biogeocenóze, je v ní nezbytná přítomnost dvou typů organismů: 1) vytváření organických látek z anorganických, 2) použití těchto organických látek k zajištění jejich životně důležité činnosti a znovu přeměňovat je na anorganické sloučeniny. V důsledku dýchání, rozkladu mrtvol zvířat a rostlinných zbytků se organická hmota přeměňuje na anorganické sloučeniny, které se opět vracejí do přirozeného prostředí a mohou být opět využívány rostlinami v procesu fotosyntézy. V důsledku toho hrají rostliny, které využívají a ukládají přeměněnou sluneční energii, zásadní roli v koloběhu látek v biogeocenóze.
V biogeocenóze se tedy v důsledku životně důležité činnosti organismů nepřetržitě uskutečňuje tok atomů z neživé přírody do živé přírody a naopak, uzavírá se do cyklu. Zdrojem energie potřebné k vytvoření koloběhu látek v biogeocenóze je Slunce. Pohyb hmoty způsobený činností organismů probíhá cyklicky, lze jej využívat opakovaně, přičemž tok energie je v tomto procesu jednosměrný. Proto je nevhodné ztotožňovat koloběh hmoty v biogeocenóze s koloběhem energie.