Conceptul de biogeocenoză a fost introdus în uz științific în 1942 de către academicianul Vladimir Nikolaevici Sukachev (1880-1967). Potrivit părerilor sale, o biogeocenoză este o combinație de fenomene naturale omogene (rocă, vegetație, fauna și lumea microorganismelor, sol și condiții hidrologice) pe o întindere cunoscută a suprafeței pământului, care are specificul interacțiunii acestor componente. care o alcătuiesc şi un anumit tip de schimb de materie şi energia lor.între ei şi alte fenomene naturale.
Biogeocenoza este un sistem deschis bioinert (adică format din materie vie și nevie), principala sursă externă pentru care este energia radiației solare. Acest sistem este format din două blocuri principale. Primul bloc, ecotopul, reunește toți factorii de natură neînsuflețită (mediu abiotic). Această parte inertă a sistemului este formată dintr-un aerotop - o combinație de factori ai mediului suprateran (căldură, lumină, umiditate etc.) și edafotope - o combinație de proprietăți fizice și chimice ale mediului sol-sol. Al doilea bloc, biocenoza, este o colecție de toate tipurile de organisme. Din punct de vedere funcțional, biocenoza constă din autotrofe - organisme capabile să folosească energia razelor solare pentru a crea materie organică din anorganice, și heterotrofe - organisme care folosesc materia organică creată de autotrofe ca sursă de materie și energie.
O grupă funcțională foarte importantă este formată din diazotrofe - organisme procariote fixatoare de azot. Ele determină autonomia suficientă a majorității biogeocenozelor naturale în furnizarea plantelor cu compuși de azot accesibili. Aceasta include atât bacterii autotrofe, cât și heterotrofe, cianobacteriile și actinomicetele.
În literatura de specialitate, mai ales străină, în locul termenului de biogeocenoză sau odată cu acesta, se folosesc conceptul propus de geobotanistul englez Arthur Tansley și hidrobiologul german Volterek. Ecosistemul și biogeocenoza sunt în esență identice. Cu toate acestea, ecosistemul este înțeles ca o entitate fără dimensiuni. Ca ecosistem, de exemplu, se consideră un ciot putrezit într-o pădure, arbori individuali, o fitocenoză forestieră în care se află acești copaci și un ciot; pădure, care include o serie de fitocenoze; zona forestieră etc. O biogeocenoză este întotdeauna înțeleasă ca o unitate corologică (topografică) care are anumite limite, conturate de limitele fitocenozei care face parte din ea. „O biogeocenoză este un ecosistem în limitele unei fitocenoze” - aforismul unuia dintre asociații lui V. N. Sukachev. Ecosistemul este un concept mai larg decât biogeocenoza. Un ecosistem poate fi nu numai o biogeocenoză, ci și sisteme bioinerte dependente de biogeocenoze, în care organismele sunt reprezentate doar de heterotrofe, precum și astfel de sisteme bioinerte create de om, cum ar fi un grânar, un acvariu, o navă cu organisme care îl locuiesc. , etc.
Consorții ca unități structurale și funcționale ale biocenozelor
Conceptul de consorții în înțelegerea modernă a acestora ca biocenoze structurale și funcționale a fost format la începutul anilor 50 ai secolului XX. Oamenii de știință ruși - zoologul Vladimir Nikolaevich Beklemishev și geobotanistul Leonty Grigorievich Ramensky.
Consorțiile de populații ale unor specii de plante pot consta din multe zeci sau chiar sute de specii de plante, animale, ciuperci și procariote. În compoziția doar a primelor trei concentrate din consorțiul de mesteacăn negru (Betula verrucosa), sunt cunoscute peste 900 de specii de organisme.
Caracteristicile generale ale comunităților naturale și structura lor
Unitatea principală a comunităților naturale este biocenoza. Biocenoza este o comunitate de plante, animale, ciuperci și alte organisme care locuiesc pe același teritoriu, sunt conectate reciproc în lanțul trofic și au o anumită influență unele asupra altora.
O biocenoză constă dintr-o comunitate de plante și organisme care însoțesc această comunitate.
O comunitate de plante este un set de plante care cresc pe un anumit teritoriu, care formează baza unei anumite biocenoze.
Comunitatea vegetală este formată din organisme fotosintetice autotrofe, care sunt o sursă de nutriție pentru organismele heterotrofe (fitofage și detritofage).
Pe baza rolului ecologic, organismele care formează o biocenoză sunt împărțite în producători, consumatori, descompozitori și hrănitoare de detritus de diferite ordine.
Conceptul de „biogeocenoză” este strâns legat de conceptul de „biocenoză”. Existența unui organism este imposibilă fără habitatul său, prin urmare compoziția florei și faunei unei anumite comunități de organisme este foarte influențată de substrat (compoziția sa), climă, caracteristicile de relief ale acestei zone, etc. Toate acestea fac ca este necesară introducerea conceptului de „biogeocenoză”.
Biogeocenoza este un sistem ecologic stabil de autoreglare situat pe un anumit teritoriu dat, în care componentele organice sunt strâns și indisolubil legate de cele anorganice.
Biogeocenozele sunt diverse, sunt într-un anumit fel interconectate între ele, pot fi stabile pentru o lungă perioadă de timp, cu toate acestea, sub influența schimbărilor condițiilor externe sau ca urmare a activității umane, se pot schimba, muri, fi înlocuite cu alte comunități de organisme.
Biogeocenoza este formată din două componente: biota și biotopul.
Un biotop este un spațiu relativ omogen din punct de vedere al factorilor abiotici, ocupat de o biogeocenoză (biota) (uneori un biotop este înțeles ca habitatul unei specii sau al populației sale individuale).
Biota este un set de diferite organisme care locuiesc pe un anumit teritoriu și fac parte dintr-o biogeocenoză dată. Este format din două grupe de organisme care diferă în modul de hrănire - autotrofe și heterotrofe.
Organismele autotrofe (autotrofe) sunt organisme care sunt capabile să asimileze energia venită din exterior sub formă de porțiuni separate (quanta) folosind clorofila sau alte substanțe, în timp ce aceste organisme sintetizează substanțe organice din compuși anorganici.
Dintre autotrofe se disting fototrofele și chemotrofele: primele includ plante, cele din urmă includ bacterii chemosintetice, cum ar fi bacteria sulfului.
Organismele heterotrofe (heterotrofe) sunt organisme care se hrănesc cu substanțe organice gata preparate, în timp ce acestea din urmă sunt atât o sursă de energie (este eliberată în timpul oxidării lor), cât și o sursă de compuși chimici pentru sinteza propriilor substanțe organice.
Toate comunitățile de plante, animale, microorganisme, ciuperci, care sunt în cea mai strânsă legătură între ele, creând un sistem inextricabil de organisme care interacționează și populațiile lor - biocenoza numit si comunitate.
Producătorii din pădure sunt copacii, arbuștii, ierburile, mușchii.
Consumabile - animale, păsări, insecte.
Reductoarele sunt bazate pe sol.
Producătorii din iaz sunt plante plutitoare, alge, albastru-verde.
Consumabile - insecte, amfibieni, crustacee, pești erbivori și răpitori.
Reductorii sunt forme acvatice de ciuperci și plante.
Un exemplu de ecosistem este o pădure de foioase. Pădurile de foioase includ fag, stejar, carpen, tei, arțar, aspen și alți copaci al căror frunziș cade toamna. În pădure se disting mai multe straturi de plante: arboricole înalte și joase, arbuști, ierburi și acoperirea solului cu mușchi. Plantele din nivelurile superioare sunt mai iubitoare de lumină și mai bine adaptate la fluctuațiile de temperatură și umiditate decât plantele de la nivelurile inferioare. Arbuștii, ierburi și mușchi din pădure sunt toleranți la umbră, vara există în semiîntuneric, care se formează după desfășurarea completă a frunzișului copacilor. La suprafața solului se află un așternut format din resturi semi-descompuse, frunze căzute, crenguțe de copaci și arbuști și ierburi moarte.
Fauna pădurilor de foioase este bogată. Există multe rozătoare, insectivore și prădători. Există mamifere care trăiesc în copaci. Păsările cuibăresc în diverse straturi ale pădurii: pe pământ, în tufișuri, pe trunchiuri sau în goluri și pe vârfurile copacilor. Există multe insecte care se hrănesc cu frunze și lemn. Litierul și orizonturile superioare ale solului găzduiesc un număr mare de nevertebrate, ciuperci și bacterii.
Proprietățile biogeocenozelor.
Stabilitate.
Reziliența este proprietatea unei comunități și a unui ecosistem de a rezista schimbărilor cauzate de influențe externe. Capacitatea organismelor de a tolera condiții nefavorabile și un potențial ridicat de reproducere asigură conservarea populațiilor în ecosistem, ceea ce garantează stabilitatea acestuia.
Auto-reglare.
Biogeocenoza (pe exemplul unei plantații de stejari)
1. Dubrava, ca comunitate naturală (biogeocenoză), caracterizată prin integritate și stabilitate
- Acest tip de comunitate naturală, considerată de noi în excursie, ca o plantație de stejari, este una dintre cele mai dificile dintre biogeocenozele terestre. Ei bine, în primul rând, ce este biogeocenoza? Biogeocenoza este un complex de specii interdependente (populații de specii diferite) care trăiesc într-o anumită zonă cu condiții de viață mai mult sau mai puțin omogene. Această definiție va fi necesară pentru utilizare ulterioară. Dubrava este un sistem ecologic perfect și stabil, capabil să existe timp de secole în condiții externe neschimbate. Biogeocenoza pădurilor de stejar este alcătuită din peste o sută de specii de plante și câteva mii de specii de animale. Este clar că, cu o asemenea varietate de specii care locuiesc în pădurea de stejari, va fi dificil să se zguduie stabilitatea unei biogeocenoze date prin exterminarea uneia sau mai multor specii de plante sau animale. Este dificil, deoarece, ca urmare a coexistenței pe termen lung a speciilor de plante și animale din specii împrăștiate, acestea au devenit o biogeocenoză unică și perfectă - o pădure de stejar, care, așa cum am menționat deja mai sus, este capabilă să existe timp de secole sub condiții externe constante.
2. Principalele componente ale biogeocenozei și relația dintre acestea; plantele sunt veriga principală în ecosistem.
- Majoritatea covârșitoare a biogeocenozei se bazează pe plante verzi, despre care se știe că sunt producători de materie organică (producători). Și din moment ce animalele erbivore și carnivore sunt în mod necesar prezente în biogeocenoză - consumatori de materie organică vie (consumatori) și, în sfârșit, distrugătoare de reziduuri organice - în principal microorganisme care aduc descompunerea substanțelor organice în compuși minerali simpli (reductori), nu este greu de ghicit de ce plantele sunt veriga principală a ecosistemului. Dar pentru că toată lumea dintr-o biogeocenoză consumă materie organică, sau compuși formați după degradarea materiei organice și este clar că dacă plantele, principala sursă de materie organică, dispar, atunci viața în biogeocenoză va dispărea practic.
3. Ciclul substanțelor în biogeocenoză. Semnificație în ciclul plantelor solare
- Circulația substanțelor în biogeocenoză este o condiție necesară pentru existența vieții. A apărut în procesul de formare a vieții și a devenit mai complexă în cursul evoluției naturii vii. Pe de altă parte, pentru ca ciclul substanțelor să fie posibil în biogeocenoză, este necesar să existe în ecosistem organisme care creează substanțe organice din cele anorganice și transformă energia radiațiilor solare, precum și organisme care folosesc aceste substanțe organice și le transformă înapoi în compuși anorganici. Toate organismele sunt împărțite în două grupe în funcție de modul de hrănire - autotrofe și heterotrofe. Autotrofii (în principal plantele) folosesc compuși anorganici ai mediului pentru sinteza substanțelor organice. Heterotrofele (animale, oameni, ciuperci, bacterii) se hrănesc cu substanțe organice gata preparate care sunt sintetizate de către autotrofe. Prin urmare, heterotrofii sunt dependenți de autotrofi. În orice biogeocenoză, toate rezervele de compuși anorganici ar fi foarte curând epuizate dacă nu ar fi reînnoite în cursul vieții organismelor. Ca urmare a respirației, descompunerii cadavrelor de animale și a reziduurilor vegetale, substanțele organice sunt transformate în compuși anorganici, care revin din nou în mediul natural și pot fi din nou utilizați de autotrofi. Astfel, în biogeocenoză, ca urmare a activității vitale a organismelor, se realizează continuu un flux de atomi de la natura neînsuflețită la natura vie și invers, închizându-se într-un ciclu. Pentru circulația substanțelor este necesar un aflux de energie din exterior. Sursa de energie este Soarele. Mișcarea materiei cauzată de activitatea organismelor are loc ciclic, poate fi folosită în mod repetat, în timp ce fluxul de energie în acest proces este unidirecțional. Energia radiației solare în biogeocenoză este transformată în diverse forme: în energia legăturilor chimice, în energie mecanică și, în final, în energie internă. Din tot ce s-a spus, este clar că circulația substanțelor în biogeocenoză este o condiție necesară pentru existența vieții, iar plantele (autotrofele) în ea veriga cea mai importantă.
4. Diversitatea speciilor în biogeocenoză, adaptabilitatea lor la conviețuire.
- O trăsătură caracteristică a pădurii de stejari este diversitatea speciilor de vegetație. După cum am menționat mai sus, biogeocenoza pădurilor de stejar este alcătuită din peste o sută de specii de plante și câteva mii de specii de animale. Există o competiție intensă între plante pentru condițiile de viață de bază: spațiu, lumină, apă cu minerale dizolvate în ea. Ca rezultat al selecției naturale pe termen lung, plantele pădurii de stejar au dezvoltat adaptări care permit diferite specii să coexiste. Acest lucru se manifestă clar în stratificarea caracteristică pădurii de stejar. Nivelul superior este format din cele mai iubitoare specii de arbori: stejar, frasin, tei. Mai jos sunt însoțitori copacii mai puțin iubitori de lumină: arțar, măr, par etc. Și mai jos este stratul de tufă, format din diverși arbuști: alun, euonymus, cătină, viburnum etc. În sfârșit, un strat de plante erbacee crește pe pamantul. Cu cât nivelul este mai jos, cu atât plantele care îl formează sunt mai tolerante la umbră. Nivelul este exprimat și în locația sistemelor de rădăcină. Copacii din nivelurile superioare au cele mai adânci sisteme de rădăcină și pot folosi apă și minerale din straturile mai adânci ale solului.
5. Legături alimentare, piramidă ecologică.
6. Populații de plante și animale; factori care provoacă modificări ale numărului; autoreglare în biogeocenoză.
7. Modificări ale biogeocenozei primăvara: în viața plantelor și animalelor.
8. Direcții posibile ale modificărilor biogeocenozei.
- Orice biogeocenoză se dezvoltă și evoluează. Plantele joacă un rol principal în procesul de schimbare a biogeocenozelor terestre, dar activitatea lor este inseparabilă de activitatea altor componente ale sistemului, iar biogeocenoza trăiește și se schimbă mereu în ansamblu. Schimbarea merge în anumite direcții, iar durata existenței diverselor biogeocenoze este foarte diferită. Un exemplu de schimbare într-un sistem insuficient echilibrat este creșterea excesivă a unui rezervor. Din cauza lipsei de oxigen în straturile inferioare ale apei, o parte din materia organică rămâne neoxidată și nu este utilizată în circulația ulterioară. În zona de coastă se acumulează resturi de vegetație acvatică, formând depozite turboase. Rezervorul este puțin adânc. Vegetația acvatică de coastă se întinde spre centrul lacului de acumulare, se formează depozite de turbă. Lacul se transformă treptat într-o mlaștină. Vegetația terestră din jur se deplasează treptat spre locul fostului rezervor. În funcție de condițiile locale, aici poate apărea o pajiște de rogoz, o pădure sau un alt tip de biogeocenoză. Dubrava se poate transforma și într-un alt tip de biogeocenoză. De exemplu, după tăierea copacilor, se poate transforma într-o poiană, un câmp (agrocenoză) sau altceva.
9. Influența activității umane asupra biogeocenozei; activități care trebuie desfășurate pentru a-l proteja.
- Recent, omul a devenit foarte activ în influențarea vieții biogeocenozei. Activitatea economică a oamenilor este un factor puternic în transformarea naturii. În urma acestei activități, se formează biogeocenoze deosebite. Acestea includ, de exemplu, agrocenozele, care sunt biogeocenoze artificiale rezultate din activitățile agricole umane. Exemple sunt pajiștile, câmpurile, pășunile create artificial. Biogeocenozele artificiale create de om necesită o atenție neobosită și o intervenție activă în viața lor. Desigur, există multe asemănări și diferențe în biogeocenozele artificiale și naturale, dar nu ne vom opri asupra acestui lucru. Omul influențează și viața biogeocenozelor naturale, dar, desigur, nu la fel de mult ca în cazul agrocenozelor. Un exemplu este silvicultură înființată pentru plantarea de arbori tineri, precum și pentru restricționarea vânătorii. Rezervațiile și parcurile naționale create pentru a proteja anumite specii de plante și animale pot servi, de asemenea, drept exemplu. De asemenea, se creează societăți de masă care promovează conservarea și protecția mediului, precum societatea „verde” etc.
10. Concluzie: pe exemplul unei excursii de plimbare printr-o biogeocenoza naturala - o padure de stejari, au aflat si dezasamblat de ce padurea de stejar este integrala si stabila, care sunt principalele componente ale biogeocenozei, care este rolul lor si ce legaturi există între ele și, de asemenea, au analizat de ce circulația substanțelor în biogeocenoză este o condiție necesară existenței vieții, au aflat și cum toată diversitatea speciilor care trăiesc în pădurea de stejari nu intră în conflict între ele, permițându-se reciproc să se dezvolte. în mod normal, au descoperit ce conexiuni alimentare există în pădurea de stejari și au demontat un astfel de concept de piramidă ecologică, au fundamentat factorii care provoacă schimbarea numerelor și un astfel de fenomen precum autoreglementarea, au aflat ce schimbări au loc în biogeocenoza în primavara si a analizat directiile posibile ale evolutiei biogeocenozei, precum si modul in care o persoana afecteaza viata in biogeocenoze. În general, viața biogeocenozelor a fost analizată complet folosind exemplul plantațiilor de stejari.
βίος - o viata γη - pământ + κοινός - general) - un sistem care include o comunitate de organisme vii și un ansamblu de factori de mediu abiotici strâns legați de aceasta în cadrul aceluiași teritoriu, interconectați prin circulația substanțelor și fluxul de energie (ecosistem natural). Este un sistem ecologic stabil autoreglabil în care componentele organice (animale, plante) sunt indisolubil legate de anorganice (apa, sol). Exemple: pădure de pini, vale de munte. Doctrina biogeocenozei a fost dezvoltată de Vladimir Sukachev în 1942. În literatura străină, este de puțin folos. Anterior, de asemenea, utilizat pe scară largă în literatura științifică germană.YouTube colegial
- ciclul substantelor este caracteristic
- un sistem deschis pentru intrarea și ieșirea energiei, a cărei sursă principală este Soarele
- Biogeocenoza = biocenoza + biotop.
- Compoziția speciei- numărul de specii care locuiesc în biogeocenoză.
- Diversitatea speciilor- numărul de specii care locuiesc în biogeocenoză pe unitatea de suprafață sau de volum.
- Biomasă- numărul de organisme ale biogeocenozei, exprimat în unităţi de masă. Cel mai adesea, biomasa este împărțită în:
- producători de biomasă
- biomasa consumatorilor
- descomponetoare de biomasă
- Productivitate
- Durabilitate
- Capacitate de autoreglare
- suficiența spațiului de locuit, adică un astfel de volum sau zonă care oferă unui organism toate resursele de care are nevoie.
- bogăția compoziției speciilor. Cu cât este mai bogat, cu atât mai stabil este lanțul trofic și, în consecință, circulația substanțelor.
- diversitatea interacțiunilor dintre specii, care susțin și puterea relațiilor trofice.
- proprietățile de formare a mediului ale speciilor, adică participarea speciilor la sinteza sau oxidarea substanțelor.
- direcția impactului antropic.
1 / 5
un sistem capabil să se autoregleze și să-și mențină compoziția la un anumit nivel constant
Indicatori de bază
În majoritatea cazurilor, compoziția speciilor și diversitatea speciilor din punct de vedere cantitativ nu coincid, iar diversitatea speciilor depinde direct de zona studiată.
Caracteristici spațiale
Trecerea de la o biogeocenoză la alta în spațiu sau timp este însoțită de o schimbare a stărilor și proprietăților tuturor componentelor sale și, în consecință, de o schimbare a naturii metabolismului biogeocenotic. Granițele unei biogeocenoze pot fi urmărite pe multe dintre componentele sale, dar mai des coincid cu granițele comunităților de plante (fitocenoze). Un strat al unei biogeocenoze nu este omogen nici în compoziția și starea componentelor sale, nici în ceea ce privește condițiile și rezultatele activității lor biogeocenotice. Se diferențiază în părți supraterane, subterane, subacvatice, care la rândul lor sunt împărțite în structuri verticale elementare - bio-geo-orizonturi, foarte specifice ca compoziție, structură și stare de viață și componente inerte. Conceptul de parcele biogeocenotice a fost introdus pentru a denota eterogenitatea orizontală sau natura mozaic a biogeocenozei. La fel ca biogeocenoza în ansamblu, acest concept este complex, deoarece compoziția parcelei ca participanți la metabolism și energie include vegetația, animalele, microorganismele, solul, atmosfera.
Mecanisme de stabilitate a biogeocenozelor
Una dintre proprietățile biogeocenozelor este capacitatea de autoreglare, adică de a-și menține compoziția la un anumit nivel stabil. Acest lucru se realizează printr-un ciclu constant de substanțe și energie. Stabilitatea ciclului în sine este asigurată de mai multe mecanisme:
Astfel, mecanismele asigură existența unor biogeocenoze neschimbate, care se numesc stabile. O biogeocenoză stabilă care există de mult timp se numește climax. Există puține biogeocenoze stabile în natură, mai des sunt unele stabile - biogeocenoze schimbătoare, dar capabile, datorită autoreglării, să revină la poziția lor inițială, inițială.
Conceptul de „ecosistem” a fost introdus în 1935 de A. Tensley, un botanist englez. Cu acest termen, el a desemnat orice set de organisme care trăiesc împreună, precum și mediul lor. Definiția sa subliniază prezența interdependenței, a relațiilor, a relațiilor cauză-efect care există între mediul abiotic și comunitatea biologică, combinându-le într-un fel de întreg funcțional. Un ecosistem, conform biologilor, este o colecție de tot felul de populații de diferite specii care trăiesc într-o zonă comună, precum și mediul neînsuflețit care le înconjoară.
Biogeocenoza este o formațiune naturală cu limite clare. Este format dintr-un ansamblu de biocenoze (ființe vii) care ocupă un anumit loc. De exemplu, pentru organismele acvatice acest loc este apa, pentru cei care trăiesc pe uscat - atmosfera și solul. Mai jos vom lua în considerare ceea ce vă va ajuta să înțelegeți ce este. Vom descrie aceste sisteme în detaliu. Veți afla despre structura lor, ce tipuri de ele există și cum se schimbă.
Biogeocenoză și ecosistem: diferențe
Într-o oarecare măsură, conceptele de „ecosistem” și „biogeocenoză” sunt lipsite de ambiguitate. Cu toate acestea, în ceea ce privește volumul, acestea nu coincid întotdeauna. Biogeocenoza și ecosistemul sunt legate ca un concept mai puțin larg și mai larg. Ecosistemul nu este asociat cu o anumită zonă limitată a suprafeței pământului. Acest concept poate fi aplicat tuturor sistemelor stabile de componente neînsuflețite și vii, în care există o circulație internă și externă a energiei și substanțelor. Ecosistemele, de exemplu, includ o picătură de apă cu microorganisme în ea, un ghiveci cu flori, un acvariu, un biofiltru, un rezervor de aerare și o navă spațială. Dar nu pot fi numite biogeocenoze. Un ecosistem poate include și mai multe biogeocenoze. Să aruncăm o privire la câteva exemple. Se pot distinge biogeocenoze ale oceanului și biosferei în ansamblu, continent, centură, regiune sol-climatică, zonă, provincie, district. Astfel, nu orice ecosistem poate fi considerat o biogeocenoză. Am aflat acest lucru uitându-ne la exemple. Dar orice biogeocenoză poate fi numită sistem ecologic. Sperăm că acum înțelegeți specificul acestor concepte. „Biogeocenoza” și „ecosistemul” sunt adesea folosite ca sinonime, dar există încă o diferență între ele.
Caracteristicile biogeocenozei
Multe specii locuiesc de obicei în oricare dintre spațiile închise. Între ei se stabilește o relație complexă și permanentă. Cu alte cuvinte, diferite tipuri de organisme care există într-un anumit spațiu, caracterizate printr-un complex de condiții fizico-chimice deosebite, reprezintă un sistem complex care persistă mai mult sau mai puțin îndelungat în natură. Clarificând definiția, observăm că o biogeocenoză este o comunitate de organisme de diferite tipuri (formate istoric), care sunt strâns legate între ele și cu mediul, schimbul de energie și substanțe. O caracteristică specifică a unei biogeocenoze este aceea că este limitată spațial și destul de omogen în ceea ce privește compoziția de specii a ființelor vii incluse în ea, precum și în ceea ce privește complexul de existență diferită, deoarece un sistem integral asigură o aprovizionare constantă cu energie solară. la acest complex. De regulă, granița unei biogeocenoze este stabilită de-a lungul graniței unei fitocenoze (comunități de plante), care este cea mai importantă componentă a acesteia. Acestea sunt principalele sale caracteristici. Rolul biogeocenozei este mare. Toate procesele de flux energetic și circulație a substanțelor în biosferă au loc la nivelul acesteia.
Trei grupe de biocenoză
Rolul principal în implementarea interacțiunii dintre diferitele sale componente aparține biocenozei, adică ființelor vii. Ele sunt împărțite în funcție de funcțiile lor în 3 grupe - reducători, consumatori și producători - și interacționează strâns cu biotopul (natura neînsuflețită) și între ei. Aceste viețuitoare sunt unite prin legăturile alimentare existente între ele.
Producătorii sunt un grup de organisme vii autotrofe. Consumând energia luminii solare și mineralele din biotop, ele creează materia organică primară. Acest grup include unele bacterii, precum și plante.
Reductorii descompun rămășițele organismelor moarte și, de asemenea, descompun substanțele organice în anorganice, returnând astfel în biotop substanțele minerale „retrase” de producători. Acestea sunt, de exemplu, unele tipuri de ciuperci și bacterii unicelulare.
Echilibrul dinamic al sistemului
Tipuri de biogeocenoză
Biogeocenoza poate fi naturală și artificială. Tipurile celor din urmă includ agrobiocenoze și biogeocenoze urbane. Să ne oprim asupra fiecăruia dintre ele mai detaliat.
Biogeocenoza naturala
Rețineți că fiecare biogeocenoză naturală este un sistem care s-a dezvoltat de-a lungul timpului îndelungat - mii și milioane de ani. Prin urmare, toate elementele sale sunt „întemeiate” unele cu altele. Acest lucru duce la faptul că rezistența biogeocenozei la diferite modificări ale mediului este foarte mare. „Puterea” ecosistemelor nu este nelimitată. Schimbările profunde și bruște ale condițiilor de existență, o scădere a numărului de specii de organisme (de exemplu, ca urmare a capturilor pe scară largă de specii comerciale) duc la faptul că echilibrul poate fi perturbat și poate fi distrus. . În acest caz, apare o modificare a biogeocenozelor.
Agrobiocenoze
Agrobiocenozele sunt comunități speciale de organisme care se dezvoltă în teritoriile folosite de oameni în scopuri agricole (plantare, semănat de plante cultivate). Producătorii (plantele), spre deosebire de biogeocenozele unei specii naturale, sunt reprezentați aici de un tip de cultură crescut de om, precum și de un anumit număr de specii de buruieni. Soiul (rozatoare, pasari, insecte etc.) determina acoperirea vegetatiei. Acestea sunt specii care se pot hrăni cu plante care cresc pe teritoriul agrobiocenozelor, precum și se pot afla în condițiile cultivării lor. Aceste condiții determină prezența altor specii de animale, plante, microorganisme și ciuperci.
Agrobiocenoza depinde, în primul rând, de activitățile umane (fertilizarea, lucrarea mecanică a solului, irigarea, tratarea cu pesticide etc.). Stabilitatea biogeocenozei acestei specii este slabă - se va prăbuși foarte repede fără intervenția omului. Acest lucru se datorează parțial faptului că plantele cultivate sunt mult mai capricioase decât cele sălbatice. Prin urmare, nu pot concura cu ei.
Biogeocenoze urbane
Biogeocenozele urbane prezintă un interes deosebit. Acesta este un alt tip de ecosistem antropic. Parcurile sunt un exemplu. Principalele, ca și în cazul agrobiocenozelor, sunt antropice în ele. Compoziția de specii a plantelor este determinată de om. El le plantează și, de asemenea, are grijă de ele și de prelucrarea lor. Modificările mediului exterior sunt cele mai pronunțate în orașe - creșterea temperaturii (de la 2 la 7 ° C), caracteristici specifice ale solului și compoziției atmosferice, un regim special de umiditate, iluminare și acțiunea vântului. Toți acești factori formează biogeocenoze urbane. Acestea sunt sisteme foarte interesante și specifice.
Exemplele de biogeocenoză sunt numeroase. Diferite sisteme diferă între ele în compoziția speciilor a organismelor, precum și în proprietățile mediului în care trăiesc. Exemple de biogeocenoză, asupra cărora ne vom opri în detaliu, sunt o pădure de foioase și un iaz.
Pădurea de foioase ca exemplu de biogeocenoză
Pădurea de foioase este un sistem ecologic complex. Biogeocenoza din exemplul nostru include specii de plante precum stejarii, fagii, teiul, carpenul, mesteacănul, arțarii, sorbii, aspeni și alți copaci, al căror frunziș cade toamna. Câteva dintre straturile lor ies în evidență în pădure: arboricole joase și înalte, acoperire a solului cu mușchi, ierburi, arbuști. Plantele care locuiesc în nivelurile superioare necesită mai mult lumină. Ele rezistă la fluctuațiile de umiditate și temperatură mai bine decât reprezentanții nivelurilor inferioare. Mușchii, ierburile și arbuștii sunt toleranți la umbră. Ele există vara în amurgul format după desfășurarea frunzișului copacilor. Litierul se află pe suprafața solului. Se formează din resturi pe jumătate degradate, crenguțe de arbuști și copaci, frunze căzute, ierburi moarte.
Biogeocenozele forestiere, inclusiv pădurile de foioase, sunt caracterizate de o faună bogată. Ele sunt locuite de multe rozătoare vizuitoare, prădători (ursi, bursuci, vulpi) și insectivore. Pe copaci trăiesc și mamifere (chipmunk, veveriță, râs). Căprioarele, elanii, căprioarele fac parte din grupul de ierbivore mari. Mistreții sunt răspândiți. Păsările cuibăresc în diferite straturi ale pădurii: pe trunchiuri, în tufișuri, pe pământ sau pe vârfurile copacilor și în scobituri. Există multe insecte care se hrănesc cu frunze (ex. omizi), precum și cu lemn (gândacii de scoarță). În straturile superioare ale solului, precum și în așternut, pe lângă insecte, trăiesc un număr mare de alte vertebrate (acarieni, râme, larve de insecte), multe bacterii și ciuperci.
Iaz ca biogeocenoză
Luați în considerare iaz acum. Acesta este un exemplu de biogeocenoză în care apa este mediul de viață al organismelor. Plantele mari plutitoare sau înrădăcinate (iazuri, nuferi, stuf) se așează în iazuri de mică adâncime. Mici plante plutitoare sunt distribuite pe toată coloana de apă, până la adâncimea în care pătrunde lumina. Acestea sunt în principal alge numite fitoplancton. Uneori sunt multe dintre ele, în urma cărora apa devine verde, „înflorește”. O varietate de albastru-verde, verde și diatomee se găsesc în fitoplancton. Mormolocii, larvele de insecte, crustaceele se hrănesc cu resturile vegetale sau cu plante vii. Peștii și insectele prădătoare mănâncă animale mici. Peștii răpitori erbivori și mai mici sunt vânați de peștii răpitori mari. Organismele care descompun materia organică (ciuperci, flagelate, bacterii) sunt răspândite în tot iazul. În special, există multe dintre ele în partea de jos, deoarece aici se acumulează rămășițele de animale și plante moarte.
Comparația a două exemple
Comparând exemple de biogeocenoză, vedem cât de diferite atât în compoziția speciilor, cât și în aspectul ecosistemelor iazului și pădurii. Acest lucru se datorează faptului că organismele care le locuiesc au habitate diferite. Într-un iaz este apă și aer, într-o pădure este pământ și aer. Cu toate acestea, grupurile funcționale ale organismelor sunt de același tip. În pădure, producătorii sunt mușchi, ierburi, arbuști, copaci; în iaz - alge și plante plutitoare. În pădure, consumatorii includ insecte, păsări, animale și alte nevertebrate care locuiesc în așternut și în sol. Consumatorii din iaz includ diverși amfibieni, insecte, crustacee, pești carnivori și erbivori. În pădure, descompozitorii (bacterii și ciuperci) sunt reprezentați de forme terestre, iar în iaz - de cele acvatice. De remarcat, de asemenea, că atât iazul, cât și pădurea de foioase sunt o biogeocenoză naturală. Am dat mai sus exemple de artificiale.
De ce se înlocuiesc biogeocenozele?
Biogeocenoza nu poate exista pentru totdeauna. Va fi inevitabil înlocuit mai devreme sau mai târziu cu altul. Aceasta se produce ca urmare a modificărilor aduse mediului de către organismele vii, sub influența omului, în procesul de evoluție, cu modificări ale condițiilor climatice.
Un exemplu de schimbare a biogeocenozei
Să luăm ca exemplu cazul în care organismele vii însele sunt cauza schimbării ecosistemelor. Aceasta este colonizarea rocilor cu vegetație. Experimentarea rocilor este de mare importanță în primele etape ale acestui proces: dizolvarea parțială a mineralelor și modificarea proprietăților lor chimice, distrugerea. În stadiile inițiale, primii coloniști joacă un rol foarte important: alge, bacterii, albastru-verde. Producătorii trăiesc liber în licheni și alge. Ele creează materie organică. Verdele albastru preia azotul din aer și îl îmbogățește cu un mediu încă nepotrivit pentru viață. Lichenii dizolvă roca cu secreții de acid organic. Ele contribuie la faptul că elementele de nutriție minerală se acumulează treptat. Ciupercile și bacteriile distrug substanțele organice create de producători. Acestea din urmă nu sunt complet mineralizate. Se acumulează treptat un amestec de compuși minerali și organici și reziduuri vegetale îmbogățite cu azot. Se creează condiții pentru existența lichenilor stufos și a mușchilor. Procesul de acumulare a azotului și a materiei organice este accelerat și se formează un strat subțire de sol.
Se formează o comunitate primitivă care poate exista în acest mediu nefavorabil. Primii coloniști sunt bine adaptați la condițiile dure ale stâncilor - pot rezista la îngheț, căldură și uscăciune. Își schimbă treptat habitatul, creând condiții pentru formarea de noi populații. După apariția plantelor erbacee (trifoi, cereale, rogoz, clopoțelă etc.), competiția pentru nutrienți, lumină și apă se intensifică. În această luptă, coloniștii pionieri sunt alungați de noi specii. Arbuștii se mulțumesc cu ierburi. Ele ancorează solul care se formează cu rădăcinile lor. Comunitățile forestiere sunt înlocuite cu iarbă și arbuști.
În cursul unui lung proces de dezvoltare și schimbare a biogeocenozei, numărul speciilor de organisme vii incluse în aceasta crește treptat. Comunitatea devine mai complexă, devine din ce în ce mai ramificată Varietatea legăturilor existente între organisme crește. O comunitate din ce în ce mai completă folosește resursele mediului. Așa că se transformă într-unul matur, care este bine adaptat condițiilor de mediu și are autoreglare. În ea, populațiile de specii se reproduc bine și nu sunt înlocuite cu alte specii. Modificarea descrisă a biogeocenozelor durează mii de ani. Cu toate acestea, există schimbări care au loc în fața unei singure generații de oameni. De exemplu, aceasta este creșterea excesivă a corpurilor de apă mici.
Deci, am vorbit despre ce este o biogeocenoză. Exemplele cu descrierea prezentată mai sus oferă o reprezentare vizuală a acesteia. Tot ceea ce am vorbit este important pentru înțelegerea acestui subiect. Tipurile de biogeocenoze, structura lor, caracteristicile, exemplele - toate acestea ar trebui studiate pentru a avea o înțelegere completă a acestora.
Structura biogeocenozei. Biogeocenoza(din greacă. bio- o viata, geo- teren, cenoza- comunitate) - cea mai mică unitate structurală a biosferei, care este un sistem natural (izolat) limitat spațial omogen intern de organisme vii interconectate și împrejurimile. abiotic mediu (neînsuflețit, inert). Acest termen a fost introdus în 1942 de celebrul om de știință rus (sovietic) - biologul V.N. Sukaciov (1880 - 1967). Biogeocenoza constă din două componente complexe de natură diferită: biocenoza și biotopul.
Termen biocenoza a fost introdusă de biologul german K. Moebius (1877) și înseamnă un ansamblu de organisme vii (animale, plante, microorganisme) existente pe o zonă de habitat relativ omogenă din punct de vedere al condițiilor de viață. O biocenoză este un set complex format dintr-un număr de componente ale naturii vii, condiționând reciproc existența celuilalt:
1) fitocenoza- comunități de organisme vegetale;
2) zoocenoza- un biocomplex de organisme animale (nevertebrate și vertebrate) care trăiesc în sol și în mediul suprasol;
3) microbiocenoza(sau microbocenoza) - comunități de microorganisme (bacterii, ciuperci etc.) care trăiesc în sol, în medii de aer și apă.
Biotop(sau ecotop) este un spațiu relativ omogen din punct de vedere geomorfologic, climatic, geochimic și alte proprietăți abiotice, ocupat de o biocenoză. Un biotop este o combinație de două componente care interacționează ale naturii neînsuflețite:
1) o atmosferă care conține umiditate atmosferică și gaze biogene (oxigen și dioxid de carbon) și caracterizată prin proprietăți precum temperatura, umiditatea, presiunea, radiația solară, precipitațiile etc.;
2) acoperirea solului cu straturi subsolului de rocă continentală și apă subterană.
Caracteristicile generale ale biogeocenozei. Toate componentele enumerate ale oricărei biogeocenoze sunt strâns legate de unitatea și omogenitatea teritoriului, ciclul elementelor chimice biogene, schimbările sezoniere ale condițiilor climatice, abundența și adaptabilitatea reciprocă a diverselor populații de specii de organisme autotrofe și heterotrofe. În consecință, o biogeocenoză este o combinație de diferite tipuri de organisme vii (biocenoză) care coexistă într-o zonă limitată spațial a unui teritoriu (biotop) care este omogen în proprietățile sale abiotice și interacționează atât între ele, cât și cu biotopul. Se poate vorbi de o biogeocenoză de mesteacăn, luncă etc., dar nu se poate numi o biogeocenoză o comunitate de bacterii într-o picătură de rouă pe firul de iarbă.energie în conformitate cu structura și dinamica acesteia. Prin auto-organizare, un astfel de sistem este capabil să reziste atât la schimbările de mediu, cât și la schimbările bruște ale numărului anumitor organisme care alcătuiesc biocenoza. Biogeocenoza se bazează pe plante verzi, despre care se știe că sunt producători de materie organică. Întrucât biogeocenoza conține în mod necesar organisme erbivore (animale, microorganisme) care consumă materie organică, nu este greu de ghicit de ce plantele sunt veriga principală în biogeocenoză: este clar că dacă plantele, principala sursă de materie organică, dispar, atunci viața în biogeocenoză va înceta practic.
Ciclul substanțelor în biogeocenoză. Circulația substanțelor este una dintre condițiile necesare existenței vieții. A apărut în procesul de formare a vieții pe Pământ și a devenit mai complexă în cursul evoluției naturii vii. Fără circulația substanțelor în orice biogeocenoză, toate rezervele de compuși anorganici s-ar epuiza foarte curând, deoarece aceștia ar înceta să fie reînnoiți în procesul activității vitale a organismelor.
Pentru ca circulația substanțelor în biogeocenoză să fie posibilă, este necesară prezența a două tipuri de organisme în aceasta: 1) crearea de substanțe organice din cele anorganice, 2) utilizarea acestor substanțe organice pentru a-și asigura activitatea vitală și din nou transformându-le în compuși anorganici. Ca urmare a respirației, descompunerii cadavrelor de animale și a reziduurilor vegetale, substanțele organice sunt transformate în compuși anorganici, care sunt returnați înapoi în mediul natural și pot fi folosite din nou de plante în procesul de fotosinteză. În consecință, plantele care folosesc și stochează energia solară convertită joacă un rol cardinal în ciclul substanțelor din biogeocenoză.
Astfel, în biogeocenoză, ca urmare a activității vitale a organismelor, se realizează continuu un flux de atomi de la natura neînsuflețită la natura vie și invers, închizându-se într-un ciclu. Sursa de energie necesară pentru a crea un ciclu de substanțe în biogeocenoză este Soarele. Mișcarea materiei cauzată de activitatea organismelor are loc ciclic, poate fi folosită în mod repetat, în timp ce fluxul de energie în acest proces este unidirecțional. Prin urmare, este nepotrivit să identificăm ciclul materiei din biogeocenoză cu ciclul energiei.