Ярусность — это явление вертикального расслоения

Ярусность — это явление вертикального расслоения

Структура наземной и водной экосистемы (Тема)

Наземная и водная экологические системы отличаются пространственной и видовой структурой. Пространственная структура обусловливается тем, что недра, почвы, водный бассейн и атмосфера имеют ярусное строение, что, в свою очередь, влияет на распределение живых организмов в пространстве. В результате длительной эволюции в соответствии с абиотическими и биотическими условиями, разные виды живых оргнизмов распределились в биогеоценозах так, что не только не мешают друг другу, а, наоборот, способствуют наиболее полному и эффективному освоению всех материальных и энергетических ресурсов данного биотопа. Установлено, что многоярусные сложные сообщества более продуктивны, чем простые одноярусные.

Таким образом, ярусность – это явление вертикального расслоения биоценозов на разновысокие структурные части. Наиболее четко, она выражена в растительных сообществах (фитоценозах). Благодаря ярусности различные растения и их органы питания располагаются на разной высоте (или глубине) и поэтому легко уживаются в сообществе.

В лесу нередко выделяется до шести ярусов:

I — деревья первой величины (ель, сосна, дуб, береза, осина);

II — деревья второй величины (рябина, черемуха);

III — подлесок из высоких кустарников (шиповник);

IV — подлесок из средних кустарников и крупных трав (багульник, голубика, иван-чай);

V — низкие кустарнички и мелкие травы (клюква);

VI — мхи, напочвенные лишайники и др.

Аналогично можно расчленить и луговые сообщества.

Ярусно располагаются и подземные части растений. Корни у деревьев, как правило, проникают на большую глубину, чем у кустарников, ближе к поверхности находятся корни мелких травянистых растений, а непосредственно на поверхности — корни мхов. При этом в поверхностных слоях почвы корней значительно больше, чем в глубинных.

Растения каждого яруса обусловливают особый микроклимат и создают определенную среду (экологическую нишу) для обитания в нем строго специфических животных. В результате возникают группировки растений и животных, тесно связанных между собой. Так, например, в почвенном ярусе леса, заполненном корнями растений, обитают бактерии, грибы, насекомые, клещи, черви. В лесной подстилке среди разлагающихся растительных остатков, мхов, лишайников также живут насекомые, клещи, пауки, множество микроорганизмов. Более высокие ярусы — травостой, подлесок — занимают растительноядные насекомые, птицы, млекопитающие и другие животные. При этом даже птицы, свободно передвигающиеся в пространстве, обычно придерживаются определенного яруса. Особенно ярко это проявляется в период гнездования.

Каждая конкретная экосистема имеет видовую структуру, т.е. характеризуется видовым составом. В дубраве — это дуб, в бору сосна, в ковыльной степи — ковыль и т.д. В лесу, состоявшем из многих десятков видов растений, только один или два вида дают 90 % древесины. Эти виды называются доминирующими, или доминантными. Они занимают господствующее положение в биоценозе. Обычно наземные биоценозы называют по доминирующим видам: листвен­ничный лес, ковыльная степь и т.д. Кроме того, в экосистеме могут быть и так называемые эдификаторы , которые не просто доминируют здесь, а играют роль » образователей » сообщества, определяя режим температуры, влажности, освещенности, специфику почвенно-грунтовых условий.

То же касается и водных систем. Водоемы подразделяются на две большие группы: стоячие водоемы, или лентическая среда (lentis-спокойный), к которым относятся озера, пруды, болота, и проточные водоемы, или лотические ( lotus — омывающий ), куда входят реки, ручьи.

Специфика водных объектов определяется многими факторами, прежде всего, термодинамическими характеристиками воды, включающими более высокую, чем у воздуха удельную теплоемкость, большую скрытую теплоту плавления, самую высокую из известных веществ теплоту парообразования, наибольшую плотность при строго определенной температуре (+4 о С). Абиотические факторы водной среды, рассмотренные выше, обусловливают распределение населяющих водоемы живых организмов, из которых одни обитают на глубине, другие — у поверхности, а третьи — в толще воды.

В любом лентическом водоеме можно выделить четыре основные зоны жизни.

Рис. Основные зоны жизни в системе непроточного водоёма

Литораль включает берег водоема и прибрежные, богатые питательными веществами мелководья, до дна освещенные солнцем. Здесь обитают разнообразные свободно плавающие продуценты, прикрепленные к грунту водные растения и другие водные организмы (лягушки, улитки, змеи). Пелагиаль представляет собой поверхностный слой открытых вод, в достаточной мере освещенный солнцем. В зависимости от содержания питательных веще ств зд есь находятся различные по объему популяции пассивно плавающего фитопланктона, растительноядных видов зоопланктона и рыб. Профундаль – это глубоководная часть зоны открытых вод, где солнечная освещенность недостаточна для процессов фотосинтеза. Ее населяют виды рыб, приспособленных к обитанию в холодных, слабоосвещенных водах. Бенталь (дно водоема) населена многочисленными редуцентами , моллюсками и личинками насекомых. Эти организмы питаются отмершими растениями, остатками животных организмов и выделениями животных, поступающими с поверхности.

В реках и ручьях, в основном, выделяют две зоны: мелководные перекаты и глубоководные плесы. Каждой из этих зон свойственны свои обитатели.

Движение воды, особенно в лотических водоемах, связанное с ее скоростью, турбулентностью, обусловливает передвижение и локализацию сбрасываемых производством веществ, специфику их осаждения, разложения и процессы самоочищения водоемов.

В любой экологической системе растения, животные и микроорганизмы развиваются только совместно, обусловливая существование друг друга . Все живые организмы прошли свой эволюционный путь развития в тесном взаимодействии, в результате чего у них выработались взаимные приспособления друг к другу, и раздельно существовать они не могут.

Умение различать наземные и водные экосистемы весьма полезно, но не менее важно понимать взаимосвязь этих систем.

К числу важнейших из них относится смыв органических питательных веществ, преимущественно нитратов и фосфатов, с поверхности земли в водные экосистемы. Эти питательные вещества поддерживают жизнь водных растений в реках и озерах, что, в свою очередь обеспечивает жизнь водных животных. За счет поступления гниющих органических веществ в водные экосистемы снабжаются пищей микроорганизмы. Когда почва смывается в озера и медленно текущие реки, почвенный материал отлагается на дне. Эти осадки постепенно преобразуют типы жизни водной флоры и фауны. В конце концов водная экосистема превращается в экосистему суши.

Природные процессы и деятельность человека могут коренным образом изменить скорость перемещения органических питательных веществ и почвенного материала с суши в воду. Например, затопление или расчистка участков под пашню увеличивают темпы поступления веществ в водные экосистемы, часто перегружая их органикой, что приводит к эвтрофикации — изменению физических, химических и биологических свойств водоема при долговременном поступлении питательных веще ств с пр илегающих территорий за счет процессов естественной эрозии и стока. Это может стать причиной бурного роста водорослей. При отмирании водорослей и их последующей переработке аэробными (потребляющими кислород) редуцентами в воде резко уменьшается содержание растворенного кислорода, что приводит к гибели рыб и других организмов.

С другой стороны, происходит поступление вещества и из водных систем в наземные. Рыбы и моллюски являются пищей для многих обитающих на суше животных (морские птицы, медведи, орлы) и для человека. С экскрементами часть питательных веществ возвращается из моря на сушу как элемент круговорота азота и фосфора.

Ярусность и мозаичность

В ходе длительного эволюционного развития распределение живых организмов в биоценозе носит ярусный характер.

Ярус – совместно произрастающие группы видов растений, различающиеся по высоте и по положению в биоценозе ассимилирующих органов (листья, стебли, подземные органы-клубни корневища, луковицы).

Разные ярусы образованы разными жизненными формами. Наиболее четко ярусность выражена в лесных биоценозах.

Ярусность это вертикальное расслоение биоценозов на равновысокие структурные части. Особенно четко она выражена в фитоценозах.

1. древесный ярус – формируют высокие деревья с высоко расположенной листвой, которая хорошо освещается солнцем;

2. ярус подлеска – перехватывают оставшиеся 10% солнечной радиации – его составляют кустарники и кустарниковые формы древесных пород;

3. ярус подроста – относятся молодые невысокие (от 1 до 3-5 м) деревца, которые в дальнейшем переходят в 1 ярус;

4. травяно — кустарничковый ярус – растениями используется от 1до 5% солнечной радиации – лесные травы и кустарнички;

5. мохово — лишайниковый ярус – надпочвенный слой мхов и лишайников;

6. внеярусная растительность – растения – паразиты.

Ярусность свойственна и подземным частям растений. Ярусы выделяют по глубине залегания всасывающих частей корней.

В водных сообществах кроме яруса корней и корневищ различают ярус:

Ø надводных трав;

Ø плавающих трав;

Ø высоких водных трав;

Ø низких водных трав;

Ø придонных растений (водоросли).

Горизонтальная структура биоценоза – горизонтальное распределение особей видов, образующих различного рода узорчатость, мозаичность, пятнистость каждого вида.

К элементарным единицам горизонтального строения растительных сообществ относятся следующие структурные единицы:

Ø микроценоз – наименьшая по размерам структурная единица горизонтального расчленения сообщества, которая включает все ярусы, обособленная в вертикальном направлении от других, окружающих ее микроценозов этого же сообщества и характеризующаяся определенным составом, структурой, динамикой и обладающая некоторой целостностью.

Ø микрогруппировка – сгущение особей одного или несколько видов в пределах яруса, внутриярусные мозаичные пятна.

Особи разных видов существуют в биоценозах не изолированно, они вступают между собой в разнообразные взаимоотношения.

Экологической нишей называют положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Ø фундаментальную нишу – определяемую только физиологическими особенностями организмов;

Ø реализованную нишу – в пределах которой вид реально встречается в природе.

У совместно живущих видов экологические ниши могут перекрываться, но полностью никогда не совпадают, иначе вступает в действие закон конкурентного исключения и один вид вытесняет другой из данного биоценоза. Если в результате гибели организмов одного вида «освобождается» экологическая ниша, проявляется правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно(!) заполнена.

Экотип — экологические расы и разновидности растений и животных, чаще всего находящиеся в пределах непрерывных рядов изменчивости (климатической, эдафической и ценотической)

Важнейшим признаком структурной характеристики биоценозов является наличие границ сообществ. Соседние биоценозы постепенно переходят один в другой. В результате образуются обширные пограничные, или переходные зоны, отличающиеся особыми условиями.

Степные виды Лесные виды

Степь Лес Вид биоценоза

Рис. Пограничный эффект в экосистемах

Растения и животные, характерные для каждого биоценоза, проникая на соседние территории, создают пограничную полосу — экотон.

Правило экотона или краевого эффекта — на стыках биоценозов увеличивается число видов и особей в них.

Биоценоз и биотоп функционируют как единое целое, образуя экосистему:

экосистема = биотоп + биоценоз

Биоценоз и биотоп невозможно оторвать друг от друга, о чем свидетельствует ряд принципов их взаимосвязи:

1. принцип разнообразия (А.Тинеман): чем разнообразнее условия биотопа, тем больше видов в биоценозе (тропический лес);

2. принцип отклонения условий (А.Тинеман): чем выше отклонения условий биотопа от нормы, тем беднее видами и специфичнее биоценоз, а численность особей отдельных составляющих его видов выше (места интенсивного загрязнения среды);

3. принцип плавности изменения среды (Г.М. Франц): чем более плавно изменяются условия среды в биотопе и чем дольше он остается неизменным, тем богаче видами биоценоз и тем более он уравновешен и стабилен.

Биотоп есть место обитания или место существования биоценоза. Вместе они образуют биологическую макросистему – биогеоценоз.

Биогеоценоз это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений.

Он может быть самых различных размеров. Термин был введен в 1940 г. В.Н. Сукачевым.

Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не одинаковые. Биогеоценоз следует рассматривать как иерархически элементарную комплексную, т.е. состоящую из биотопа и биоценоза, экосистему.

Дата добавления: 2016-07-27 ; просмотров: 11006 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Пространственная структура

Пространственная структура характеризует распределение особей биоценоза в пределах биотопа.
Любой биоценоз занимает конкретное пространство, которое разделяется между видами в зависимости от их биологических особенностей. В связи с этим различают вертикальную и горизонтальную зональность, а также консорции.
Вертикальная зональность биоценоза обусловлена наличием в нем растений разной высоты. Благодаря этому в биоценозе наблюдается вертикальное расслоение на структурные части, занимающие разное положение по отношению к уровню почвы. Это явление называется ярусностью, а структурные части биоценоза — ярусами. Растительные ярусы заселяются животными и микроорганизмами. Ярусность способствует значительному ослаблению конкуренции между видами, благодаря этому увеличивается численность особей на единице площади и более полно и разнообразно используются условия среды.
В биоценозе различают надземную и подземную ярусность. В биоценозе смешанного леса выделяют 5-7 надземных ярусов. Подземная ярусность обусловлена разной глубиной расположения активной части корневой системы и включает, как правило, на один ярус меньше, чем надземная ярусность, так как мхи, грибы и лишайники, формирующие самый нижний ярус, корневой системы не имеют.
Надземная ярусность в смешанном лесу представлена следующими ярусами: I ярус — деревья первой величины (ель, сосна); II ярус — деревья второй величины (дуб, береза, осина, клен, ясень и др.); III ярус — деревья третьей величины (рябина, черемуха, дикая яблоня, дикая груша и др.); IV ярус — под-лесок из кустарников (лещина, бересклет, крушина, жимолость и др.); V ярус — подлесок из высоких трав и кустарничков (багульник, голубика, аконит, вереск, иван-чай и др.); VI ярус — низкие травы и кустарнички (клюква, кислица, копытень, ландыш, перелеска, черника и др.); VII ярус — мхи, грибы, напочвенные лишайники. Подземная ярусность является зеркальным отражением надземной ярусности.
Ярусы определяют сложение и структуру фитоценоза. Если их количество мало, то фитоценоз считается простым, а если их много — сложным.

Рис. 1. Распределение копытных животных по ярусам питания: 1- жираф; 2 — антилопа геренук; 3 — антилопа дик-дик; 4 — носорог; 5 — слон; 6 — зебра; 7 — гиу; 8 — газель Гранта; 9 — антилопа бубал

Растительные ярусы создают среду для существования других особей, которые здесь поселяются. Некоторые виды приспособлены к конкретным ярусам, а некоторые в силу разных обстоятельств занимают в разное время разные ярусы. Существуют организмы, которые нельзя отнести к конкретному ярусу, — лианы, эпифиты, паразиты, их называют внеярусными.

некоторых групп организмов может прослеживаться внутригрупповая ярусность. Например, у насекомых выделяют следующие ярусы: I ярус — геобий (обитатели почвы); II ярус — герпетобий (обитатели наземного поверхностного слоя); III ярус — бриобий (обитатели мохового яруса); IV ярус — филлобий (обитатели травостоя); V ярус — аэробий (обитатели более высоких ярусов).
Ярус можно рассматривать как структурную единицу биоценоза, которая отличается от других ее частей совокупностью экологических условий, набором растений, животных и микроорганизмов. В каждом ярусе складывается своя система взаимоотношений между компонентами.
Вертикальное распределение организмов в биоценозе оказывает влияние на горизонтальную структуру.
Структурной единицей фитоценоза является синузия, которая характеризуется определенным видовым составом. В зависимости от видового состава синузии формируется определенный микроклимат, видовой состав животных и микроорганизмов. Совокупность всех этих компонентов называется парцелла. Парцелла — структурная единица горизонтальной пространственной структуры. В отличие от яруса в состав парцеллы, кроме растений, животных и микроорганизмов, входит почва.
Кроме топографических образований (ярусы, синузии, парцеллы), в каждом биоценозе есть своеобразные пространственные структуры, которые не имеют выраженного месторасположения. Они называются консорции. Учение о консорциях создали: В.Н.Беклемишев и Л.Г.Раменский.

Консорция — это совокупность популяций, жизнедеятельность которых трофически или топически связана с центральным видом-эди- фикатором, выполняющим роль ядра. Организмы, взаимодействующие с ядром, называются консорты I порядка. Консорт в переводе с английского языка означает «сожитель», «спутник». Второе слово в данном случае подходит больше. Консорты I порядка в совокупности формируют концентр I порядка. Те организмы, которые взаимодействуют с консортами I порядка, называются консорты II порядка. Они в совокупно-
сти формируют концентр II порядка и т.д. В результате этого образуется консорция, включающая ядро и концентры разных порядков. Весь биоценоз состоит из консорций, которые между собой перекрываются, так как консорты из одной консорции могут входить в состав концентров другой консорции.

Функциональная структура характеризует распределение особей биоценоза на группы по выполняемым функциям. В каждом биоценозе организмы выполняют разные функции, благодаря которым осуществляется биогенный круговорот. В зависимости от роли, которую играет организм в данном круговороте, он относится к определенной функциональной группе. Выделяют следующие функциональные группы:
Продуцентыг (создатели) — это организмы, создающие органическое вещество из неорганического (биогены) с использованием солнечной энергии. К ним относятся а) фототрофы: все зеленые растения, цианобактерии, зеленые и пурпурные серобактерии; б) хемотрофы: нитрифицирующие бактерии, железобактерии и др.
Консументыг (потребители) — это организмы, потребляющие живое органическое вещество и передающие содер-жащуюся в нем энергию по пищевым цепям. К ним относятся животные. В зависимости от вида потребляемого органического вещества они подразделяются на порядки. Организмы, потребляющие продуцентов, называются консументы I порядка (растительноядные). Консументов I порядка потребляют консументы II порядка (плотоядные или хищники более низкого ранга) и т.д. Количество порядков ограничено и определяется объемом биомассы продуцентов.
Редуцентыг (разрушители) — это организмы, разлагающие отмершее органическое вещество (детрит) до биогенов, которые затем поглощаются продуцентами. Как продуценты, так и консументы на определенной стадии жизненного цикла отмирают и образуют детрит, который под влиянием редуцентов через несколько этапов превращается в биогены. Различают три порядка редуцентов. Редуценты I порядка (механические разрушители) осуществляют механическое разрушение детрита, практически его не разлагая. К ним относятся насекомые и их личинки, черви, землероющие млекопитающие. Редуценты II порядка (гуминизаторы) частично разлагают детрит, превращая его в гумус. Эту функцию выполняют грибы, простейшие и крупные микроорганизмы (более 0,1 мм). Редуценты III порядка (минерализаторы) обеспечивают полное разложение гумуса до биогенов. К ним относятся микроорганизмы менее 0,1 мм. Все порядки редуцентов, отмирая, также превращаются в детрит.
Все функциональные группы в биоценозе между собою взаимосвязаны, благодаря чему осуществляется биогенный круговорот .Функциональная структура в биоценозе очень жесткая: должны присутствовать все функциональные группы. Однако таксономическая структура каждой функциональной группы весьма рыхлая и нестабильная, потому что одну и ту же функцию могут выполнять разные виды организмов. Как мы видели из характеристики структуры биоценоза, организм, входящий в его состав, относится к определенному виду, обладающему конкретными потребностями к условиям среды, занимает определенное пространственное положение, выполняет определенные функции. Все эти сведения в совокупности составляют понятие «экологическая ниша». Гриннел впервые ввел это понятие в 1920 г. Экологическая ниша — это абстрактное понятие, оно включает физические, химические и биотические факторы, необходимые организму для жизнедеятельности и обусловливающие его морфологическую приспособленность, физиологические реакции и поведение. Это понятие включает в себя не только физическое пространство, которое занимает организм, но и функциональную роль организма в сообществе и его отношения к внешним факторам (условия существования). Экологическая ниша включает три аспекта: 1) пространственная ниша, или ниша местообитания — это то место, где живет организм, где его обычно можно встретить; 2) трофическая ниша — это совокупность всех видов пищи, которой питается организм; 3) многомерная ниша, или ниша как гиперобъем — это совокупность всех потребностей к абиотическим факторам среды.
Таким образом, экологическая ниша включает общую сумму всех потребностей организма к среде обитания. Для характеристики экологической ниши пользуются двумя понятиями: ширина ниши и перекрывание ниши. Виды в сообществе, которые имеют одинаковые размеры ниши и выполняют сходные функции, называются гильдии. Виды, которые выполняют одинаковые функции в сходных биоценозах, называются викарирующие виды. Виды, которые занимают одинаковые экологические ниши в разных географических областях, называются экологическими эквивалентами.
Если в экосистеме жизненные ресурсы используются полностью, то она называется насыщенной (свободных экологических ниш нет) и вселение новых видов сюда невозможно. Если жизненные ресурсы используются не полностью — экосистема ненасыщенная (имеются свободные экологические ниши) и есть возможность вселения новых видов. Чем меньше насыщенность экосистемы, тем легче протекает акклиматизация

Понятие экосистемы и биогеоценоза

Сообщества организмов неразделимо связаны с неорганической средой, находятся в постоянном взаимодействии. Сообщество образует с неорганической средой определенную экологическую систему, в которой осуществляются перенос энергии и круговорот веществ между живой и неорганической частями.

ЭКОСИСТЕМА — это любая совокупность организмов и неорганических компонентов, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом за счет осуществляющегося круговорота веществ. Основным свойством экосистем является способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.

Понятию «экосистема» близко по сути понятие «биогеоценоз». Структура биогеоценоза включает следующие части: ФИТОЦЕНОЗ — растительное сообщество (автотрофные организмы, продуценты); ЗООЦЕНОЗ — животное население (гетеротрофы, консументы); МИКРОБОЦЕНОЗ — различные микроорганизмы (редуценты). Абиотическую часть биогеоценоза слагают совокупность климатических факторов территории, биокосное образование и гидрологические факторы.

БИОГЕОЦЕНОЗ — это исторически сформировавшийся взаимообусловленный комплекс живых и неживых компонентов однородного участка земной поверхности, связанных переносом энергии и обменом веществ.

В основе обоих понятий лежит принцип единства живых и неживых компонентов биологических систем. Термин «экосистема» обозначает системы, обеспечивающие круговорот любого ранга от океана до цветочного горшка. Термин «биогеоценоз» приложим к однородному участку земной поверхности, обычно сухопутному, основным звеном которого является фитоценоз. Каждый биогеоценоз можно назвать экосистемой, но не каждую экосистему биогеоценозом.

БИОЦЕНОЗ — совокупность популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство. Биоценозом является любое сообщество взаимосвязанных организмов, живущих на каком либо участке суши или водоема. Границы сообществ редко бывают четкими. Соседние биоценозы постепенно переходят один в другой, в результате образуются пограничные, или переходные, зоны, отличающиеся особыми условиями.

ЭКОТОН (пограничная полоса) занимает промежуточное положение, отличаясь температурным режимом, влажностью, освещенностью, совмещая типичные условия соседствующих биоценозов. Пограничная зона обычно более богата жизнью, чем смежные биоценозы. В этих зонах наблюдается краевой эффект, или эффект опушки.

Структура биоценоза

Видовая структура биоценоза — характеризуется видовым разнообразием и количественным соотношением видов.

ДОМИНАНТЫ — виды, которые преобладают по численности, занимают ведущее, господствующее положение в биоценозе. Обычно наземные биоценозы называют по доминирующим видам растений: сосновый бор, сфагновое болото, ковыльная степь.

ПРЕДОМИНАНТЫ — виды, живущие за счет доминантов, животные которые питаются за счет растений.

ЭДИФИКАТОРЫ — виды, создающие условия для жизни других видов данного биоценоза. Это строители сообщества, они определяют микроклимат всего сообщества и их удаление грозит полным уничтожением биоценоза. Как правило ими выступают растения.

Пространственная структура биоценоза включает его вертикальную и горизонтальную структуры.

ЯРУСНОСТЬ — явление вертикального расслоения биоценозов на разновысокие части. Ярусное строение четко определяется в растительных сообществах. В лесу выделяют следующие надземные ярусы: 1-й ярус — деревья первой величины (дуб, ель, сосна, береза); 2-й ярус — деревья второй величины (рябина, черемуха, яблоня); 3-й ярус — подлесок из кустарников (лещина, шиповник, жимолость); 4-й ярус — подлесок из высоких кустарничков и крупных трав (багульник, голубика, вереск,иван-чай); 5-й ярус — низкие кустарнички и мелкие травы (клюква, кислица, земляника); 6-й ярус — мхи и напочвенные лишайники. Ярусно располагаются и подземные части растений, образуя ярусы корней травянистых растений корней кустарников, второстепенный и главный ярусы корней деревьев. Растения каждого яруса и обусловленный ими микроклимат способствуют образованию ярусности фауны — от насекомых до птиц и млекопитающих. Благодаря ярусности различные растения и органы их питания (листья, корни) располагаются на разной высоте и глубине, это позволяет полнее использовать световой поток.

МОЗАИЧНОСТЬ — горизонтальное распределение организмов в биоценозе. Мозаичность обусловлена неоднородностью микрорельефа почв, биологическими особенностями растений. Она может возникнуть в результате деятельности человека (вырубка, кострища) или животных (муравейники, выбросы почвы кротами). В горизонтальной структуре биоценоза выделяют СИНУЗИИ — обособленные части фитоценоза, характеризующиеся определенным видовым составом и эколого-биологическим единством входящих в них видов (синузия сосны, синузия брусники).

Трофическая структура биоценоза — определенная энергетическая структура, обусловленная специализацией живых форм в качестве производителей и потребителей пищи в сообществах. В пределах этой структуры происходит перенос энергии и круговорот питательных веществ. По участию в биологическом круговороте веществ различают три группы организмов.

ПРОДУЦЕНТЫ — автотрофные организмы — синтезируют органические соединения из неорганических с помощью энергии солнечного света. Биомасса органического вещества, образованного в ходе фотосинтеза, называется первичной продукцией, а скорость ее формирования — биологической продуктивностью экосистем. Продуктивность выражается количеством биомассы, синтезируемой за единицу времени, или энергетическим эквивалентом (джоуль на 1м2 за сутки), или массой сухого органического вещества, создаваемой за единицу времени на единицу площади (кг на 1 га за сутки).

КОНСУМЕНТЫ — гетеротрофные организмы — являются непосредственными потребителями первичной продукции: они питаются готовыми органическими веществами растений или животных. Консументы частично используют пищу для обеспечения жизненных процессов, а частично строят на ее основе собственное тело. При этом консументы выделяют в окружающую среду отходы, образующиеся процессе их жизнедеятельности. Процесс создания и накопления биомассы на уровне консументов обозначается как вторичная продукция.

РЕДУЦЕНТЫ, или ДЕСТРУКТОРЫ (бактерии, грибы), замыкают путь обмена веществ, полностью разлагая все растительные и животные остатки до не органических составляющих, которые потребляются продуцентами и снова могут быть вовлечены в круговорот веществ.

Цепи питания

В процессе круговорота веществ энергия, содержащиеся в одних организмах, потребляется другими организмами. Перенос энергии и вещества от их источника через ряд организмов происходит по пищевой цепи путем поедания одних организмов другими.

ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ — это ряд видов и их групп, каждая предыдущее звено в котором служат пищей для следующего. Число звеньев может быть различным, но обычно их бывает 3-5. Пищевые цепи делят на 2 основных типа: ПАСТБИШЬНАЯ ЦЕПЬ — начинается с зеленого растения, идет далее к пасущимся растительноядным животным, затем к хищникам;

ДЕТРИТНАЯ ЦЕПЬ (детрит продукт распада) — начинается от мертвого органического вещества идет к микроорганизмам, а затем к детритофагам ( организмам, поедающим детрит) и хищникам. Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетаются друг с другом. ПИЩЕВАЯ СЕТЬ — условное обозначение трофических взаимоотношений консументов, продуцентов и редуцентов в сообществе.

ТРОФИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ — совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания, получающих преобразованную пищу энергию солнца и химические соединения через одинаковое число посредников трофической цепи. Первый трофический уровень (I) занимают автотрофы — зеленые растения ( продуценты), второй (II) — травоядные (консументы первого порядка), третий (III) — первичные хищники, поедающие травоядных животных (консументы второго порядка), четвертый (IV) — вторичные хищники (консументы третьего порядка), питающиеся более слабыми хищниками. Группа особей одного вида может занимать один или несколько трофических уровней, исходя из того, какие источники пищи она использует. Замыкают этот круговорот редуценты, разлагающие органические остатки.

При переходе к каждому последующему звену пищевой цепи большая часть (80-90%) потенциальной энергии теряется, переходя в теплоту. Продукция каждого последующего уровня в 10 раз меньше предыдущего. Поэтому чем короче цепь, тем больше энергии доступно для группы организмов. В среднем лишь 10% биомассы и заключенной в ней энергии переходят на следующий уровнь.

ПРАВИЛО ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПИРАМИД (сформулировано Ч.Элтоном в 1927г) — суммарная биомасса, продукция и энергия, а часто и численность особей прогрессивно уменьшаются по мере восхождения по трофическим уровням Изображается в виде графических моделей. Выделяют три типа экологических пирамид: пирамида чисел — отражает численность отдельных организмов в трофических цепях; пирамида биомасс показывает соотношение продуцентов, консументов и редуцентов в экосистеме, выраженное в их массе; пирамида энергии отражает силу потока энергии через последовательные трофические уровни, т.е. эта пирамида отражает скорость прохождения массы пищи через трофическую цепь. Эти основные типы экологической пирамиды, как правило показывают закономерное понижение всех показателей с повышением трофического уровня живых организмов. Значительная часть пищи теряется, тратится на обмен веществ. В некоторых водных экосистемах пирамида биомасс может быть обращенной, когда биомасса продуцентов меньше, чем консументов или редуцентов.

Изменения в биогеоценозах

В биогеоценозах постоянно происходят изменения состояния и жизнедеятельности слагающих их сообществ. Циклические изменения в БГЦ представлены ФЛЮКТУАЦИЯМИ — краткосрочными изменениями, когда сообщества без смены флористического состава отклоняются от определенного среднего состояния. Это связано с ритмикой природных явлений (суточные флюктуации),сменой сезонов года (сезонные флюктуации), либо непостоянными внешними факторами, меняющимися каждый год (многолетние флюктуации).

Поступательные изменения в БГЦ приводят к смене одного БГЦ другим — с иным набором преобладающих видов. АЛЛОГЕННЫЕ СМЕНЫ — вызваны внешними влияниями (абиотическими или антропогенными), изменяющими условия среды. АВТОГЕННЫЕ СМЕНЫ — возникают в результате изменения условий среды за счет процессов, происходящих внутри самого сообщества в отсутствие постепенного изменения абиотических факторов.

СУКЦЕССИЯ — последовательное замещение одного биоценоза другим. По общему характеру сукцессии подразделяются на два типа. ПЕРВИЧНЫЕ СУКЦЕССИИ — начинаются на субстрате, не измененном (или почти не измененном) деятельностью живых организмов. Биоценозы в этом случае формируются на скалах, песках, обрывах. ВТОРИЧНЫЕ СУКЦЕССИИ — это смена уже сформированных биоценозов. Сукцессионные изменения протекают до некоторого предела, после чего сообщество приходит в относительно стабильное состояние. КЛИМАКС — представляет собой заключительную стадию развития биоценоза, на котором он находится в равновесном состоянии с окружающей средой довольно продолжительное время. БИОМЫ ЗЕМЛИ — это климаксовые экосистемы соответствующих географических областей.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Вертикальная структура биоценоза (ярусность)

В наземных биоценозах основную роль в формировании вертикальной структуры играют растения разной высоты. Благодаря этому наблюдается вертикальное расслоение биоценоза на структурные части. Эти части биоценоза, занимающие разное положение по отношению к уровню почвы, называются ярусами.

Ярусность — вертикальная зональность

Главную роль при формировании видового состава растительных ярусов играет количество света, достигающее каждого яруса. От него зависит температурный режим и влажность на разных уровнях (ярусах) биоценоза. Верхние ярусы составляют светолюбивые растения. Ниже располагаются теневыносливые, а в самом низу произрастают тенелюбивые виды. Такое распределение растений способствует более полному усвоению солнечной энергии. До поверхности почвы доходит лишь 1-5 % света, поступающего в биоценоз. В одноярусных фитоценозах большая часть поступающей солнечной энергии не усваивается. Она идет на нагревание почвы и частично отражается.

Большинство видов приспособлено к конкретным ярусам. Но некоторые виды в силу различных обстоятельств занимают в разное время жизни разные ярусы. Их называют внеярусными видами. (лианы, лишайники)

В наземных биоценозах различают надземную и подземную ярусность. Ярусы нумеруются римскими цифрами.

Надземная ярусность в лиственном лесу обычно включает пять, иногда шесть, растительных ярусов.

· I ярус образован деревьями первой величины (дуб, береза, ясень, липа и др.).

· Ко II ярусу относятся деревья второй величины (дикие яблоня, груша, черемуха, рябина и др.).

· III ярус — это подлесок из кустарников (лещина, крушина, бересклет, можжевельник, калина, бузина и др.).

· IV яруспредставлен высокими травами и кустарничками (папоротники, крапива, чистотел, вереск, багульник и др.).

· V ярус составляют низкие травы и кустарнички (черника, брусника, земляника, толокнянка, ландыш и др.), а также мхи и лишайники.

· В нижних ярусах обычно присутствует подрост древесных растений. Если ярусов много, то фитоценоз считается сложным, а если их мало — простым.

Животные приурочены к определенным ярусам фитоценоза. I ярус населяют листогрызущие насекомые (обитатели кроны деревьев). Во II ярусе обитают птицы и стволовые вредители (жуки короеды, усачи, златки). В III и IV ярусах — копытные и хищные животные, птицы, грызуны. V ярус богат различными многоножками, жужелицами, шмелями, клещами и другими мелкими животными.

Подземная ярусность обусловлена разной глубиной расположения корневой системы. Чем выше деревья, тем глубже в почву проникают их корни. Расположение корней на разной глубине снижает остроту конкуренции между растениями за воду, минеральное питание, кислород.

Возникновение ярусности — результат длительного приспособления разных видов друг к другу и формирования межвидовых связей и взаимоотношений. Ярусность способствует значительному ослаблению конкуренции между видами за ресурсы и территорию. Благодаря этому увеличивается численность особей на единице площади, более полно и рационально используются условия и ресурсы биотопа.

Вертикальное распределение видов в биоценозе оказывает влияние на его горизонтальную структуру.

В водных сообществах кроме яруса корней и корневищ различают ярус:
— надводных трав;
— плавающих трав;
— высоких водных трав;
— низких водных трав;
— придонных растений (водоросли).

Горизонтальная структура биоценоза (мозаичность)

МОЗАИЧНОСТЬ — одна из форм горизонтальной неоднородности строения фитоценозов, выражающаяся в неравномерном распределении растений в пространстве.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector